燃烧和爆炸与防火防爆安全技术22427.docx

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1、第四章燃燃烧和爆爆炸与防防火防爆爆安全技技术第一节燃燃烧要素素和燃烧烧类别一、燃燃烧概述述燃烧烧是可燃燃物质与与助燃物物质(氧或其其他助燃燃物质)发生的的一种发发光发热热的氧化化反应。在在化学反反应中，失失掉电子子的物质质被氧化化，获得得电子的的物质被被还原。所所以，氧氧化反应应并不限限于同氧氧的反应应。例如如，氢在在氯中燃燃烧生成成氯化氢氢。氢原原子失掉掉一个电电子被氧氧化，氯氯原子获获得一个个电子被被还原。类类似地，金金属钠在在氯气中中燃烧，炽炽热的铁铁在氯气气中燃烧烧，都是是激烈的的氧化反反应，并并伴有光光和热的的发生。金金属和酸酸反应生生成盐也也是氧化化反应，但但没有同同时发光光发热，

2、所所以不能能称做燃燃烧。灯灯泡中的的灯丝通通电后同同时发光光发热，但但并非氧氧化反应应，所以以也不能能称做燃燃烧。只只有同时时发光发发热的氧氧化反应应才被界界定为燃燃烧。可燃燃物质(一切可可氧化的的物质)、助燃燃物质(氧化剂剂)和火源源(能够提提供一定定的温度度或热量量)，是可可燃物质质燃烧的的三个基基本要素素。缺少少三个要要素中的的任何一一个，燃燃烧便不不会发生生。对于于正在进进行的燃燃烧，只只要充分分控制三三个要素素中的任任何一个个，燃烧烧就会终终止。所所以，防防火防爆爆安全技技术可以以归结为为这三个个要素的的控制问问题。例例如，在在无惰性性气体覆覆盖的条条件下加加工处理理一种如如丙酮之之

3、类的易易燃物质质，一开开始便具具备了燃燃烧三要要素中的的前两个个要素，即即可燃物物质和氧氧化气氛氛。可以以查出，丙丙酮的闪闪点是10。这意意味着在在高于10的任何何温度，丙丙酮都可可以释放放出足够够量的蒸蒸气，与与空气形形成易燃燃混合物物，一旦旦遭遇火火花、火火焰或其其他火源源就会引引发燃烧烧。为了了达到防防火的目目的，至至少要实实现下列列四个条条件中的的一个条条件：(1)环环境温度度保持在在100以下；(2)切切断大气气氧的供供应；(3)在在区域内内清除任任何形式式的火源源；(4)在在区域内内安装良良好的通通风设施施。丙酮酮蒸气一一旦释放放出来，排排气装置置就迅速速将其排排离区域域，使丙丙酮

4、蒸气气和空气气的混合合物不至至于达到到危险的的浓度。条件件(1)和(2)在工业业规模上上很难达达到，而而条件(3)和和(4)则不难难实现。固固然，完完全清除除燃烧三三要素中中的任何何一个，都都可以杜杜绝燃烧烧的发生生。然而而，对工工业操作作施加如如此严格格的限制制在经济济上很少少是可行行的。工工业物料料安全加加工研究究的一个个重要目目的是，确确定在兼兼顾杜绝绝燃烧和和操作经经济上的的可行性性方面还还留有多多大余地地。为此此，当人人们知道道如何防防火时，这这仅仅是是开始，降降低防火火的消费费在工业业防火中中有着同同样重要要的作用用。燃烧烧反应在在温度、压压力、组组成和点点火能等等方面都都存在极极

5、限值。可可燃物质质和助燃燃物质达达到一定定的浓度度，火源源具备足足够的温温度或热热量，才才会引发发燃烧。如如果可燃燃物质和和助燃物物质在某某个浓度度值以下下，或者者火源不不能提供供足够的的温度或或热量，即即使表面面上看似似乎具备备了燃烧烧的三个个要素，燃燃烧仍不不会发生生。例如如，氢气气在空气气中的浓浓度低于于4时便便不能点点燃，而而一般可可燃物质质当空气气中氧含含量低于于14时时便不会会引发燃燃烧。总总之，可可燃物质质的浓度度在其上上下极限限浓度以以外，燃燃烧便不不会发生生。近代代燃烧理理论用连连锁反应应来解释释可燃物物质燃烧烧的本质质，认为为多数可可燃物质质的氧化化反应不不是直接接进行的的

6、，而是是通过游游离基团团和原子子这些中中间产物物经连锁锁反应进进行。有有些学者者在燃烧烧的三角角形理论论的基础础上，提提出了燃燃烧的四四面体学学说。这这种学说说认为，燃燃烧除具具备可燃燃物质、助助燃物质质和火源源三角形形的三个个边以外外，还应应该保证证可燃物物质和助助燃物质质之间的的反应不不受干扰扰，即进进行“不受抑抑制的连连锁反应应”。二、燃燃烧要素素在一一般情况况下，燃燃烧可以以理解为为燃料和和氧间伴伴有发光光发热的的化学反反应。除除自燃现现象外，都都需要用用点火源源引发燃燃烧。所所以，燃燃烧要素素可以简简单地表表示为燃燃料、氧氧和火源源这三个个基本条条件。这这一部分分我们将将围绕这这三个

