化学—燃烧的条件详解

化学—燃烧的条件详解
化学—燃烧的条件详解

燃烧的条件

练题(10)

知识点1:燃烧的定义与分类

1.燃烧的定义

所谓燃烧,是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,在此过程一般伴有火焰、发光和(或)发烟现象。燃烧过程中最明显的标志就是火焰。

2.燃烧的分类

根据燃烧过程中是否有火焰产生,分为有焰燃烧和无焰燃烧。有焰燃烧和无焰燃烧的区别在于是否有火焰产生。例如看到的明火都是有焰燃烧;如有些固体在发生表面燃烧时,虽然有发光发热的现象,但是没有火焰产生,这种燃烧为无焰燃烧。例如木炭的燃烧。

知识点2:燃烧的要素

练题(10)

燃烧的发生和发展,必须具备可燃物、助燃物和引火源三个必要条件,一般称为燃烧三要素。燃烧发生时,上述三个条件必须同时具备,用着火三角形来表示。但要导致燃烧的发生,不仅需要满足三要素条件,而且需要三者达到一定量的要求,并且存在相互作用的过程,因此燃烧的充分条件可进一步表述为,具备足够数量或浓度的可燃物,具备足够数量或浓度的助燃物,具备足够数量的引火源;上述三者相互作用。(2018新变化内容)

燃烧的现象十分普遍,但其发生必须具备一定的条件。燃烧反应必须有氧化剂和还原剂参加,此外还要有引发燃烧的能源,因此可燃物、助燃物和引火源构成了燃烧发生时的3个必要条件。(历年真题:2015.单选.1)

1.可燃物

无论是气体、液体还是固体,凡能与空气中的氧或氧化剂起燃烧反应的物质均称为可燃物。可燃物包括可燃固体,如煤、木材、纸张、棉花等;可燃液体,如汽油、酒精、甲醇等;可燃气体,如氢气、一氧化碳、液化石油气等。在化工生产中很多原料、中间体、半成品和成品是可燃物质。

2.助燃物

凡能帮助和维持燃烧的物质,均称为助燃物。常见的助燃物有空气(氧气)、氯气、氯酸钾等。

3.引火源

一般把能够引起物质燃烧的点燃能源称为引火源。常见的引火源有:明火、电弧、电火花、雷击、高温、摩擦与冲击等。

上述三个要素被称为燃烧三要素,但是根据燃烧的链锁反应理论,很多燃烧的发生和持续有游离基(自由基)作“中间体”,因此着火三角形进而扩大为一个着火四面体。因此,大部分燃烧的发生以及发展需要可燃物、助燃物(氧化剂)、引火源(温度)和链式反应自由基4个基本条件。

第二节燃烧的类型

练题(9)

知识点1:燃烧类型

练题(4)

(一)燃烧着火类型

着火是可燃物燃烧过程中的重要阶段,它包括2种方式:一种是自然着火(简称自燃),一

种是强迫着火(简称点燃)。

1.自燃

可燃物质在没有外部引火源的情况下,使混合物反应自动加速,反应速率急剧增大直到着火,这种现象称为自燃。可燃物发生自燃的最低温度也称自燃点。

2.点燃(强迫着火)

点燃是指混合物被一个热源,例如电线圈或电火花、一股热气流、点火火焰等迅速局部加热时,在热源附近就会引发火焰,进而发生着火,这种方式称为引燃。

(二)燃烧爆炸类型

爆炸是某一物质系统在发生迅速的物理变化或化学反应时,系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做机械功,通常同时伴随有强烈放热、发光和声响的效应。

知识点2:燃烧性能参数的概念

练题(3)

(一)闪点相关内容

1.闪点的概念

可燃性液体挥发的蒸汽与空气混合达到一定浓度或者可燃性固体加热到一定温度后,遇明火发生一闪即灭的燃烧称为闪燃。引发闪燃时液体或固体温度称为闪点。闪点越低,引起火灾的危险性越大。

2.闪点的意义

闪点是可燃性液体贮存、运输和使用的一个安全指标,同时也是可燃性液体的挥发性指标。闪点低的可燃性液体,挥发性高,容易着火,安全性较差。可燃性液体一般要求其闪点比使用温度高20~30℃,以保证使用安全和减少挥发损失。

3.闪点的应用

根据闪点的高低,可以确定火灾的危险性。在《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)中的规定,闪点<28℃的为甲类;28℃≤闪点<60℃的为乙类;闪点≥60℃的为丙类。常见的几种易燃或可燃液体的闪点如表1.1所示。

表1.1常见的几种易燃或可燃液体的闪点

(二)燃点相关内容

1.燃点的概念

燃点是指物质在空气中加热时,开始并继续燃烧的最低温度。

2.常见燃点

在一定条件下,若物质的燃点越低,就越容易发生着火。常见可燃物的燃点如表1.2所示。

表1.2常见可燃物的燃点

助记口诀:

