第二章储运安全技术优秀PPT.ppt

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1、第二章储运安全技术第一页，本课件共有144页第一部分：燃烧基本理论第二页，本课件共有144页第一节：燃烧及其分类第一节：燃烧及其分类1 1、燃烧定义：、燃烧定义：是可燃物与氧化剂（通常是空气中的氧）之间是可燃物与氧化剂（通常是空气中的氧）之间发生的一种剧烈氧化还原反应，并且反应过程伴随着发生的一种剧烈氧化还原反应，并且反应过程伴随着发光效应和放热效应发光效应和放热效应。第三页，本课件共有144页2、燃烧分类：、燃烧分类：（1）根据着火方式）根据着火方式可燃物在空气达到一定温度时，与火焰接触即发生燃烧，可燃物在空气达到一定温度时，与火焰接触即发生燃烧，将火焰移开，燃烧仍能持续进行的这种现象叫着火

2、。能将火焰移开，燃烧仍能持续进行的这种现象叫着火。能够引起着火所需的最低温度称为燃点。够引起着火所需的最低温度称为燃点。强制着火强制着火闪燃闪燃着火着火强制着火自发着火空气与可燃液体的蒸气混合后，遇到火源，发生空气与可燃液体的蒸气混合后，遇到火源，发生瞬间的燃烧，这种现象叫闪燃。瞬间的燃烧，这种现象叫闪燃。1）强制着火）强制着火：有外部能源（即点火源）与可燃物直接接触（一般是局部或点接有外部能源（即点火源）与可燃物直接接触（一般是局部或点接触）引起燃烧。触）引起燃烧。第四页，本课件共有144页2）自发着火（自燃）自发着火（自燃）可燃物质在没有外部火花、火焰等火源作用下，因受热或可燃物质在没有外

3、部火花、火焰等火源作用下，因受热或自身发热并蓄热所产生的自然燃烧现象称之为自燃。如黄磷在自身发热并蓄热所产生的自然燃烧现象称之为自燃。如黄磷在常温下就能和空气中的氧快速反应发生自燃。常温下就能和空气中的氧快速反应发生自燃。受热自燃受热自燃本身自燃本身自燃自燃自燃第五页，本课件共有144页例如浸满豆油的破布，当纤维与油脂的比例为例如浸满豆油的破布，当纤维与油脂的比例为6：3时，时，经过经过14个小时即可发生自燃；个小时即可发生自燃；氧气瓶（氧气含量氧气瓶（氧气含量99.2%）内的高压氧气与油接）内的高压氧气与油接触会发生剧烈的氧化反应，并放出大量的热，使触会发生剧烈的氧化反应，并放出大量的热，使

4、可燃物发生自燃，若与人体接触，由于有机体分可燃物发生自燃，若与人体接触，由于有机体分泌油脂，因此也会使人体灼伤。泌油脂，因此也会使人体灼伤。第六页，本课件共有144页1）气相燃烧）气相燃烧燃烧反应在进行时，如果可燃物和氧化剂均为气燃烧反应在进行时，如果可燃物和氧化剂均为气相，称为气相燃烧。相，称为气相燃烧。气相燃烧是均相燃烧。气相燃烧是均相燃烧。气相燃烧的特征是有火焰产生。气相燃烧的特征是有火焰产生。气相燃烧是一种最基本的燃烧形式，气相燃烧是一种最基本的燃烧形式，多数可燃物（气体、多数可燃物（气体、多数液体和固体（磷、硫、石蜡）燃烧时呈气相燃烧。多数液体和固体（磷、硫、石蜡）燃烧时呈气相燃烧。

5、（2）按燃烧时可燃物的状态分）按燃烧时可燃物的状态分第七页，本课件共有144页2）液相燃烧）液相燃烧燃烧时可燃物呈液态，称为液相燃烧燃烧时可燃物呈液态，称为液相燃烧（注意：（注意：并非液体燃烧并非液体燃烧）。只有某些液体）。只有某些液体在高温状态下直接发生燃烧。在高温状态下直接发生燃烧。第八页，本课件共有144页3）固相燃烧）固相燃烧燃烧进行时可燃物为固相，称为固相燃烧。燃烧进行时可燃物为固相，称为固相燃烧。特点：没有火焰，只产生光和热（特点：没有火焰，只产生光和热（阴燃阴燃）。）。例子：例子：固体焦碳，金属，固体焦碳，金属，不生成气态物质，在燃烧时呈炽热状态，不生成气态物质，在燃烧时呈炽热状

6、态，而不呈现火焰。而不呈现火焰。少数固体的燃烧，既有气相燃烧，又有固相燃烧。少数固体的燃烧，既有气相燃烧，又有固相燃烧。如天然纤维物，这类物质受热时不熔融，而是首先分解出可燃气体进行气相燃烧，最后剩下的碳不能再分解了，则发生固相燃烧。第九页，本课件共有144页（3）按燃烧过程的控制因素分类）按燃烧过程的控制因素分类1）扩散燃烧）扩散燃烧如果可燃物与氧化剂（空气）的混合如果可燃物与氧化剂（空气）的混合是在燃烧过程中进行的，即边混合边是在燃烧过程中进行的，即边混合边燃烧，则这种燃烧称为扩散燃烧。燃烧，则这种燃烧称为扩散燃烧。燃烧速度由扩散速度来决定。燃烧速度由扩散速度来决定。一般来说，扩散燃烧较平