7、基基本条件件进行讨讨论，并并提出降降低与之之联系的的危险性性的建议议。1燃料料防火火的一个个重要内内容是考考虑燃烧烧的物质质，即燃燃料本身身。处于于蒸气或或其他微微小分散散状态的的燃料和和氧之间间极易引引发燃烧烧。固体体研磨成成粉状或或加热蒸蒸发极易易起火。但但也有少少数例外外，有些些固体蒸蒸发所需需的温度度远高于于通常的的环境温温度。液液体则显显现出很很大的不不同。有有些液体体在远低低于室温温时就有有较高的的蒸气压压，就能能释放出出危险量量的易燃燃蒸气。另另外一些些液体在在略高于于室温时时才有较较高的蒸蒸气压，还还有一些些液体在在相当高高的温度度才有较较高的蒸蒸气压。很很显然，液液体释放放出

8、蒸气气与空气气形成易易燃混合合物的温温度是其其潜在危危险的量量度，这这可以用用闪点来来表示。液体体的闪点点是火险险的标志志。美国国州际商商会把闪闪点等于于或低于于27的液体体列为高高火险液液体。选选择277作为分分界点，是是因为这这个温度度代表通通常或室室内温度度的上限限，任何何液体在在此或较较低温度度闪燃都都是危险险的。闪闪点在2271777表示中中度火险险，闪点点在1777以上只只有轻微微火险。当当液体的的闪点低低于9337时，全全美消防防协会才才称之为为易燃液液体。上上述的火火险等级级划分只只是指出出了液体体加工或或贮存时时的危险险程度，实实际上，所所有有机机物质在在足够高高的温度度下暴

9、露露都会燃燃烧。排除除潜在火火险对于于防火安安全是重重要的。为为此必须须用密封封的有排排气管的的罐盛装装易燃液液体。这这样，当当与罐隔隔开一段段距离的的物料意意外起火火时，液液罐被引引燃的可可能性将将会大大大减小。因因为燃烧烧的液体体产生大大量的热热，会引引发存放放液罐的的建筑物物起火，把把易燃物物料置于于耐火建建筑中对对于防火火安全也也是重要要的。易易燃液体体安全的的关键是是防止蒸蒸气的爆爆炸浓度度在封闭闭空间中中的积累累。当应应用或贮贮存中度度或高度度易燃液液体时，通通风是必必要的安安全措施施。通风风量的大大小取决决于物料料及其所所处的条条件。因因为有些些蒸气密密度较大大，向下下沉降，仅仅

10、凭蒸气气的气味味作为警警示是极极不可靠靠的。用用爆炸或或易燃蒸蒸气指示示器连续续检测才才是安全全的方法法。2氧和和热虽然然在某些些不寻常常的情况况下，比比如氯或或磷，与与物质能能够产生生燃烧状状的化学学反应，但但是可以以毫不夸夸张地说说，几乎乎所有的的燃烧都都需要氧氧。而且且，反应应气氛中中氧的浓浓度越高高，燃烧烧得就越越迅速。工工业上很很难调节节加工区区氧的浓浓度，特特别是由由于阻止止发火的的氧浓度度远低于于正常浓浓度，浓浓度太低低，不适适于供人人员呼吸吸。工业业上有时时需要处处理只是是在通常常温度暴暴露在空空气中就就会起火火的物料料，把这这些物料料与空气气隔绝是是必要的的安全措措施。为为此

11、，加加工物料料需要在在真空容容器或充充满惰性性气体，如如氩、氦氦和氮的的容器内内进行。热是是燃烧伴伴生的一一个重要要结果。为为了使工工业装置置免受燃燃烧的破破坏，经经常需要要调节和和控制释释放出的的热量。一一个容易易被忽略略的事实实是，只只需要把把很少量量的燃料料和氧的的混合物物加热到到一定程程度就能能引发燃燃烧。由由于小热热源引发发的小火火向环境境的供热热大于引引发小火火本身的的吸热，因因而会点点燃更多多的燃料料和氧的的混合物物。继续续下去，可可用的热热量很快快会超过过蔓延成成大火所所需要的的热量。热热量可以以由不同同的点火火源提供供，如高高的环境境温度、热热表面、机机械摩擦擦、火花花或明火

12、火等等。3火源源下面面给出的的是常见见火源以以及与之之有关的的安全措措施。(1)明明火在易易燃液体体装置附附近，必必须核查查这一类类火源，如如喷枪、火火柴、电电灯、焊焊枪、探探照灯、手手灯、手手炉等，必必须考虑虑裂解气气或油品品管线成成为火炬炬的可能能性。为为了防火火安全，常常常用隔隔墙的方方法实现现充分隔隔离。隔隔墙应该该相当坚坚固，以以在喷水水器或其其他救火火装置灭灭火时能能够有效效地遏止止火焰。一一般推荐荐使用耐耐火建筑筑，即礴礴石或混混凝土的的隔墙。易燃燃液体在在应用时时需要采采取限制制措施。在在加工区区，即使使运输或或贮存少少量易燃燃液体，也也要用安安全罐盛盛装。为为了防止止易燃蒸蒸