张(纸张)三(130-230)才(木材)虎(250)呢,腊(蜡烛)月喝了一瓶酒(190),还想(松香)吃两条肉(216),花(棉花)255 买220 斤豆油想交(橡胶)120块,你说他二(200)不(布匹)。

3.燃点与闪点两者的关系

一般情况下,液体燃点高于闪点,易燃液体的燃点高出其闪点1~5℃,并且闪点越低,这一差值越小,尤其是在敞开的容器中,区分闪点和燃点比较困难。因此,评定这类液体火灾危险性大小时,一般用闪点,闪点越低,火灾危险性越大;固体的火灾危险性大小一般用燃点来衡量。

(三)自燃点相关内容

1.自燃点的概念

可燃物质受热升温而不需要明火作用就能自行着火燃烧的现象,称为自燃。可燃物质发生自燃的最低温度,称为自燃点。

2.常见自燃点

自燃点作为衡量可燃物质受热升温导致自燃危险的依据。可燃物的自燃点越低,发生自燃的危险性就越大。常见可燃物在空气中的自燃点如表1.3所示。

表1.3常见可燃物在空气中的自燃点

3.影响自燃点变化的规律

不同的可燃物有不同的属性(自燃点),同种可燃物在不同的环境下自燃点也随之发生变化。若可燃物自燃点越低,则火灾存在的危险性就越大。

液体、气体可燃物,其自燃点受压力、氧浓度、催化、容器的材质和内径等因素的影响。固体可燃物的自燃点,则受受热熔融、挥发物的数量、固体的颗粒度、受热时间等因素的影响。

固体助记口诀:时(政内)容回顾。液、气助记口诀:养鸭催绒。

第三节燃烧方式与特点

练题(19)

知识点1:气体燃烧

练题(4)

根据可燃物与氧化剂在进入反应区之前有无接触,可分为预混燃烧与扩散燃烧。

1.扩散燃烧方式

可燃物与氧化分子在进入燃烧反应区之前没有充分接触、混合的燃烧称为扩散燃烧。燃烧比较稳定,扩散火焰不运动,在可燃气体喷口进行可燃气体与氧化剂气体的混合。

2.预混燃烧方式

预混燃烧又称动力燃烧或爆炸式燃烧。可燃物与氧化分子在进入燃烧反应区之前已经相互接触、充分混合的燃烧称为预混燃烧。通常的爆炸反应即属于预混燃烧。预混燃烧的特点即反应快,温度高,传播速度快,反应混合气体不扩散,在可燃混和气体中引入一火源就可以产生一个火焰中心,成为热量与化学活性粒子集中源。

知识点2:液体燃烧

练题(7)

1.闪燃特点

可燃液体的蒸气与空气混合后,遇到明火发生一闪即逝的燃烧,或者将可燃固体加热到一定温度后,遇明火会发生一闪即灭的燃烧现象,叫闪燃。液体发生闪燃的最低温度,称为该液体的闪点。闪燃作为引起火灾事故的先兆之一。可燃液体的闪点越低,越易着火,火灾危险性越大。

2.沸溢特点

沸溢属于液体燃烧中的一种燃烧现象,常见于含有水分(乳化水、水垫)的油品在燃烧过程中,其中的水汽化不易在黏度大的油品中挥发,以致形成了膨胀气体使液面沸腾,就像烧开的沸

水一样的表面现象,称为沸溢。发生沸溢的时间与原油种类以及水分含量有关。(历年真题:2016.单选.1、2)

沸溢形成必须具备以下3个条件:

(1)原油沸程宽,密度相差较大。

(2)原油中含有乳化水,水遇热波变成蒸气。

(3)原油粘度较大,使水蒸汽不易从下向上穿过油层。

3.喷溅特点

在重质油品燃烧进行阶段中,随着热波温度的逐渐升高,热波向下传播的距离也加大,热波达到水垫时,其中的水大量蒸发,蒸气体积短时间内急速膨胀,从而把水垫上面的液体层抛向空中,向罐外喷射,称为喷溅。喷溅发生的时间与油层厚度、热波移动速度以及油的燃烧线速度有关。

知识点3:固体燃烧

练题(10)