7、稳。一般来说，扩散燃烧较平稳。第十页，本课件共有144页2）动力燃烧）动力燃烧如果可燃物与空气（或其他氧化剂）如果可燃物与空气（或其他氧化剂）已经混合混匀，并且完全是气相，遇火已经混合混匀，并且完全是气相，遇火源而燃烧（爆炸），这种燃烧叫动力燃源而燃烧（爆炸），这种燃烧叫动力燃烧。烧。动力燃烧的燃烧速度主要取决于化学动力燃烧的燃烧速度主要取决于化学反应速度。反应速度。因此，一般说来，动力燃因此，一般说来，动力燃烧的燃烧速度较快，可能导致爆炸。烧的燃烧速度较快，可能导致爆炸。第十一页，本课件共有144页3、不同状态物质的燃烧过程、不同状态物质的燃烧过程自然界里一切物质，在一定的温度和自然界里一切

8、物质，在一定的温度和压力条件下，都以一定的状态存在。固压力条件下，都以一定的状态存在。固态、液态、气态三种状态的物质的燃烧态、液态、气态三种状态的物质的燃烧特点是不同的。特点是不同的。三三种种状状态态物物质质的的燃燃烧烧过过程程可可用用下下面框图表示：面框图表示：第十二页，本课件共有144页气体气体液体液体固体固体蒸发蒸发融化融化蒸发蒸发氧化分解氧化分解自行着火自行着火燃烧燃烧热热积积累累放热放热加热加热分解分解可燃气体可燃气体分解分解可燃气体可燃气体第十三页，本课件共有144页（1）气体燃烧）气体燃烧气体燃烧的情况比较简单。由于气体在气体燃烧的情况比较简单。由于气体在燃烧时所需要的热量仅仅用

9、于氧化或分解燃烧时所需要的热量仅仅用于氧化或分解气体以及将气体加热到燃点，因此一般说气体以及将气体加热到燃点，因此一般说来，气体比较容易燃烧，而且燃烧速度比来，气体比较容易燃烧，而且燃烧速度比较快。较快。第十四页，本课件共有144页（2）液体的燃烧）液体的燃烧多数液体呈气相燃烧。多数液体呈气相燃烧。液体在火源作用液体在火源作用（加热）下，通常首先被蒸发呈气态，而（加热）下，通常首先被蒸发呈气态，而后蒸发氧化分解，开始燃烧。后蒸发氧化分解，开始燃烧。蒸汽燃烧：蒸汽燃烧：只有液体产生的蒸气进行的燃烧叫做蒸只有液体产生的蒸气进行的燃烧叫做蒸气燃烧；气燃烧；分解燃烧：分解燃烧：由液体热分解产生可燃气体

10、，叫做分由液体热分解产生可燃气体，叫做分解燃烧。解燃烧。第十五页，本课件共有144页（3）固体的燃烧）固体的燃烧多数固体呈气相燃烧，有些固体则是同时产生气相多数固体呈气相燃烧，有些固体则是同时产生气相燃烧与固相燃烧。燃烧与固相燃烧。不同化学组成的固体的燃烧过程有所不同。有些不同化学组成的固体的燃烧过程有所不同。有些固体，如硫、磷、石蜡等，受热时首先熔化为液固体，如硫、磷、石蜡等，受热时首先熔化为液体，然后蒸发、燃烧。体，然后蒸发、燃烧。气相燃烧气相燃烧：而有些组成较为复杂的固体，如沥青、木柴：而有些组成较为复杂的固体，如沥青、木柴等则是受热后先分解成气态和液态物质，而后气态产等则是受热后先分解

11、成气态和液态物质，而后气态产物和液态产物的的蒸气着火燃烧，即气相燃烧。物和液态产物的的蒸气着火燃烧，即气相燃烧。固相燃烧：固相燃烧：在蒸发、分解过程中会留下一些不分解、不挥在蒸发、分解过程中会留下一些不分解、不挥发的固体，燃烧可在气、固相界面进行，即呈固相燃烧。发的固体，燃烧可在气、固相界面进行，即呈固相燃烧。第十六页，本课件共有144页固体固体可燃可燃物物硫、磷、石蜡硫、磷、石蜡复杂化合物复杂化合物受热融化或升华受热融化或升华蒸汽蒸汽氧化氧化分解分解燃烧燃烧受热分解受热分解气态或液态产物气态或液态产物固体气相燃烧过程固体气相燃烧过程第十七页，本课件共有144页4、燃烧过程温度的变化T初初T氧

12、氧T自自T自自T燃燃T初：可燃物开始加热温度初：可燃物开始加热温度T氧：开始氧化时的温度氧：开始氧化时的温度T自：氧化时产生的热量与体自：氧化时产生的热量与体系向外三十的热量相等时的系向外三十的热量相等时的温度。温度。T自自：出现火焰并燃烧的温度。：出现火焰并燃烧的温度。T燃：物质燃烧温度。燃：物质燃烧温度。温温度度时间时间第十八页，本课件共有144页T初：初：是可燃烧开始加热时的温度，在这最初阶段，是可燃烧开始加热时的温度，在这最初阶段，外界提供加热的热量主要用于可燃烧的熔化、蒸发外界提供加热的热量主要用于可燃烧的熔化、蒸发和分解，可燃物温度上升缓慢。和分解，可燃物温度上升缓慢。T氧：氧：当