13、气的扩扩散，应应该尽可可能采用用密封系系统。在在火灾中中，防止止火焰扩扩散是绝绝对必要要的。所所有罐都都应该设设置通往往安全地地的溢流流管道，因因而必须须用拦液液堤容纳纳溢流的的燃烧液液体，否否则火焰焰会大面面积扩散散，造成成人员或或财产的的更大损损失。除除采取上上述防火火措施外外，降低低起火后后的总消消耗也是是重要的的。高位位贮存易易燃液体体的装置置应该通通过采用用防水地地板、排排液沟、溢溢流管等等措施，防防止燃烧烧液体流流向楼梯梯井、管管道开口口、墙的的裂缝等等。(2)电电源电源源在这里里指的是是电力供供应和发发电装置置，以及及电加热热和电照照明设施施。在危危险地域域安装电电力设施施时，以

14、以下电力力规范措措施是应应该认真真遵守的的公认的的准则。应用特特殊的导导线和导导线管；应用防防爆电动动机，特特别是在在地平面面或低洼洼地安装装时，更更应该如如此；应用特特殊设计计的加热热设备，警警惕加热热设备材材质的自自燃温度度，推荐荐应用热热水或蒸蒸气加热热设备；电气控控制元件件，如热热断路器器、开关关、中继继器、变变压器、接接触器等等，容易易发出火火花或变变热，这这些元件件不宜安安装在易易燃液体体贮存区区。在易易燃液体体贮存区区只能用用防爆按按钮控制制开关；在危险险气氛中中或在库库房中，仅仅可应用用不透气气的球灯灯。在良良好通风风的区域域才可以以用普通通灯。最最好用固固定的吊吊灯，手手提安

15、全全灯也可可以应用用；在危险险区，只只有在防防爆的条条件下，才才可以安安装保险险丝和电电路闸开开关；电动机机座、控控制盒、导导线管等等都应该该按照普普通的电电力安装装要求接接地。(3)过过热过热热是指超超出所需需热量的的温度点点。过热热过程应应避免在在可燃建建筑物中中发生，并并应该受受到密切切监视。推推荐应用用温度自自动控制制和高温温限开关关，虽然然密切监监视仍是是需要的的。(4)热热表面易燃燃蒸气与与燃烧室室、干燥燥器、烤烤炉、导导线管以以及蒸气气管线接接触，常常引发易易燃蒸气气起火。如如果运行行设备有有时会达达到高过过一些材材料自燃燃点的温温度，要要把这些些材料与与设备隔隔开至安安全距离离

16、。这样样的设备备应该仔仔细地监监视和维维护，防防止偶发发的过热热。(5)自自燃许多多火灾是是由物质质的自燃燃引起的的，并被被来自毗毗邻的干干燥器、烘烘箱、导导线管、蒸蒸气管线线的外部部热量所所加速。有有时，在在封闭的的没有通通风的仓仓库中积积累的热热量足以以使氧化化反应加加速至着着火点。加加工易燃燃液体，特特别是容容易自热热的易燃燃液体，要要特别注注意管理理和通风风。在所所有设备备和建筑筑物中，都都应该避避免废料料、烂布布条等的的积累或或淤积。(6)火火花机具具和设备备发生的的火花，吸吸烟的热热灰、无无防护的的灯、锅锅炉、焚焚烧炉以以及汽油油发动机机的回火火，都是是起火的的潜在因因素。在在贮存

17、和和应用易易燃液体体的区域域应该禁禁止吸烟烟。这种种区域的的所有设设备都应应该进行行一级条条件的维维护，应应该尽可可能地应应用防火火花或无无火花的的器具和和材料。(7)静静电在碾碾压、印印刷等工工业操作作中，常常由于摩摩擦而在在物质表表面产生生电荷即即所谓静静电。橡橡胶和造造纸工业业中的许许多火灾灾大都是是以这种种方式引引发的。在在湿度比比较小的的季节或或人工加加热的情情形，静静电起火火更容易易发生。在在应用易易燃液体体的场所所，保持持相对湿湿度在44050之之间，会会大大降降低产生生静电火火花的可可能性。为为了消除除静电火火花，必必须采用用电接地地、静电电释放设设施等。所所有易燃燃液体罐罐、

18、管线线和设备备，都应应该互相相连接并并接地。对对于上述述设施，禁禁止使用用传送带带，尽可可能采用用直接的的或链条条的传动动装置。如如果不得得不使用用传送带带，传送送带的速速度必须须限定在在457mminn1以下，或或者采用用会降低低产生静静电火花花可能性性特殊装装配的传传送带。(8)摩摩擦许多多起火是是由机械械摩擦引引发的，如如通风机机叶片与与保护罩罩的摩擦擦，润滑滑性能很很差的轴轴承，研研磨或其其他机械械过程，都都有可能能引发起起火。对对于通风风机和其其他设备备，应该该经常检检查并维维持在尽尽可能好好的状态态。对于于摩擦产产生大量量热的过过程，应应该和贮贮存和应应用易燃燃液体的的场所隔隔开。