1.蒸发燃烧特点

蒸发燃烧是指熔点较低的可燃固体,受热后熔融,然后像可燃液体一样蒸发成蒸气而燃烧。例如硫、沥青、石蜡、高分子材料、钾和樟脑等。

2.表面燃烧特点

表面燃烧是指可燃固体在其表面由氧和物质直接作用发生的燃烧反应。表面燃烧不产生火焰,又称之为异相燃烧。例如木炭、焦炭、铁、铜等的燃烧。

3.分解燃烧特点

可燃固体,在受到火源加热时,先发生热分解,随后分解出的可燃挥发分与氧发生燃烧反应,称之为分解燃烧。例如木材、煤、合成塑料、钙塑材料等的燃烧。

4.熏烟燃烧特点

在气体和可燃固体界面处发生的,没有气相火焰的一种燃烧现象,这种燃烧现象称为熏烟燃烧,又称阴燃。例如点燃的香烟。

5.动力燃烧特点

动力燃烧是指可燃固体或其分解析出的可燃挥发分遇火源所发生的爆炸式燃烧,例如可燃粉尘爆炸、炸药爆炸、轰燃等。

第四节燃烧的产物

练题(3)

知识点1:燃烧产物与典型物质的燃烧产物

练题(2)

(一)燃烧产物的定义

由燃烧而生成的气体、液体和固体物质,称为燃烧产物,它有完全燃烧产物和不完全燃烧产物之分。

(二)典型物质的燃烧产物

燃烧产物的数量、构成等随物质的化学组成以及温度、空气的供给等燃烧条件不同而有所不同。几种典型物质的燃烧产物如表1.4所示。

表1.4典型物质的燃烧产物

知识点2:有毒有害性

练题(1)

燃烧产物中含有大量的有毒成分,如CO、HCN等。常见的有害气体的来源、生理作用及致死浓度如表1.5所示。

表1.5常见有害气体的来源、生理作用以及致死浓度

燃烧产生的两种主要燃烧产物是CO2和CO。其中,CO2无毒,但是如果达到一定的浓度,会刺激人的呼吸中枢,还会引起头痛、意识不清、耳鸣等症状。CO是火灾中致死的主要燃烧产物之一,其对血红蛋白的亲和力比氧气高出250倍,因而,它能够阻碍人体血液中氧气的输送,引起头痛、全身虚脱、意识不清引起肌肉痉挛等。除毒性之外,燃烧产生的烟气还具有一定的减光性。当场所有大量的烟气,会严重影响人们的视线,使人们难以辨别火势发展方向和寻找安全疏散路线。同时,烟气中有些气体在浓度较高的场合会强烈刺激人的眼睛,降低能见度。

第二章火灾

练题(39)

视频

第一节火灾类别

练题(8)

知识点1:火灾的概念与分类

练题(6)

(一)火灾的概念

在时间或空间上失去控制的燃烧称为火灾。

(二)火灾的分类

1.根据燃烧物体的性质分类

火灾可分为A、B、C、D、E、F 6类。具体如表2.1所示。

表2.1 火灾按照燃烧对象的性质分类

2.根据损失严重程度分类

(1)特别重大火灾:是指造成30人以上死亡,或者100人以上重伤,或者1亿元以上直接财产损失的火灾。

(2)重大火灾:是指造成10人以上30人以下死亡,或者50人以上100人以下重伤,或者5000万元以上1亿元以下直接财产损失的火灾。

(3)较大火灾:是指造成3人以上10人以下死亡,或者10人以上50人以下重伤,或者1000万元以上5000万元以下直接财产损失的火灾。

(4)一般火灾:是指造成3人以下死亡,或者10人以下重伤,或者1000万元以下直接财产损失的火灾。

知识点2:火灾的危害

练题(1)

火灾的危害性主要表现在以下几个方面:

(1)危害生命安全。

(2)造成经济损失。

(3)破坏文明成果。

(4)破坏生态环境。

(5)影响社会稳定。

第二节火灾发生的原因与蔓延机理

练题(27)

知识点1:火灾发生的常见原因

练题(4)

(一)电气原因

电气原因引起的火灾在我国火灾中居于首位。电气引起火灾的直接原因是设备过负荷、电气线路接头接触不良、电气线路短路、电气设备故障或电器设备设置使用不当等。

(二)吸烟原因

烟蒂和点燃烟后未熄灭的火柴杆具有800℃温度,都能导致许多可燃物质的燃烧。

(三)生活用火不慎原因

主要是城乡居民家庭生活用火不慎。

(四)生产作业不慎原因

主要指违反安全文明生产制度引起的火灾。

(五)玩火原因

小孩玩火,燃放烟花、爆竹也是造成火灾发生常见的原因之一。此外,节日的烟花爆竹也是引发火灾的重要原因。

(六)放火原因

主要指采用人为放火的方式引起的火灾。这类火灾为当事人故意为之,通常经过一定的策划准备,难以预料,突发性强。前期往往不易发现,火灾发展迅速。

(七)雷电原因

雷电导致的火灾原因,大体上有如下3种:

(1)电性质主要是雷电产生冲击电压毁坏电气设备的绝缘,绝缘损坏可能引起短路,导致火灾。

(2)热性质主要是雷电流通过导体,在极短的时间内转换出大量的热能,造成易燃物品燃烧或金属熔化飞溅而引起火灾。

(3)机械性质是指雷电的机械作用摧毁建(构)筑物、树木等。

(八)设备故障原因

在生产或生活中,对于一些设施设备缺乏维护保养,导致在使用过程中无法正常运行,因摩擦、过载、短路等原因造成局部过热,从而引发火灾,造成危险。

知识点2:火灾蔓延的机理

练题(23)

(一)传热基础

1.热传导定义

热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一系统的现象叫做热传导,又称导热。热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中,热传导过程往往和对流同时发生。

2.热对流定义

热对流是液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程。对流是液体和气体中热传递的特有方式,气体的对流现象比液体明显。对流可分自然对流和强迫对流两种。

3.热辐射定义

物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领,这种热传递的方式叫做热辐射。热辐射虽然也是热传递的一种方式,但它和热传导、对流不同。它能不依靠媒质把热量直接从一个系统传给另一系统。热辐射以电磁辐射的形式发出能量,温度越高,辐射越强。热辐射特点:①过程中伴随形式能量转化;②传播不需要任何中间介质;③凡是温度高于绝对零度的一切物体,不论它们的温度高低都在不间断地向外辐射不同波长的电磁波。

(二)扩散线路

当高层建筑发生火灾时,烟气在其内的流动扩散一般有3条路线:①着火房间→走廊→楼梯

间→上部各楼层→室外;②着火房间→室外;③着火房间→相邻上层房间→室外。

烟气流动的特点(2018新变化内容)

1.着火房间的烟气流动

对于室内烟气流动特点和规律需要了解的概念:烟气羽流、顶棚射流、烟气层沉。

(1)顶棚射流。当烟气流到房间的顶棚后,沿顶棚水平水运动,形成一个较薄的射流层叫做顶棚顶射。由于它的作用,使安装在上的顶棚探测器、感温探测器和洒水喷头产生响应,实现自动报警和喷淋灭火。热烟气羽流经撞击顶棚后形成顶棚射流流出着火区域。

(2)烟气羽流。当可燃固体受到外界条件的影响开始的烧时,首先发生阴燃。当达到一定温度并且有适合的通风条件时,阴燃便转变为明火燃烧。明火出现后,可燃物迅速燃烧。燃烧中,火源上方的火焰及燃烧生成的流动烟气通常称为火羽流。

在燃烧表面上方附近为火焰区,也分为连续火焰区和间歇火焰区。火焰区上方为燃烧产物称作烟气的羽流区,其流动完全由浮力效应控制,一般称其为气羽流或浮力羽流。

(3)烟气层沉降。由于燃烧持续发展,新的烟气不断向上补充,所以室内烟气层的厚度逐渐增加。在这一阶段,上部烟气的温度逐渐升高、浓度逐渐增大,如果可燃物充足,且烟气不能充分地从上部排出,烟气层将会一直下降,直到浸没火源。

2.走廊的烟气流动

随着火灾的发展,着火房间上部烟气层会逐渐增厚。当层厚度增大到超过挡烟垂壁的下端或房门的上缘时,烟气就会沿着水平方向蔓延扩散到走廊中去。者火房间内烟气向走廊的扩散流动是火灾烟气流动主要路线。

3.竖井中的烟气流动

走廊中的烟气不仅向其他房间蔓延外,还会向电梯间、竖井、通风管道、楼梯间等部位扩散,并迅速向上层流动。

(三)烟气流动的驱动力

1.火风压定义

火风压是指在建筑物内发生火灾时,在起火场所内,由于温度上升,气体迅速膨胀,从而对楼板和四壁形成一定的压力。

2.烟囱效应定义

烟囱效应,是指户内空气沿着有垂直坡度的空间向上升或下降,造成空气加强对流的现象。在有共享中庭、竖向通风(排烟)风道、楼梯间等具有类似烟囱特征,即从底部到顶部具有通畅的流通空间的建筑物、构筑物(如水塔)中,空气(包括烟气)靠密度差的作用,沿着通道很快进行扩散或排出建筑物的现象,即为烟囱效应。烟囱效应是火灾发生过程中造成烟气向上蔓延的主要因素。

3.外界因素的作用

风的存在可在建筑物的周围产生压力分布,对于这种压力分布能够影响建筑物内的烟气流动。虽然影响建筑物外部的压力分布受到多种因素的影响,但是风的影响往往可以大于人工和自然驱动烟气运动的力。

(四)烟气蔓延的几种途径

1.沿着建筑物开口(孔洞)蔓延

在建筑物内部,火灾可以通过一些开口来实现水平蔓延。另外,一些防火设施发生火灾时未能正常启动,会造成火灾蔓延。

2.墙壁的管线和缝隙蔓延

室内发生火灾时,室内上半部处于较高压力状态下,该部位穿越墙壁的管线和缝隙很容易把火焰、高温烟气传播出去,从而造成蔓延的危害。对于穿过房间的金属管线在火灾高温作用下,往往会通过热传导方式将热量传到相邻房间或区域一侧,可能与管线接触的可燃物造成