13、可燃物温度达到当可燃物温度达到T氧时，开始发生氧化反应并氧时，开始发生氧化反应并放热但由于温度尚低，故氧化速度较慢，氧化所产生放热但由于温度尚低，故氧化速度较慢，氧化所产生的热量还不足以抵消体系向周围环境的散热。的热量还不足以抵消体系向周围环境的散热。此时若停止供热，可燃物将降低温度，因而不能此时若停止供热，可燃物将降低温度，因而不能发生燃烧；若继续在热的环境中加热，则因氧化反应发生燃烧；若继续在热的环境中加热，则因氧化反应逐步加剧，温度上升很快；逐步加剧，温度上升很快；第十九页，本课件共有144页T自自：当可燃物温度上升到：当可燃物温度上升到T自时，可燃物氧化产自时，可燃物氧化产生的热量和体

14、系向环境散失的热量相等，也就是说，生的热量和体系向环境散失的热量相等，也就是说，体系产生的热量和向环境散失的热量达到平衡。若再体系产生的热量和向环境散失的热量达到平衡。若再供一点热，便温度升高一点，即可打破这种平衡状态。供一点热，便温度升高一点，即可打破这种平衡状态。此时可燃物氧化产生的热量多于体系向环境傲失的热此时可燃物氧化产生的热量多于体系向环境傲失的热量，这时即使环境停止加热，温度亦能上升，因此，量，这时即使环境停止加热，温度亦能上升，因此，T自即为自燃点。自即为自燃点。T自自：当可燃物温度上升到：当可燃物温度上升到T自自时，可燃物就燃时，可燃物就燃烧起来，同时出现火焰，并且温度继续上升

15、。烧起来，同时出现火焰，并且温度继续上升。T燃燃：物质的燃烧温度。：物质的燃烧温度。第二十页，本课件共有144页着火延滞期着火延滞期：又称诱导期，又称诱导期，T自到自到T自这一段延滞时间称为诱导期，是指可自这一段延滞时间称为诱导期，是指可燃物质和助燃气体混合物在高温下从开始暴露到着火的时间间隔。燃物质和助燃气体混合物在高温下从开始暴露到着火的时间间隔。混合气的着火延滞期等于混合气由最初浓度混合气的着火延滞期等于混合气由最初浓度n0到着火浓度到着火浓度nB所需时间所需时间单位时间内燃料浓度的变化，单位时间内燃料浓度的变化，即反应速度即反应速度第二十一页，本课件共有144页着火延滞期影响因素着火延

16、滞期影响因素（1）燃料本身的性质）燃料本身的性质在同一温度下，烃类的着火延滞期按正烷烃，环烷烃，芳在同一温度下，烃类的着火延滞期按正烷烃，环烷烃，芳香烃的顺序依次增大；香烃的顺序依次增大；（2）温度和压力的影响）温度和压力的影响温度和压力的影响可用下式来描述：温度和压力的影响可用下式来描述：E是氧化反应中速度控制阶段的表面活化能是氧化反应中速度控制阶段的表面活化能。压力和温度升高都能显著降低煤油着火延滞期，但压力影响压力和温度升高都能显著降低煤油着火延滞期，但压力影响更为显著。更为显著。第二十二页，本课件共有144页5、燃烧火焰、燃烧火焰发光的气相燃烧区域称为火焰。发光的气相燃烧区域称为火焰。

17、火焰的存在火焰的存在是燃烧过程进行中最明显的标志。是燃烧过程进行中最明显的标志。气体燃烧一般存在火焰。气体燃烧一般存在火焰。液体燃烧一般是指液体受热蒸发出的蒸气燃液体燃烧一般是指液体受热蒸发出的蒸气燃烧，也存在火焰。烧，也存在火焰。有挥发性热解产物产生的固体燃烧存在火焰，有挥发性热解产物产生的固体燃烧存在火焰，而无热解产生的固体燃烧，无火焰存在，如而无热解产生的固体燃烧，无火焰存在，如木炭、焦碳等，它只有发光的灼热燃烧，这木炭、焦碳等，它只有发光的灼热燃烧，这种现象被称为无焰燃烧。种现象被称为无焰燃烧。第二十三页，本课件共有144页1、气体火焰、气体火焰气体火焰气体火焰预混火焰预混火焰扩散火焰

18、扩散火焰可燃气体和空气预先混合后再燃烧。可燃气体和空气预先混合后再燃烧。可燃气体和空气边混合边燃烧，可燃气体可燃气体和空气边混合边燃烧，可燃气体和助燃气体由火焰面分开。和助燃气体由火焰面分开。火焰黄色火焰黄色内区绿色，内区绿色，外区紫红色外区紫红色第二十四页，本课件共有144页扩散火焰：扩散火焰：呈现黄色：在扩散火焰中由于燃烧不充分会呈现黄色：在扩散火焰中由于燃烧不充分会产生碳粒，碳粒在高温下辐射出黄色光而产生碳粒，碳粒在高温下辐射出黄色光而使整个火焰呈黄色。使整个火焰呈黄色。扩散火焰扩散火焰第二十五页，本课件共有144页预混火焰预混火焰预混火馅由两部分组成预混火馅由两部分组成内区呈绿色，外区