19、三、燃燃烧形式式可燃燃物质和和助燃物物质存在在的相态态、混合合程度和和燃烧过过程不尽尽相同，其其燃烧形形式是多多种多样样的。1均相相燃烧和和非均相相燃烧按照照可燃物物质和助助燃物质质相态的的异同，可可分为均均相燃烧烧和非均均相燃烧烧。均相相燃烧是是指可燃燃物质和和助燃物物质间的的燃烧反反应在同同一相中中进行，如如氢气在在氧气中中的燃烧烧，煤气气在空气气中的燃燃烧。非非均相燃燃烧是指指可燃物物质和助助燃物质质并非同同相，如如石油(液相)、木材材(固相)在空气气(气相)中的燃燃烧。与与均相燃燃烧比较较，非均均相燃烧烧比较复复杂，需需要考虑虑可燃液液体或固固体的加加热，以以及由此此产生的的相变化化。

20、2混合合燃烧和和扩散燃燃烧可燃燃气体与与助燃气气体燃烧烧反应有有混合燃燃烧和扩扩散燃烧烧两种形形式。可可燃气体体与助燃燃气体预预先混合合而后进进行的燃燃烧称为为混合燃燃烧。可可燃气体体由容器器或管道道中喷出出，与周周围的空空气(或氧气气)互相接接触扩散散而产生生的燃烧烧，称为为扩散燃燃烧。混混合燃烧烧速度快快、温度度高，一一般爆炸炸反应属属于这种种形式。在在扩散燃燃烧中，由由于与可可燃气体体接触的的氧气量量偏低，通通常会产产生不完完全燃烧烧的炭黑黑。3蒸发发燃烧、分分解燃烧烧和表面面燃烧可燃燃固体或或液体的的燃烧反反应有蒸蒸发燃烧烧、分解解燃烧和和表面燃燃烧几种种形式。蒸发发燃烧是是指可燃燃液

21、体蒸蒸发出的的可燃蒸蒸气的燃燃烧。通通常液体体本身并并不燃烧烧，只是是由液体体蒸发出出的蒸气气进行燃燃烧。很很多固体体或不挥挥发性液液体经热热分解产产生的可可燃气体体的燃烧烧称为分分解燃烧烧。如木木材和煤煤大都是是由热分分解产生生的可燃燃气体进进行燃烧烧。而硫硫磺和萘萘这类可可燃固体体是先熔熔融、蒸蒸发，而而后进行行燃烧，也也可视为为蒸发燃燃烧。可燃燃固体和和液体的的蒸发燃燃烧和分分解燃烧烧，均有有火焰产产生，属属火焰型型燃烧。当当可燃固固体燃烧烧至分解解不出可可燃气体体时，便便没有火火焰，燃燃烧继续续在所剩剩固体的的表面进进行，称称为表面面燃烧。金金属燃烧烧即属表表面燃烧烧，无气气化过程程，

22、无需需吸收蒸蒸发热，燃燃烧温度度较高。此外外，根据据燃烧产产物或燃燃烧进行行的程度度，还可可分为完完全燃烧烧和不完完全燃烧烧。四、燃燃烧类别别、类型型及其特特征参数数1易燃燃物质燃燃烧类别别依据据可燃物物质的性性质，燃燃烧一般般可划分分为四个个基本类类别，而而每一类类别还包包含着不不同类型型的燃烧烧。例如如，易燃燃液体的的溢流燃燃烧可以以是深度度、流动动或薄层层燃烧；而金属属燃烧则则可以呈呈粉末型型、液体体型、切切削型或或浇铸型型燃烧。(1)AA类燃烧烧A类燃烧烧定义为为如木材材、纤维维织品、纸纸张等普普通可燃燃物质的的燃烧。此此类燃烧烧都生成成灼烧余余烬，如如木炭。容容易忽略略的是木木炭本身

23、身也是AA类物质质。需要要特别注注意，水水和基于于碳氢盐盐的干燥燥化学品品并不是是有效的的灭火剂剂。还有有，橡胶胶和橡胶胶类的物物质以及及塑料，在在燃烧的的早期更更像B类物质质，而后后期肯定定是A类物质质。(2)BB类燃烧烧B类燃烧烧定义为为易燃石石油制品品或其他他易燃液液体、油油脂等的的燃烧。然然而，有有些固体体，比如如萘是一一个明显显的例子子，燃烧烧时熔化化并显示示出易燃燃液体燃燃烧的一一切特征征，而且且无灰烬烬。近些些年来，金金属烷基基化合物物频繁地地用于化化学工业业中，这这些易燃燃液体由由于其自自燃温度度不寻常常得低，而而且在许许多情况况下与水水剧烈反反应，从从而提出出一个特特殊的问问

24、题。工艺艺上易燃燃气体不不属于任任何燃烧烧类别，但但实际上上应当作作B类物质质处理。多多年来，由由于泄漏漏气体灭灭火后仍仍继续流流动形成成爆炸混混合物，随随之起火火燃烧，对对泄漏气气体的普普通做法法是不采采取灭火火措施。但但是，实实际经验验表明，在在某些情情况下，必必须先灭灭火方能能停止气气体泄漏漏。以液液体形式式贮存的的气体，如如液化天天然气、丙丙烷、氯氯乙烯等等，液态态泄漏比比气态泄泄漏会发发生更严严重的火火灾。(3)CC类燃烧烧C类燃烧烧定义为为供电设设备的燃燃烧。对对于这类类燃烧，首首要的是是灭火介介质的电电绝缘性性。电器器设备一一经切断断电源，除除非含有有易燃液液体如变变压器油油等，