起火的危害。

3.沿着闷顶内蔓延

闷顶内通常没有防火分隔墙,而且空间大,很容易造成火灾水平蔓延,并通过内部孔洞再向四周的房间蔓延。

4.沿着外墙面蔓延

在外墙面,高温热烟气流会促使燃烧火焰溢处窗口向上层蔓延。

(五)建筑火灾发展的阶段

1.初期增长阶段

初期阶段火灾燃烧范围不大,火灾仅限于初始起火点附近;室内温度差别大,在燃烧区域及其附近存在高温,室内平均温度低;火灾发展速度较慢,在发展过程中火势不稳定;火灾发展时间因点火源、可燃物质性质和分布、通风条件影响长短差别很大。

2.充分发展阶段

当火灾房间温度达到400~600℃时,室内大部分可燃物起火燃烧,这种在一定空间内可燃物的表面全部卷入燃烧的瞬变状态,通常称为轰燃。轰燃是室内火灾最显著的特征之一,它标志着火灾全面发展阶段的开始。

3.衰减阶段

火灾衰减阶段一般是从室内平均温度降到其峰值的80%时算起。

(六)建筑室内火灾的特殊现象(2018新变化内容)

1.轰燃的认识与理解

(1)定义。指室内火灾由局部燃烧向所有可燃物表面都燃烧的突然转变。室内轰燃是一种瞬态过程,其中包含着室内温度、燃烧范围、气体浓度等参数的剧烈变化。

(2)判定条件。当建筑室内火灾出现以下三种情况,即可判断发生了轰燃:①顶棚附近的气体温度超过某一特定值(约600℃);②地面的辐身射热通量超过某一特定值(约20kW/m2);③火焰从通风开口喷出。

(3)影响轰然的因素。包括室内可燃物的数量、燃烧特性与布局、房间的大小与形状开口的大小、位置与形状、室内装修装饰材料热惯性等。

2.回燃的认识与理解

室内发生火灾的时候,处于气相的可燃混合物浓度和室内的氧浓度是回燃发生的决定性因素。

第三节火灾预防和扑救的技术方法

练题(4)

知识点:火灾预防和扑救的技术方法

练题(4)

根据着火四面体,可以得出灭火方法主要有冷却灭火法、隔离灭火法、窒息灭火法和化学抑制灭火法。其中预防火灾发生基本方法应从控制可燃物、隔绝助燃物、控制引火源三个基本条件。(2018新变化内容)

1.冷却法

冷却灭火法即将灭火剂直接喷洒在燃烧着的物体上,将可燃物质的温度降到燃点以下,终止燃烧的灭火方法,也可将灭火剂喷洒在火场附近未燃的易燃物上起冷却作用,防止其受热辐射作用而起火。例如常见的水灭火,它的灭火机理就是冷却作用。

2.隔离法

将尚未燃烧的可燃物移走,使其与正在燃烧的可燃物分开,断绝可燃物来源等,燃烧区得不到足够的可燃物就会熄灭。这种灭火方法适用于扑救各种固体、液体和气体火灾。

3.窒息法

各种可燃物的燃烧都必须在其最低氧气浓度以上进行,否则燃烧不能持续进行。因此,通过降低燃烧物周围的氧气浓度可以起到灭火的作用。通常使用的二氧化碳、氮气、水蒸气等的灭火机理主要是窒息作用。

4.化学抑制法

化学抑制灭火法是使灭火剂参与到燃烧反应中去,从而使燃烧的链式反应中断使燃烧不能持续进行。常用的干粉灭火剂、卤代烷灭火剂的主要灭火机理就是化学抑制作用。

需要指出的是,窒息、冷却、隔离灭火法,在灭火过程中,灭火剂不参与燃烧反应,因而属于物理灭火方法。而化学抑制灭火法则属于化学灭火方法。

第三章爆炸

练题(32)

视频

第一节不同形式的爆炸及其特点

练题(15)

知识点1:爆炸的概念

练题(1)

由于物质急剧氧化或分解反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象,从一种状态迅速转变成另一个状态,释放大量能量,称为爆炸。

知识点2:爆炸的分类及特点

练题(14)

按照爆炸能量来源的不同可以将爆炸分为物理爆炸和化学爆炸以及核爆炸。

1.物理爆炸

物理爆炸是指由物理因素(如温度、体积、压力等)变化而引起的爆炸现象。在物理性爆炸的前后,爆炸物质的化学成分不改变。发生物理爆炸时,气体或蒸汽等介质潜藏的能量在瞬间释放出来,会造成巨大的破坏和伤害。