19、呈紫红色；内区呈绿色，外区呈紫红色；内区是可燃气与氧气进行化学反应时的气内区是可燃气与氧气进行化学反应时的气体辐射；体辐射；外区是已燃气体的微弱可见光辐射。外区是已燃气体的微弱可见光辐射。预混火焰预混火焰第二十六页，本课件共有144页如果预混气中空气不足，在内区如果预混气中空气不足，在内区氧气燃烧完以后尚有部分多余可燃气氧气燃烧完以后尚有部分多余可燃气体穿过内区与大气中扩散进入的氧气体穿过内区与大气中扩散进入的氧气在绿色内区与紫红色外区之间进行扩在绿色内区与紫红色外区之间进行扩散燃烧，于是，火焰就由三部分构成：散燃烧，于是，火焰就由三部分构成：即绿色内区、黄色中区和紫红色外区。即绿色内区、黄色

20、中区和紫红色外区。过渡燃烧火焰过渡燃烧火焰过渡燃烧火焰过渡燃烧火焰第二十七页，本课件共有144页2液体火焰液体火焰液体受热后，液体表面上的蒸气达到一液体受热后，液体表面上的蒸气达到一定浓度后，其蒸气与空气的混合气遇火源定浓度后，其蒸气与空气的混合气遇火源发生燃烧，发生燃烧，初起时的燃烧源于预混燃烧，初起时的燃烧源于预混燃烧，是预混火焰。是预混火焰。当预混气燃完以后，其后的燃烧则是蒸气当预混气燃完以后，其后的燃烧则是蒸气不断地蒸发进入火焰面，空气从周围不断不断地蒸发进入火焰面，空气从周围不断扩散到火焰面，两者在火焰面处边混合边扩散到火焰面，两者在火焰面处边混合边燃烧。因此，燃烧。因此，液体燃烧主

21、要方式是扩散燃液体燃烧主要方式是扩散燃烧，其火焰是扩散火焰。烧，其火焰是扩散火焰。第二十八页，本课件共有144页3、固体燃烧火焰、固体燃烧火焰一般固体可燃物一般固体可燃物(如木材如木材)受热后不断释放出热解产物进入火受热后不断释放出热解产物进入火焰与环境中不断进入火焰的空气边混合边燃烧，因此，焰与环境中不断进入火焰的空气边混合边燃烧，因此，固体燃烧火焰一般都属于扩散火焰。固体燃烧火焰一般都属于扩散火焰。第二十九页，本课件共有144页6 6、燃烧产物燃烧产物 物质的燃烧可能出现完全燃烧和不完物质的燃烧可能出现完全燃烧和不完全燃烧两种情况。全燃烧两种情况。完全燃烧：物质燃烧后产生不能继续燃完全燃烧

22、：物质燃烧后产生不能继续燃烧的物质（如烧的物质（如CO2、SO2、水蒸汽等），这、水蒸汽等），这种燃烧成为完全燃烧。种燃烧成为完全燃烧。不完全燃烧：物质燃烧后产生还能继续不完全燃烧：物质燃烧后产生还能继续燃烧的物质（如燃烧的物质（如CO、未燃尽的碳、甲醇、未燃尽的碳、甲醇、丙酮，等），这种燃烧成为不完全燃烧。丙酮，等），这种燃烧成为不完全燃烧。燃烧是否完全与氧化剂的供给程度以及其他燃燃烧是否完全与氧化剂的供给程度以及其他燃烧条件有直接关系。烧条件有直接关系。第三十页，本课件共有144页 无机可燃物多为单质，其燃烧产物的组无机可燃物多为单质，其燃烧产物的组成较为简单，主要是它的氧化物。如成较为简

23、单，主要是它的氧化物。如Na2O、CaO，等。，等。有机可燃物主要成分为有机可燃物主要成分为C、H、O、S、P、N。可能的产物为。可能的产物为CO、CO2、H2O、SO2、P2O5。氮在一般条件下不参与反应，。氮在一般条件下不参与反应，在特定条件下氮也会被氧化成在特定条件下氮也会被氧化成NO、NO2。燃烧中，还会生成一些酮类、醛类、醇类、燃烧中，还会生成一些酮类、醛类、醇类、酚类、醚类等。酚类、醚类等。燃烧产物中燃烧产物中CO2为窒息性气体；为窒息性气体；CO、P2O5、NO、NO2等都是有毒气体。等都是有毒气体。第三十一页，本课件共有144页烟灰是不完全燃烧产物，它由悬浮在空烟灰是不完全燃烧

24、产物，它由悬浮在空气中的未燃尽的细炭粒及分解产物构成。气中的未燃尽的细炭粒及分解产物构成。烟雾由悬浮在空气中的为小液滴形成。烟雾由悬浮在空气中的为小液滴形成。烟灰、烟雾对人体也是有害的，还会造烟灰、烟雾对人体也是有害的，还会造成环境污染。成环境污染。第三十二页，本课件共有144页第二节：燃烧极限第二节：燃烧极限1、燃烧极限、燃烧极限在一定的温度和压力下，只有浓度在一定范围内的可燃在一定的温度和压力下，只有浓度在一定范围内的可燃气体混合气，才能被点燃并传播火焰。燃料的浓度范围气体混合气，才能被点燃并传播火焰。燃料的浓度范围称为燃烧极限范围。称为燃烧极限范围。LR01.0燃烧极限范围燃烧极限范围注