25、即即可采用用适用于于A类燃烧烧的灭火火器材。对对于含有有毒性易易燃液体体的情形形，应采采用适用用于B类燃烧烧的灭火火器材。如如果含有有A类和B类燃烧烧物的复复合物，应应该用水水喷雾或或多功能能干燥化化学品作作灭火剂剂。(4)DD类燃烧烧D类燃烧烧定义为为可燃金金属的燃燃烧。对对于钠和和钾等低低熔点金金属的燃燃烧，由由于很快快会成为为低密度度液体的的燃烧，会会使大多多数灭火火干粉沉沉没，而而液体金金属仍继继续暴露露在空气气中，从从而给灭灭火带来来困难。这这些金属属会自发发地与水水反应，有有时很剧剧烈，也也会出现现问题。高熔熔点金属属会以各各种形式式存在：粉末型型、薄片片型、切切削型、浇浇铸型、挤

26、挤压型。适适用于浇浇铸型燃燃烧的灭灭火剂用用于粉末末型或切切削型燃燃烧时会会有很大大危险。常常用的金金属镁在在低熔点点和高熔熔点金属属之间，一一般总是是以固体体形式存存在，但但在燃烧烧时很容容易熔化化而成为为液体，因因而表现现得与前前述两者者都不同同。虽然然燃烧金金属的烟烟尘都不不应吸入入，但是是燃烧的的放射性性金属烟烟尘对救救火者却却有着极极为严重重的危险险。对于于金属氢氢化物的的燃烧，因因为氢和和金属两两者都在在燃烧，应应被认为为与金属属燃烧相相当。对对于此类类燃烧，需需要应用用干粉金金属灭火火剂。2燃烧烧类型及及其特征征参数如果果按照燃燃烧起因因，燃烧烧可分为为闪燃、点点燃和自自燃三种种

27、类型。闪闪点、着着火点和和自燃点点分别是是上述三三种燃烧烧类型的的特征参参数，这这三种特特征参数数已在第第二章易易燃物质质性质中中做过简简单介绍绍。(1)闪闪燃和闪闪点液体体表面都都有一定定量的蒸蒸气存在在，由于于蒸气压压的大小小取决于于液体所所处的温温度，因因此，蒸蒸气的浓浓度也由由液体的的温度所所决定。可可燃液体体表面的的蒸气与与空气形形成的混混合气体体与火源源接近时时会发生生瞬间燃燃烧，出出现瞬间间火苗或或闪光。这这种现象象称为闪闪燃。闪闪燃的最最低温度度称为闪闪点。可可燃液体体的温度度高于其其闪点时时，随时时都有被被火点燃燃的危险险。闪点点这个概概念主要要适用于于可燃液液体。某某些可燃

28、燃固体，如如樟脑和和萘等，也也能蒸发发或升华华为蒸气气，因此此也有闪闪点。一一些可燃燃液体的的闪点列列于表441，一些些油品的的闪点列列于表442。(2)点点燃和着着火点可燃燃物质在在空气充充足的条条件下，达达到一定定温度与与火源接接触即行行着火，移移去火源源后仍能能持续燃燃烧达55 miin以上上，这种种现象称称为点燃燃。点燃燃的最低低温度称称为着火火点。可可燃液体体的着火火点约高高于其闪闪点520。但闪闪点在1100以下时时，二者者往往相相同。在在没有闪闪点数据据的情况况下，也也可以用用着火点点表征物物质的火火险。(3)自自燃和自自燃点在无无外界火火源的条条件下，物物质自行行引发的的燃烧称

29、称为自燃燃。自燃燃的最低低温度称称为自燃燃点。表表41和表42列出了了一些可可燃液体体的自燃燃点。物物质自燃燃有受热热自燃和和自热燃燃烧两种种类型。受热自自燃。可可燃物质质在外部部热源作作用下温温度升高高，达到到其自燃燃点而自自行燃烧烧称之为为受热自自燃。可可燃物质质与空气气一起被被加热时时，首先先缓慢氧氧化，氧氧化反应应热使物物质温度度升高，同同时由于于散热也也有部分分热损失失。若反反应热大大于损失失热，氧氧化反应应加快，温温度继续续升高，达达到物质质的自燃燃点而自自燃。在在化工生生产中，可可燃物质质由于接接触高温温热表面面、加热热或烘烤烤、撞击击或摩擦擦等，均均有可能能导致自自燃。自热燃燃

30、烧。可可燃物质质在无外外部热源源的影响响下，其其内部发发生物理理、化学学或生化化变化而而产生热热量，并并不断积积累使物物质温度度上升，达达到其自自燃点而而燃烧。这这种现象象称为自自热燃烧烧。引起起物质自自热的原原因有：氧化热热(如不饱饱和油脂脂)、分解解热(如赛璐璐珞)、聚合合热(如液相相氰化氢氢)、吸附附热(如活性性炭)、发酵酵热(如植物物)等。影响自自燃的因因素。热热量生成成速率是是影响自自燃的重重要因素素。热量量生成速速率可以以用氧化化热、分分解热、聚聚合热、吸吸附热、发发酵热等等过程热热与反应应速率的的乘积表表示。因因此，物物质的过过程热越越大，热热量生成成速率也也越大；温度越越高，反