2.化学爆炸

化学爆炸是由化学变化造成的。化学爆炸使物质在短时间内完成化学反应,同时产生大量气体和能量而引起的爆炸现象。化学爆炸前后,物质的化学成分和性质均发生了根本的变化。化学爆炸包括炸药爆炸、可燃性气体爆炸和可燃性粉尘爆炸。其中,粉尘爆炸受下列条件制约:①物理化学性质;②空气中粉尘的浓度;③环境条件;④可燃气体以及惰性气体的含量;

⑤其他因素。

3.核爆炸

核爆炸是剧烈核反应中能量迅速释放的结果,可能是由核裂变、核聚变或者是这两者的多级串联组合所引发。比如,原子弹、氢弹、中子弹的爆炸。

第二节爆炸极限与最小点火能量

练题(14)

知识点1:爆炸极限

练题(11)

(一)爆炸极限的概念

可燃气体、蒸气或粉尘与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预混气体,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围称为爆炸极限,或爆炸浓度极限。可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度,分别称为爆炸下限和爆炸上限。

(二)气体和液体的爆炸(浓度)极限

气体或液体爆炸极限是以可燃性物质在混合物中所占体积的百分比(%)来表示的。可燃气体在氧气中的爆炸极限要比在空气中的爆炸极限范围宽,部分可燃气体在空气和氧气中的爆炸

极限如表3.1所示。

表3.1 部分可燃气体的爆炸极限

除助燃物条件外,对于同种可燃气体,其爆炸极限还受以下因素影响:①点火源;②压力;

③温度(初温对爆炸极限的影响);④惰性介质及杂物;⑤氧含量。

(三)可燃粉尘的爆炸极限

可燃粉尘的爆炸极限是以可燃性物质在混合物中所占体积的质量比(g/m3)来表示的。可燃粉尘爆炸浓度上限和下限的应用,考虑实际情况,通常只应用粉尘的爆炸下限。表3.2列出了部分粉尘的爆炸下限及其他特性参数。

表3.2 部分粉尘的爆炸特性

(四)爆炸混合物浓度与危险性的关系

在爆炸下限时,一般不会大于4×105Pa爆炸的压力,爆炸温度不高。当混合物中可燃物质的浓度增加到稍高于化学计量浓度时,可燃物与空气中助燃物(氧)充分接触,爆炸放出的热量最多,爆炸的压力最大。当混合物中可燃物质浓度大于化学计量浓度时,爆炸放出的热量以及爆炸压力随可燃物质浓度的增加而降低。

(五)爆炸极限的应用

(1)确定建筑物耐火等级、防火墙间占地面积、安全疏散等。

(2)爆炸极限可以评定可燃气体火灾危险性的大小,爆炸范围越大,下限越低,火灾存在的危险性就越大。

(3)评定生产、贮存火灾类别,以选择电气防爆形式。①生产、储存爆炸下限<10%的可燃气体的工业场所,应选用隔爆型防爆电气设备;②生产、储存爆炸下限≥10%的可燃气体的工业场所,可随意选用防爆型电气设备。

(4)确定相关安全操作规程。

知识点2:最小点火能量

练题(3)

最小点火能量是指在一定条件下,每一种爆炸混合物的起爆的最小点火能量,目前都采用毫焦(mJ)作为最小点火能量的单位。

第三节爆炸的原因与爆炸引火源

练题(3)

知识点1:引起爆炸的常见原因

练题(1)

发生爆炸必须具备两个基本要素,即爆炸介质和引爆能源。在生产过程中,爆炸危险源主要包括能量与危险物质、物质的不安全状态、人员不安全作业行为以及存在的管理不到位、不完善等缺陷。

引起爆炸的直接原因主要有以下几种:

(1)生产工艺原因。

(2)作业行为原因。

(3)生产设备原因。

(4)物料原因。

除上述四点以外,还因为人为因素(纵火、停水停电、毁坏设备)及自然灾害也同样可能会引发爆炸(地震、台风等)。

知识点2:常见爆炸引火源

练题(2)

常见爆炸引火源有如下几种:

(1)机械火源。机械摩擦、撞击产生的火花。

(2)热火源。热火源又包括高温表面和日光照射引发的爆炸。

(3)电火源。常见的电火源主要有电火花(工作火花、事故火花)、静电火花和雷电。(4)化学火源。化学火源主要有明火、化学反应热和发热自燃,其中明火主要是指加热用火、维修用火以及其他火源。

第四章易燃易爆危险品

练题(48)

视频

第一节易燃易爆危险品的分类与分级

练题(12)

知识点1:爆炸品的概念与分类

练题(5)

1.爆炸品的概念

一般指发生化学性爆炸的物品。本类化学品指在外界作用下(如受热、受压、撞击等),能发生剧烈的化学反应,瞬时产生大量的气体和热量,使周围压力急骤上升,发生爆炸,对周围环境造成破坏的物品。