25、意：一般情况提及的爆炸极限是指可燃气体或蒸气在空气中注意：一般情况提及的爆炸极限是指可燃气体或蒸气在空气中的浓度极限。的浓度极限。第三十三页，本课件共有144页可燃性混合物的燃烧极限范围越宽、燃烧下限越低可燃性混合物的燃烧极限范围越宽、燃烧下限越低和燃烧上限越高时，其爆炸危险性越大。和燃烧上限越高时，其爆炸危险性越大。这是因为爆炸极限越宽则出现爆炸条件的机会就多；这是因为爆炸极限越宽则出现爆炸条件的机会就多；爆炸下限越低则可燃物稍有泄漏就会形成爆炸条件；爆炸下限越低则可燃物稍有泄漏就会形成爆炸条件；爆炸上限越高则有少量空气渗入容器，就能与容器爆炸上限越高则有少量空气渗入容器，就能与容器内的可燃

26、物混合形成爆炸条件。内的可燃物混合形成爆炸条件。应当指出，可燃性混合物的浓度高于燃烧上限时，应当指出，可燃性混合物的浓度高于燃烧上限时，虽然不会着火和爆炸，但当它从容器或管道里逸虽然不会着火和爆炸，但当它从容器或管道里逸出，重新接触空气时却能燃烧，仍有发生着火的出，重新接触空气时却能燃烧，仍有发生着火的危险。危险。第三十四页，本课件共有144页燃烧过程中化学反应速度或释放热能的速度是燃料和空气二者浓燃烧过程中化学反应速度或释放热能的速度是燃料和空气二者浓度的乘积决定的度的乘积决定的V=f(C空气空气C燃料燃料）因此，任意因素的浓度严重降低，均能使反应速度减少。由于前因此，任意因素的浓度严重降低

27、，均能使反应速度减少。由于前者的可燃物浓度不够，过量空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延；者的可燃物浓度不够，过量空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延；而后者则是空气不足，导致火焰不能蔓延的缘故。而后者则是空气不足，导致火焰不能蔓延的缘故。这就是可燃气体浓度过高或过低都不能顺利点火的原因。这就是可燃气体浓度过高或过低都不能顺利点火的原因。为什么存在燃烧极限？为什么存在燃烧极限？第三十五页，本课件共有144页燃烧上限：燃烧上限：燃烧浓度范围中最高浓度，燃烧浓度范围中最高浓度，R燃烧下限：燃烧下限：燃烧浓度范围中最低浓度，燃烧浓度范围中最低浓度，L燃烧上限或下限单位：燃烧上限或下限单位：（1）体积百分数，

28、）体积百分数，(v)；（2）质量百分数，毫克每升）质量百分数，毫克每升(mgL)或或g/m3来表示。来表示。可燃粉尘的燃烧极限是以混合物中所占体积的质量比gm3来表示的，例如铝粉的燃烧极限为40gm3。木粉的爆炸下限为409m3，煤粉的爆炸下限为359m3可燃粉尘的爆炸上限，因为浓度太高，大多数场合都难以达到，一般很少涉及。第三十六页，本课件共有144页烃类和液体燃料的燃烧在空气中极限烃类和液体燃料的燃烧在空气中极限第三十七页，本课件共有144页第三十八页，本课件共有144页2、燃烧极限的影响因素：、燃烧极限的影响因素：（1）分子结构）分子结构一般随着一般随着C原子数目增加，极限范围变窄。常见

29、原子数目增加，极限范围变窄。常见的烃类中乙炔和乙烯的燃烧极限最宽，芳香烃的烃类中乙炔和乙烯的燃烧极限最宽，芳香烃的燃烧极限稍窄。的燃烧极限稍窄。第三十九页，本课件共有144页（2）温度影响）温度影响一般来说，温度上升、下限变低，上限升一般来说，温度上升、下限变低，上限升高，燃烧范围扩大，多数物质的燃烧极限高，燃烧范围扩大，多数物质的燃烧极限值与温度成直线关系值与温度成直线关系。原因：系统温度升高，分子内能增加，使原来不燃的混合物成原因：系统温度升高，分子内能增加，使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统。为可燃、可爆系统。第四十页，本课件共有144页燃烧时的纯热量，KJ.mol-1温度，第四十一页

30、，本课件共有144页（3）压力影响：）压力影响：一般随压力增加，极限范围扩大。一般随压力增加，极限范围扩大。原因：系统压力增高，使分子间距离更为接近，碰撞几率增高，原因：系统压力增高，使分子间距离更为接近，碰撞几率增高，使燃烧反应更易进行。使燃烧反应更易进行。临界压力：临界压力：混合物的初始压力升高，则燃爆下限降低，火爆危险性混合物的初始压力升高，则燃爆下限降低，火爆危险性增大。反之，混合物的初始压力降低，燃爆下限上升，燃爆下限和增大。反之，混合物的初始压力降低，燃爆下限上升，燃爆下限和上限之间的差距缩小。当压力降低至其一点时，上、下限合为一点，上限之间的差距缩小。当压力降低至其一点时，上、下