31、反应速率率增加，热热量生成成速率亦亦增加。热量量积累是是影。向向自燃的的另一个个重要因因素。保保温状况况良好，导导热率低低；可燃燃物质紧紧密堆积积，中心心部分处处于绝热热状态，热热量易于于积累引引发自燃燃。空气气流通利利于散热热，则很很少发生生自燃。自燃点点温度量量值。压压力、组组成和催催化剂性性能对可可燃物质质自燃点点的温度度量值都都有很大大影响。压压力越高高，自燃燃点越低低。可燃燃气体与与空气混混合，其其组成为为化学计计量比时时自燃点点最低。活活性催化化剂能降降低物质质的自燃燃点；而而钝性催催化剂则则能提高高物质的的自燃点点。有机机化合物物的自燃燃点呈现现下述规规律性：同系物物中自燃燃点随

32、其其相对分分子质量量的增加加而降低低；直链链结构的的自燃点点低于其其异构物物的自燃燃点；饱饱和链烃烃比相应应的不饱饱和链烃烃的自燃燃点为高高；芳香香族低碳碳烃的自自燃点高高于同碳碳数脂肪肪烃的自自燃点；较低级级脂肪酸酸、酮的的自燃点点较高；较低级级醇类和和醋酸酯酯类的自自燃点较较低。可燃燃性固体体粉碎得得越细、粒粒度越小小，其自自燃点越越低。固固体受热热分解，产产生的气气体量越越大，自自燃点越越低。对对于有些些固体物物质，受受热时间间较长，自自燃点也也较低第二节燃燃烧过程程和燃烧烧原理一、燃燃烧过程程可燃燃物质的的燃烧一一般是在在气相进进行的。由由于可燃燃物质的的状态不不同，其其燃烧过过程也不

33、不相同。气体体最易燃燃烧，燃燃烧所需需要的热热量只用用于本身身的氧化化分解，并并使其达达到着火火点。气气体在极极短的时时间内就就能全部部燃尽。液体体在火源源作用下下，先蒸蒸发成蒸蒸气，而而后氧化化分解进进行燃烧烧。与气气体燃烧烧相比，液液体燃烧烧多消耗耗液体变变为蒸气气的蒸发发热。固体体燃烧有有两种情情况：对对于硫、磷磷等简单单物质，受受热时首首先熔化化，而后后蒸发为为蒸气进进行燃烧烧，无分分解过程程；对于于复合物物质，受受热时首首先分解解成其组组成部分分，生成成气态和和液态产产物，而而后气态态产物和和液态产产物蒸气气着火燃燃烧。各种种物质的的燃烧过过程如图图41所示。从从中可知知，任何何可燃

34、物物质的燃燃烧都经经历氧化化分解、着着火、燃燃烧等阶阶段。物物质燃烧烧过程的的温度变变化如图图42所示。TT初为可燃燃物质开开始加热热的温度度。初始始阶段，加加热的大大部分热热量用于于可燃物物质的熔熔化或分分解，温温度上升升比较缓缓慢。到到达T氧，可燃燃物质开开始氧化化。由于于温度较较低，氧氧化速度度不快，氧氧化产生生的热量量尚不足足以抵消消向外界界的散热热。此时时若停止止加热，尚尚不会引引起燃烧烧。如继继续加热热，温度度上升很很快，到到达T自，即使使停止加加热，温温度仍自自行升高高，到达达T自就着火火燃烧起起来。这这里，TT自是理论论上的自自燃点，T自是开始出现火焰的温度，为实际测得的自燃点

35、。T燃为物质的燃烧温度。T自到T自间的时间间隔称为燃烧诱导期，在安全上有一定实际意义。二、燃燃烧的活活化能理理论燃烧烧是化学学反应，而而分子间间发生化化学反应应的必要要条件是是互相碰碰撞。在在标准状状况下，1dm3体积内分子互相碰撞约1028次s。但并不是所有碰撞的分子都能发生化学反应，只有少数具有一定能量的分子互相碰撞才会发生反应。这少数分子称为活化分子。活化分子的能量要比分子平均能量超出一定值。这超出分子平均能量的定值称为活化能。活化分子碰撞发生化学反应，故称为有效碰撞。活化化能的概概念可以以用图443说明，横横坐标表表示反应应进程，纵纵坐标表表示分子子能量。由由图可见见，能级级的能量量大

36、于能能级的能量量，所以以能级的反应应物转变变为能级级的产物物，反应应过程是是放热的的。反应应的热效效应Qvv等于能能级与能级级的能量量差。能能级K的能量量是反应应发生所所必须的的能量。所所以，正正向反应应的活化化能E1等于能能级K与能级级的能量量差，而而反向反反应的活活化能E2则等于于能级KK与能级级的能量量差。E2和E1的差值值即为反反应的热热效应。图433 活活化能示示意图当明明火接触触可燃物物质时，部部分分子子获得能能量成为为活化分分子，有有效碰撞撞次数增增加而发发生燃烧烧反应。例例如，氧氧原子与与氢反应应的活化化能为22510 kJmoll1，在277、01 MMPa时时，有效效碰撞仅