2.爆炸品的分类

《国际海运危险货物规则》中对于爆炸品分为如下6类:

(1)具有整体爆炸危险的物质或物品,如起爆药、爆破雷管、黑火药、导弹等。

(2)具有抛射危险,但无整体爆炸危险的物质或物品,如无引信炮弹、照明弹、枪弹、火箭发动机等。

(3)具有燃烧危险和较小爆炸或较小抛射危险两者之一,或者两者兼有但无同时爆炸危险的物质或物品,如导火索、燃烧弹药、烟幕弹药、C型烟火等。

(4)无重大危险的物质或物品,如演习手榴弹、安全导火索、礼花弹、烟火、爆竹、手操信号装置等。

(5)具有整体爆炸危险但极不敏感的物质或物品,如E型或B型引爆器、铵油、铵沥蜡炸药等。

(6)不具有整体爆炸危险的极不敏感的物质或物品。

知识点2:易燃品的分类与分级

练题(7)

(一)易燃气体的分级

易燃气体火灾危险性分级方法如表4.1所示。

表4.1易燃气体火灾危险性分级方法

(二)易燃液体的分级

易燃液体火灾危险性分级方法如表4.2所示。

表4.2易燃液体火灾危险性分级方法

(三)易燃固体的分级分类

1.分类与分级

根据燃点的高低,燃烧物质可分可燃固体和易燃固体2大类,前者的燃点大于300℃,后者的燃点小于300℃。易燃固体的分级如表4.3所示。

表4.3 易燃固体的分级分类

2.易燃固体、自反应物质以及固态退敏爆炸品

(1)易燃固体:易于燃烧的固体和摩擦可能引起火灾的固体。

(2)自反应物质:即使没有氧气(空气)存在,也容易发生激烈放热分解的热不稳定物质。(3)固态退敏爆炸品:为抑制爆炸性物质的爆炸性能,用水或酒精湿润爆炸性物质,或者用其他物质稀释爆炸性物质后,而形成的均匀固态混合物。

知识点3:氧化性物质的类别

练题(1)

(一)易于自燃的物质分级

易于自燃的物质火灾危险性分级方法如表4.4所示。

表4.4易于自燃的物质火灾危险性分级方法

(二)氧化性物质的类别

氧化性物质按物质形态,可分为固体和液体氧化性物质。根据氧化性能强弱,无机氧化性物质分为2级,具体如下:

(1)一级指的是碱金属或碱土金属的过氧化物和盐类。例如,过氧化钠、高氯酸钠、硝酸钾、高锰酸钾等。

(2)二级氧化性物质虽然也容易分解,但相对一级较稳定,是较强氧化剂,能引起燃烧的发生。除一级外的所有无机氧化剂均属此类,例如,亚硝酸钠、亚氯酸钠、连二硫酸钠,重铬酸钠等。

第二节易燃易爆危险品的火灾危险性

练题(36)

知识点1:爆炸品的火灾危险性

练题(2)

1.爆炸性

爆炸物品都具有化学不稳定性,一定时间内能发生剧烈的化学反应,在短时间内无法逸散开其产生的大量气体和热量,进而导致周围的温度迅速上升和产生巨大的压力而引起爆炸。

2.敏感度

任何一种爆炸品的爆炸都需要外界供给它一定的能量,称为起爆能。例如把炸药所需的最小起爆能,称为该炸药的敏感度。

知识点2:易燃气体、易燃液体、易燃固体的火灾危险性

练题(23)

(一)易燃气体的火灾危险性

1.易燃易爆性特点

根据易燃气体的燃烧现象,其易燃易爆性可以归纳为以下3个特点:

(1)通常比液体、固体更容易燃烧,并且燃烧速度快。

(2)由于易燃气体由简单成分组成,比复杂成分组成的气体更易燃烧,并且燃烧速度快,火焰温度高,着火爆炸的危险性就比较大。

(3)在易燃气体中,一般价键不饱和的比相对价键饱和的火灾危险性大。

2.扩散性特点

扩散性是可燃气体的独有特性,其特点主要体现在以下2个方面:

(1)比空气轻的气体可以在空气中无限制地扩散,容易形成爆炸性混合物,并能够顺风迅

速蔓延和扩展。

(2)比空气重的气体泄漏时,会漂浮在一些地区长时间散不去。如地表、沟渠、隧道、厂房死角等处。这些气体容易与空气在局部形成爆炸性混合气体,一旦遇到引火源就会发生着火或爆炸;而且密度大的易燃气体具有较大的发热量,在发生火灾时,容易扩大火势。

3.可缩性和膨胀性特点

气体的可缩性和膨胀性特点如下:

(1)当温度不变时,气体的体积与压力成反比关系。

(2)当压力不变时,气体的温度与体积成正比关系,即温度越高,体积越大。气体的相对密度也会随温度的升高而减小,体积却随温度的升高而增大。

(3)当体积不变时,气体的温度与压力成正比,即温度越高,压力越大。

4.带电性特点

影响气体静电荷产生的主要因素有以下2点:

(1)杂质。气体产生的静电荷随着气体中所含的液体或固体增多而增多。

(2)流速。气体的流速越快,静电荷产生的也就越多。

5.腐蚀性和毒害性特点

(1)腐蚀性。主要是指一些含H、S元素的气体具有腐蚀性。例如H2S等气体。

(2)毒害性。一些易燃气体,不仅具有易燃易爆性,还有相当的毒害性,故在处理或扑救此类气体火灾时,要特别注意,应采取一定的防毒措施。通常所见的这类气体有CO、H2S 等。

6.易燃气雾剂特点

气雾剂根据喷出状态的不同,可分为喷雾气雾剂和泡沫气雾剂2种。其中,易燃气雾剂极易燃烧。

(二)易燃液体的火灾危险性

易燃液体的火灾危险性主要有:①易燃性;②爆炸性;③受热膨胀性;④流动性;⑤带电性;

⑥毒害性。

(三)易燃固体的火灾危险性

易燃固体的火灾危险性主要表现在:①燃点低、易点燃;②遇酸、氧化剂易燃易爆;③本身或燃烧产物有毒。

知识点3:易于自燃和遇水释放易燃气体物质的火灾危险性

练题(5)

(一)易于自燃的物质火灾危险性

(1)遇空气自燃性。易于自燃的物质具有极强的还原性,当与空气接触后能迅速与空气中的氧化合,产生大量的热,当温度达到其自燃点后即可着火,如氧化性物质与氧化剂反应激烈,还可以导致爆炸的情况发生。

(2)遇湿易燃性。某些自燃物品具有极强的还原性,当遇到氧化剂、酸类会发生剧烈的反应,除在空气中能自燃外,遇到水或受潮都能分解自燃或爆炸,这些物质起火时不能用水或泡沫扑救。这类常见的有硼、锌、锑、铝的烷基化合物。

(3)积热自燃性。生活中常见的硝化纤维胶片、废影片、X光片等,在常温下可以缓慢分解,产生热量,自动升温,使该物质达到其自燃点而引起自燃。

易于自燃物质的分类(2018新变化内容)

主要分为发火物质和自热物质2种。

(1)发火物质。即使有少量与空气接触,在不到5分钟内便燃烧的物质。包括混合物和溶液(液体和固体),如白磷等。

(2)自燃物质。指发火物质以外的与空气接触无须能源供应便能自己发热的物质,如油纸、

棉花等。

(二)遇水放出易燃气体的物质火灾危险性

遇水放出易燃气体的物质是指遇水放出易燃气体,并且该气体与空气混合能够形成爆炸性混合物的物质。这类物质的火灾危险性大致可以归纳为以下几点:

(1)遇水或遇酸燃烧性。具有此类危险性的物质,由于其本身的特殊性在着火时,不能使用水及泡沫灭火剂进行扑救,应使用干沙、干粉灭火剂、二氧化碳灭火剂等进行扑救。(2)自燃性。有些遇水放出易燃气体物质,如金属碳化物、硼氢化合物,放置于空气中就具有自燃性,有些物质遇水能生成可燃气体放出热量而具有自燃性,例如氢化钾。因此,这类物质的储存必须与水及潮气隔离。

(3)爆炸性。一些遇水放出易燃气体物质,例如电石等,由于和水作用生成可燃气体并与空气形成爆炸性混合物。

(4)其他。有些物质遇水作用的生成物(如磷化物)除具有易燃性外,还带有一定的毒性;虽然与水接触后,反应不是很激烈,并且放出的热量不足以使产生的可燃气体着火,但是遭遇外来火源还存在着火爆炸的危险性。

知识点4:氧化物和有机过氧化物的火灾危险性

练题(2)

氧化性物质的火灾危险性包括:①受热、被撞分解性;②可燃性;③与可燃液体作用自燃性;

④与酸作用分解性;⑤与水作用分解性;⑥强氧化性物质与弱氧化性物质作用分解性;⑦腐蚀毒害性。

有机过氧化物的火灾危险性

(1)有机过氧化物是一种含有过氧基(-O-O-)结构的有机物质,也可能是一种过氧化氢的衍生物。

(2)有机过氧化物火灾危险特性可归纳为:①分解爆炸性;②易燃性。

(3)有机过氧化物的火灾危险性主要决定于物质本身的过氧基含量和分解温度。有机过氧化物的过氧含量越多,其热分解温度越低,则火灾的发生可能性也就越大。

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