31、限合为一点，这时的压力称为燃爆临界压力。压力低于临界压力值时，混合物就这时的压力称为燃爆临界压力。压力低于临界压力值时，混合物就失去了燃爆性。失去了燃爆性。在已知的气体中，只有在已知的气体中，只有CO的爆炸范围是随压力增加而变的爆炸范围是随压力增加而变窄的。窄的。第四十二页，本课件共有144页压力增加对上限的影响，可以用下列公式表压力增加对上限的影响，可以用下列公式表示：示：L L上上大气压为大气压为1MPa1MPa时的爆时的爆炸上限；炸上限；L L上上(p)(p)压力为压力为p p时的爆炸时的爆炸上限。上限。第四十三页，本课件共有144页（4）惰性气体影响）惰性气体影响在混合气体中掺入惰性气

32、体，燃烧极限相在混合气体中掺入惰性气体，燃烧极限相应的缩小。应的缩小。各种惰性气体浓度对甲烷爆炸极限的影响第四十四页，本课件共有144页（5）氧含量影响）氧含量影响混合气体中增加氧含量，混合物燃烧爆炸危混合气体中增加氧含量，混合物燃烧爆炸危险性增大。险性增大。Eg.H2在空气中燃烧极限为在空气中燃烧极限为4%75%，在氧，在氧气中燃烧极限为气中燃烧极限为4%94%。第四十五页，本课件共有144页空气与氧气环境条件下燃烧极限对比特征：下限影响小，上限影响大特征：下限影响小，上限影响大第四十六页，本课件共有144页（6）容器影响）容器影响容器、管子直径越小，则爆炸范围就越小。当容器、管子直径越小，

33、则爆炸范围就越小。当管径管径(火焰通道火焰通道)小到一定程度时，单位体积火小到一定程度时，单位体积火焰所对应的固体冷却表面散出的热量就会大于焰所对应的固体冷却表面散出的热量就会大于产生的热量，火焰便会中断熄灭。火焰不能传产生的热量，火焰便会中断熄灭。火焰不能传播的最大管径称为该混合系的临界直径。播的最大管径称为该混合系的临界直径。如甲烷的临界直径为如甲烷的临界直径为0.40.5mm，氢和乙炔，氢和乙炔为为0.10.2mm。第四十七页，本课件共有144页临界直径的计算临界直径的计算d临界直径，临界直径，cmE点点某一物质的最小，某一物质的最小，J。第四十八页，本课件共有144页（7）点火能的影响

34、）点火能的影响点火能加大，爆炸范围变宽。点火能加大，爆炸范围变宽。点火能对甲烷爆炸极限的影响点火能对甲烷爆炸极限的影响第四十九页，本课件共有144页3、燃烧极限的估算、燃烧极限的估算A闪点法闪点法P总混合气的总压力，常压时为1.013105Pa；P闪闪点是该液体的蒸汽分压，Pa。第五十页，本课件共有144页B经验法根据化学理论体积分数近似计算，根据化学理论体积分数近似计算，气体完全燃烧时，其气体完全燃烧时，其化学理论体积分数可用来确定链烷烃类的爆炸下限，公化学理论体积分数可用来确定链烷烃类的爆炸下限，公式如下：式如下：L下下0.55C0C0气体完全燃烧时物质的量浓度。气体完全燃烧时物质的量浓度

35、。若空气中氧体积分数按若空气中氧体积分数按20.9%计，计，c0可用下式确定可用下式确定：c0=0.209/（0.209+n0）式中式中n0可燃气体完全燃烧时所需氧分子数。可燃气体完全燃烧时所需氧分子数。第五十一页，本课件共有144页如甲烷燃烧时，其反应式为如甲烷燃烧时，其反应式为CH4+2O2CO2+2H2O此时此时n0=2则则L下下=0.550.209/（0.209+2）=5.2%由此得甲烷爆炸下限计算值比实验值由此得甲烷爆炸下限计算值比实验值5%相相差不超过差不超过10%。第五十二页，本课件共有144页C：混合气体的燃烧极限计算：混合气体的燃烧极限计算已知混合气体中各单一气体的着火极限，

36、已知混合气体中各单一气体的着火极限，利用勒利用勒夏德里公式便可计算出混合可燃气夏德里公式便可计算出混合可燃气体的着火极限：体的着火极限：L混合可燃气体的燃烧上限或下限；混合可燃气体的燃烧上限或下限；Lk各组分的燃烧上限或下限；各组分的燃烧上限或下限；Pk各组分在混合气体中的体积各组分在混合气体中的体积百分比百分比第五十三页，本课件共有144页推导过程推导过程（1 1）设各种可燃混气体积为：）设各种可燃混气体积为：V1V1，V2V2，V3V3，-，ViVi；（2 2）各组可燃气体在爆炸下限下其混合气体积分别为：）各组可燃气体在爆炸下限下其混合气体积分别为：（3 3）各组气体混合后总的可燃气体积为

37、：）各组气体混合后总的可燃气体积为：V=V1+V2+V3+-+Vi V=V1+V2+V3+-+Vi （4 4）各组气体混合后总的混合气体的体积为：）各组气体混合后总的混合气体的体积为：V V=V=V 1 1+V+V 2 2+V+V 3 3+-+V+-+V i i第五十四页，本课件共有144页（5）设总的可燃混气的爆炸下限为）设总的可燃混气的爆炸下限为x下下。则有。则有（6）设）设 ，-，则有则有第五十五页，本课件共有144页例例题题：一天然气一天然气组组成如下：甲成如下：甲烷烷80%（L下下=5.0%）、乙）、乙烷烷15%（L下下=3.22%）、丙）、丙烷烷4%（L下下=2.37%）、丁）、丁