37、仅为碰撞撞总数的的十万分分之一，不不会引发发燃烧反反应。而而当明火火接触时时，活化化分子增增多，有有效碰撞撞次数大大大增加加而发生生燃烧反反应。三、燃燃烧的过过氧化物物理论在燃燃烧反应应中，氧氧首先在在热能作作用下被被活化而而形成过过氧键OO，可燃燃物质与与过氧键键加和成成为过氧氧化物。过过氧化物物不稳定定，在受受热、撞撞击、摩摩擦等条条件下，容容易分解解甚至燃燃烧或爆爆炸。过过氧化物物是强氧氧化剂，不不仅能氧氧化可形形成过氧氧化物的的物质，也也能氧化化其他较较难氧化化的物质质。如氢氢和氧的的燃烧反反应，首首先生成成过氧化化氢，而而后过氧氧化氢与与氢反应应生成水水。反应应式如下下：H2+OO2

38、H2O2H2O22+H22H2O有机机过氧化化物可视视为过氧氧化氢的的衍生物物，即过过氧化氢氢HOOH中的一一个或两两个氢原原子被烷烷基所取取代，生生成HOOR或ROOR。所以以过氧化化物是可可燃物质质被氧化化的最初初产物，是是不稳定定的化合合物，极极易燃烧烧或爆炸炸。如蒸蒸馏乙醚醚的残渣渣中常由由于形成成过氧乙乙醚而引引起自燃燃或爆炸炸。四、燃燃烧的连连锁反应应理论在燃燃烧反应应中，气气体分子子间互相相作用，往往往不是是两个分分子直接接反应生生成最后后产物，而而是活性性分子自自由基与与分子间间的作用用。活性性分子自自由基与与另一个个分子作作用产生生新的自自由基，新新自由基基又迅速速参加反反应

39、，如如此延续续下去形形成一系系列连锁锁反应。连连锁反应应通常分分为直链链反应和和支链反反应两种种类型。直链链反应的的特点是是，自由由基与价价饱和的的分子反反应时活活化能很很低，反反应后仅仅生成一一个新的的自由基基。氯和和氢的反反应是典典型的直直链反应应。在氯氯和氢的的反应中中，只要要引入一一个光子子，便能能生成上上万个氯氯化氢分分子，这这正是由由于连锁锁反应的的结果。氯氯和氢的的反应是是这样的的：氢和和氧的反反应是典典型的支支链反应应。支链链反应的的特点是是，一个个自由基基能生成一个以以上的自自由基活活性中心心。任何何链反应应均由三三个阶段段构成，即即链的引引发、链的的传递(包括支支化)和链的

40、的终止。用用氢和氧氧的支链链反应说说明：链的的引发需需有外来来能源激激发，使使分子键键破坏生生成第一一个自由由基，如如式(11)、式式(2)。链的的传递(包括支支化)是自由由基与分分子反应应，如式式(3)、(4)、(5)、(8)、(9)所示。链链的终止止为导致致自由基基消失的的反应，如如式(66)、式式(7)所示。第三节燃燃烧的特特征参数数一、燃燃烧温度度可燃燃物质燃燃烧所产产生的热热量在火火焰燃烧烧区域释释放出来来，火焰焰温度即即是燃烧烧温度。表表43列出了了一些常常见物质质的燃烧烧温度。二、燃燃烧速率率1气体体燃烧速速率气体体燃烧无无需像固固体、液液体那样样经过熔熔化、蒸蒸发等过过程，所所

41、以气体体燃烧速速率很快快。气体体的燃烧烧速率随随物质的的成分不不同而异异。单质质气体如如氢气的的燃烧只只需受热热、氧化化等过程程；而化化合物气气体如天天然气、乙乙炔等的的燃烧则则需要经经过受热热、分解解、氧化化等过程程。所以以，单质质气体的的燃烧速速率要比比化合物物气体的的快。在在气体燃燃烧中，扩扩散燃烧烧速率取取决于气气体扩散散速率，而而混合燃燃烧速率率则只取取决于本本身的化化学反应应速率。因因此，在在通常情情况下，混混合燃烧烧速率高高于扩散散燃烧速速率。气体体的燃烧烧性能常常以火焰焰传播速速率来表表征，火火焰传播播速率有有时也称称为燃烧烧速率。燃燃烧速率率是指燃燃烧表面面的火焰焰沿垂直直于

42、表面面的方向向向未燃燃烧部分分传播的的速率。在在多数火火灾或爆爆炸情况况下，已已燃和未未燃气体体都在运运动，燃燃烧速率率和火焰焰传播速速率并不不相同。这这时的火火焰传播播速率等等于燃烧烧速率和和整体运运动速率率的和。管道道中气体体的燃烧烧速率与与管径有有关。当当管径小小于某个个小的量量值时，火火焰在管管中不传传播。若若管径大大于这个个小的量量值，火火焰传播播速率随随管径的的增加而而增加，但但当管径径增加到到某个量量值时，火火焰传播播速率便便不再增增加，此此时即为为最大燃燃烧速率率。表444列出了了烃类气气体在空空气中的的最大燃燃烧速率率。表444 烃烃类气体体在空气气中的最最大燃烧烧速率2液体