38、烷烷1%（L下下=1.86%）求爆炸下限。求爆炸下限。Lm=100/（80/5+15/3.22+4/2.37+1/1.86）=4.369%第五十六页，本课件共有144页Lm含有惰性气体的可燃混合气的燃烧上限或下限；Lm混合可燃部分的爆炸上限或下限；B惰性气体体积分数D:可燃气体与惰性气体混合物的燃烧极限第五十七页，本课件共有144页混合气组成如下表所示：先计算可燃部分的Lm。该混合气中可燃气体为40.4%，惰性气体59.6%求解过程：求解过程：第五十八页，本课件共有144页可燃气体部分燃烧上限和下限可燃气体部分燃烧上限和下限混合有惰性气体的燃烧上限和下限混合有惰性气体的燃烧上限和下限第五十九页

39、，本课件共有144页燃烧极限测量装置燃烧极限测量装置第六十页，本课件共有144页（4）危险度）危险度H已知燃烧下限及上限数据后，可以计算物已知燃烧下限及上限数据后，可以计算物质危险度质危险度R燃烧上限，燃烧上限，%；L燃烧下限，燃烧下限，%；H危险度危险度第六十一页，本课件共有144页第六十二页，本课件共有144页第六十三页，本课件共有144页（5）爆炸温度极限可燃液体在一定温度下，由于蒸发而形成的等于爆炸浓度极限的蒸气浓度，这时的温度称为爆炸温度极限。爆炸温度下限 液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度下限的蒸气浓度，此时的温度称为爆炸温度下限。液体的爆炸温度下限实际上就是液体闪点。爆炸温度上限

40、液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度上限的蒸气温度，此时的温度称为爆炸温度上限。第六十四页，本课件共有144页爆炸浓度极限（）液体名称爆炸温度极限（）下限上限下限上限3.018.0酒精甲苯松节油车用气油+11+401.57.0+5.5+310.862.0+33.5+531.77.2-38-81.47.5+40通常所说的爆炸极限，如果没有标明，就是指爆炸浓度极限。第六十五页，本课件共有144页作业：已知某混合气体的组成及爆炸极限数据如下表所示：问此混合物有无爆炸危险？第六十六页，本课件共有144页第三节：燃烧条件第三节：燃烧条件燃烧必须同时具备下列三个条件：燃烧必须同时具备下列三个条件：可燃物：可燃

41、物：凡是能与空气中的氧或其他氧化剂发生热化学反应的物质都是可燃物，可燃物是燃烧的主体，无可燃物，燃烧就无法进行。助燃物：助燃物：能够帮助和支持燃烧的物质都是助燃物。引火源：引火源：第六十七页，本课件共有144页 常见常见火源火源种类种类（1）明火）明火（2）高温表面）高温表面（3）摩擦撞击）摩擦撞击（4）化学反应热）化学反应热（5）电气火花）电气火花（6）静电）静电（7）绝热压缩）绝热压缩（8）雷电）雷电 引火源引火源第六十八页，本课件共有144页气体在绝热压缩时，温度迅速上升，当温度达到可燃气气体在绝热压缩时，温度迅速上升，当温度达到可燃气体的自燃温度时，可导致起火或爆炸。体的自燃温度时，可

42、导致起火或爆炸。T1绝热压缩前温度，绝热压缩前温度，K；P2安全阀起跳时压力，安全阀起跳时压力，Pa；P1绝热压缩前压力，绝热压缩前压力，Pa；K气体的热容比；气体的热容比；Eg.T1=288k,P2=3.04MPa,P1=9.8104Pa,K=1.29,得得T2=350.25 C乙炔的自燃点为乙炔的自燃点为305 C，若绝热压缩时安全阀压力为，若绝热压缩时安全阀压力为3.04MPa，则可形成引燃源。，则可形成引燃源。第六十九页，本课件共有144页燃烧三角形燃烧三角形必要条件必要条件可燃物、助燃物、点火源三者的结合是燃烧的基本条件。可燃物、助燃物、点火源三者的结合是燃烧的基本条件。第七十页，本

43、课件共有144页引引起燃烧必须具备如下两个条件，缺一不可：起燃烧必须具备如下两个条件，缺一不可：-浓度条件浓度条件 (可燃物可燃物达到适合燃烧之状态）达到适合燃烧之状态）能量能量条件条件 (具有提供具有提供发生燃烧发生燃烧所需之能量所需之能量)第七十一页，本课件共有144页浓度条件浓度条件要发生燃烧，一定要使可燃物质在要发生燃烧，一定要使可燃物质在适当的浓度范围适当的浓度范围之内，对于之内，对于气体或蒸汽，如果浓度太浓或太稀，都不会发生燃烧。气体或蒸汽，如果浓度太浓或太稀，都不会发生燃烧。适当的浓度范围称之为燃烧极限适当的浓度范围称之为燃烧极限.第七十二页，本课件共有144页能量能量条件条件当