43、体燃烧速速率液体体燃烧速速率取决决于液体体的蒸发发。其燃燃烧速率率有下面面两种表表示方法法：(1)质质量速率率质量量速率指指每平方方米可燃燃液体表表面，每每小时烧烧掉的液液体的质质量，单单位为kkgm2h1。(2)直直线速率率直线线速率指指每小时时烧掉可可燃液层层的高度度，单位位为mh1。液体体的燃烧烧过程是是先蒸发发而后燃燃烧。易易燃液体体在常温温下蒸气气压就很很高，因因此有火火星、灼灼热物体体等靠近近时便能能着火。之之后，火火焰会很很快沿液液体表面面蔓延。另另一类液液体只有有在火焰焰或灼热热物体长长久作用用下，使使其表层层受强热热大量蒸蒸发才会会燃烧。故故在常温温下生产产、使用用这类液液体

44、没有有火灾或或爆炸危危险。这这类液体体着火后后，火焰焰在液体体表面上上蔓延得得也很慢慢。为了了维持液液体燃烧烧，必须须向液体体传人大大量热，使使表层液液体被加加热并蒸蒸发。火火焰向液液体传热热的方式式是辐射射。故火火焰沿液液面蔓延延的速率率决定于于液体的的初温、热热容、蒸蒸发潜热热以及火火焰的辐辐射能力力。表445列出了了几种常常见易燃燃液体的的燃烧速速率。表455 易易燃液体体的燃烧烧速率3固体体燃烧速速率固体体燃烧速速率，一一般要小小于可燃燃液体和和可燃气气体。不不同固体体物质的的燃烧速速率有很很大差异异。萘及及其衍生生物、三三硫化磷磷、松香香等可燃燃固体，其其燃烧过过程是受受热熔化化、蒸

45、发发气化、分分解氧化化、起火火燃烧，一一般速率率较慢。而而另外一一些可燃燃固体，如如硝基化化合物、含含硝化纤纤维素的的制品等等，燃烧烧是分解解式的，燃燃烧剧烈烈，速度度很快。可燃燃固体的的燃烧速速率还取取决于燃燃烧比表表面积，即即燃烧表表面积与与体积的的比值越越大，燃燃烧速率率越大，反反之，则则燃烧速速率越小小。三、燃燃烧热在第第二章易易燃物质质的性质质中已经经介绍过过燃烧热热的概念念，并给给出了标标准燃烧烧热的定定义。可可燃物质质燃烧爆爆炸时所所达到的的最高温温度、最最高压力力和爆炸炸力与物物质的燃燃烧热有有关。物物质的标标准燃烧烧热数据据不难从从一般的的物性数数据手册册中查阅阅到。物质质的

46、燃烧烧热数据据一般是是用量热热仪在常常压下测测得的。因因为生成成的水蒸蒸气全部部冷凝成成水和不不冷凝时时，燃烧烧热效应应的差值值为水的的蒸发潜潜热，所所以燃烧烧热有高高热值和和低热值值之分。高高热值是是指单位位质量的的燃料完完全燃烧烧，生成成的水蒸蒸气全部部冷凝成成水时所所放出的的热量；而低热热值是指指生成的的水蒸气气不冷凝凝时所放放出的热热量。表表46是一些些可燃气气体的燃燃烧热数数据。表466 可可燃气体体燃烧热热第四节爆爆炸及其其类型一、爆爆炸概述述爆炸炸是物质质发生急急剧的物物理、化化学变化化，在瞬瞬间释放放出大量量能量并并伴有巨巨大声响响的过程程。在爆爆炸过程程中，爆爆炸物质质所含能

47、能量的快快速释放放，变为为对爆炸炸物质本本身、爆爆炸产物物及周围围介质的的压缩能能或运动动能。物物质爆炸炸时，大大量能量量极短的的时间在在有限体体积内突突然释放放并聚积积，造成成高温高高压，对对邻近介介质形成成急剧的的压力突突变并引引起随后后的复杂杂运动。爆爆炸介质质在压力力作用下下，表现现出不寻寻常的运运动或机机械破坏坏效应，以以及爆炸炸介质受受振动而而产生的的音响效效应。爆炸炸常伴随随发热、发发光、高高压、真真空、电电离等现现象，并并且具有有很大的的破坏作作用。爆爆炸的破破坏作用用与爆炸炸物质的的数量和和性质、爆爆炸时的的条件以以及爆炸炸位置等等因素有有关。如如果爆炸炸发生在在均匀介介质的自自由空间间，在以以爆炸点点为中心心的一定定范围内内，爆炸炸力的传传播是均均匀的，并并使这个个范围内内的物体体粉碎、飞飞散。爆炸炸的威力力是巨大大的。在在遍及爆爆炸起作作用的整整个区域域内，有有一种令令物体震震荡、使使之松散散的力量量。爆炸炸发生时时，爆炸炸力的冲冲击波最最初使气气压上升升，随后后气压下下降使空空气振动动产生局局部真空空，呈现现出所谓谓的吸收收