44、物质满足浓度条件时，如果给于适当之能量，就会当物质满足浓度条件时，如果给于适当之能量，就会发生燃烧或爆炸，激发燃烧或爆炸的能量来源称为为发生燃烧或爆炸，激发燃烧或爆炸的能量来源称为为点火源点火源，俗称，俗称火源火源。“点火源点火源”这一燃烧条件的实质是提供了一个初始能量，在这一燃烧条件的实质是提供了一个初始能量，在这一能量激发下，使可燃物与氧化剂发生剧烈的氧化反应，这一能量激发下，使可燃物与氧化剂发生剧烈的氧化反应，引起燃烧。所以这一燃烧的必要条件可以表达为引起燃烧。所以这一燃烧的必要条件可以表达为“初始能量初始能量”最小最小点点火能量火能量(Minimum ignition energy,M

45、IE)(Minimum ignition energy,MIE)发生燃烧或爆炸所需最小能量。发生燃烧或爆炸所需最小能量。在防爆设计上，在防爆设计上，若能設計使若能設計使装置产生的能量不超装置产生的能量不超过过MIEMIE，则可防止发生燃烧爆炸事故，则可防止发生燃烧爆炸事故。第七十三页，本课件共有144页最小点火能的测定可用电火花法，其放电量可以通最小点火能的测定可用电火花法，其放电量可以通过计算求得。即在放电电极上并联一定容量的电容过计算求得。即在放电电极上并联一定容量的电容器，设其容量为器，设其容量为c，当电极上的火花电压为，当电极上的火花电压为v时，放时，放电能量电能量E可由下式计算：可由

46、下式计算：1F=103mF=106 F=109nF=1012pF式中 C人体对地的电容，PF，一般按100pF计算；V人体静电电位，V，一般按2000V；带入上式得到：W=0.2mJ第七十四页，本课件共有144页气体或蒸汽气体或蒸汽点火能点火能（mJ）甲烷甲烷0.29丙烷丙烷0.25环丙烷环丙烷0.18乙烯乙烯0.08乙炔乙炔0.017氢氢0.017第七十五页，本课件共有144页第七十六页，本课件共有144页第七十七页，本课件共有144页第4节：燃烧机理18世纪前，欧洲盛行燃烧素学说；世纪前，欧洲盛行燃烧素学说；1777年，法国化学家拉瓦锡提出了燃烧的氧学说，年，法国化学家拉瓦锡提出了燃烧的氧

47、学说，认为燃烧是可燃物与氧的化合反应，同时放出光和认为燃烧是可燃物与氧的化合反应，同时放出光和热，这是对燃烧科学的一个重大贡献；热，这是对燃烧科学的一个重大贡献；后来又提出了活化能理论，对燃烧机理作了比较后来又提出了活化能理论，对燃烧机理作了比较令人满意的解释；令人满意的解释；20世纪初前苏联化学家谢苗诺夫提出的链锁反应世纪初前苏联化学家谢苗诺夫提出的链锁反应理论，得到了世界化学界的公认。理论，得到了世界化学界的公认。第七十八页，本课件共有144页1、链锁反应理论、链锁反应理论链锁反应：由一个单独分子变化而引起一连串分子变化链锁反应：由一个单独分子变化而引起一连串分子变化的化学反应。的化学反应

48、。链锁反应理论认为，气态分子之间的作用不是两个分子直链锁反应理论认为，气态分子之间的作用不是两个分子直接作用生成最后产物，而是活化分子先离解成自由基，接作用生成最后产物，而是活化分子先离解成自由基，然后自由基与另一分子作用产生新的自由基，新基又迅然后自由基与另一分子作用产生新的自由基，新基又迅速参与反应，如此延续下去而形成一系列的链锁反应。速参与反应，如此延续下去而形成一系列的链锁反应。自由基：在链锁体系中存在的一种活性中间物，是链自由基：在链锁体系中存在的一种活性中间物，是链锁反应的载体。锁反应的载体。第七十九页，本课件共有144页2、链锁反应过程、链锁反应过程链锁反应三个阶段：链锁反应三个

49、阶段：链的引发：链的引发：在热、光或引发剂等的作用下，起始分子吸收能量产在热、光或引发剂等的作用下，起始分子吸收能量产生自由基的过程。生自由基的过程。链传递：链传递：自由基作用于反应物分子时，产生新的自由基和产物，自由基作用于反应物分子时，产生新的自由基和产物，使反应一个传一个地进行下去。使反应一个传一个地进行下去。链的终止：链的终止：自由基销毁，使链锁反应不再进行的过程。自由基销毁，使链锁反应不再进行的过程。第八十页，本课件共有144页链的引发引发链的传递链的传递链的终止链的终止第八十一页，本课件共有144页3、链锁反应分类、链锁反应分类直链反应：在链传递过程中，自由基的数直链反应：在链传递

50、过程中，自由基的数目保持不变的链锁反应。目保持不变的链锁反应。支链反应：在链传递过程中，一个自由基在支链反应：在链传递过程中，一个自由基在生成产物的同时，产生两个或两个以上自生成产物的同时，产生两个或两个以上自由基的链锁反应。由基的链锁反应。第八十二页，本课件共有144页第一阶段：链的引发第二阶段：链的发展支链反应：支链反应：第三阶段：链的中止第八十三页，本课件共有144页可燃物可燃物点火源点火源助燃物助燃物自由基燃烧四面体燃烧四面体4、燃烧四面体与灭火基本方法、燃烧四面体与灭火基本方法=燃烧四个必要条件燃烧四个必要条件第八十四页，本课件共有144页充分条件充分条件浓度条件浓度条件能量条件能量