化工安全 第二章-燃燒與爆炸

1、第二章第二章 燃燒與爆炸燃燒與爆炸本章學(xué)習(xí)目的與要求：本章學(xué)習(xí)目的與要求： 通過本章學(xué)習(xí)，通過本章學(xué)習(xí)，掌握掌握燃燒要素；燃燒燃燒要素；燃燒類型。類型。了解了解燃燒過程。燃燒過程。理解理解燃燒的過氧化燃燒的過氧化物理論；燃燒的連鎖反應(yīng)理論。物理論；燃燒的連鎖反應(yīng)理論。掌握掌握燃燒燃燒溫度；燃燒速率；燃燒熱等。溫度；燃燒速率；燃燒熱等。第二章第二章 燃燒與爆炸燃燒與爆炸第一節(jié)第一節(jié) 燃燒及其特性燃燒及其特性第二節(jié)第二節(jié) 燃燒機(jī)理燃燒機(jī)理第三節(jié)第三節(jié) 燃燒速度燃燒速度第四節(jié)第四節(jié) 爆炸及其類特性爆炸及其類特性第一節(jié)第一節(jié) 燃燒及其特性燃燒及其特性一、燃燒概述一、燃燒概述 燃燒是一種同時有光和熱發(fā)生

2、的劇烈的氧化還原反應(yīng)燃燒是一種同時有光和熱發(fā)生的劇烈的氧化還原反應(yīng)。在化學(xué)反應(yīng)中，失掉電子的物質(zhì)被氧化，獲得電子的物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中，失掉電子的物質(zhì)被氧化，獲得電子的物質(zhì)被還原。所以，氧化反應(yīng)并不限于同氧的反應(yīng)。被還原。所以，氧化反應(yīng)并不限于同氧的反應(yīng)。燃燒的判斷燃燒的判斷：劇烈的氧化還原反應(yīng)劇烈的氧化還原反應(yīng)放出大量的熱放出大量的熱發(fā)出光發(fā)出光以上三個要點同時成立的才為燃燒。如，氫在氯中燃以上三個要點同時成立的才為燃燒。如，氫在氯中燃燒。金屬和酸反應(yīng)非燃燒，燈泡中的燈絲非燃燒。燒。金屬和酸反應(yīng)非燃燒，燈泡中的燈絲非燃燒。二、燃燒條件二、燃燒條件 燃燒燃燒三要素三要素：有可燃物的存在；有可燃物的

3、存在；有助燃物的存在；有助燃物的存在；有能導(dǎo)致著火的能源。有能導(dǎo)致著火的能源。 簡單地說，就是簡單地說，就是燃料、氧燃料、氧和和火源火源。有時雖然已具備了三個基。有時雖然已具備了三個基本（必要）條件，但是燃燒也不一定發(fā)生，這是因為燃燒還必須本（必要）條件，但是燃燒也不一定發(fā)生，這是因為燃燒還必須有充分的條件，即可燃物與助燃物要達(dá)到一定的有充分的條件，即可燃物與助燃物要達(dá)到一定的比例比例，才能引起，才能引起燃燒；點火源也要有一定的燃燒；點火源也要有一定的強(qiáng)度強(qiáng)度（溫度和熱量）。對于正在進(jìn)行（溫度和熱量）。對于正在進(jìn)行的燃燒，只要充分控制三個要素中的任何一個，燃燒就會終止。的燃燒，只要充分控制三個

4、要素中的任何一個，燃燒就會終止。三、燃燒過程和燃燒形式三、燃燒過程和燃燒形式可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)存在的相態(tài)、混合程度和燃燒過程可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)存在的相態(tài)、混合程度和燃燒過程不盡相同，其燃燒形式是多種多樣的。不盡相同，其燃燒形式是多種多樣的。 1 1均相燃燒和非均相燃燒均相燃燒和非均相燃燒按照可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)相態(tài)的不同，分為：按照可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)相態(tài)的不同，分為： 均相燃燒是指可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)間的燃燒反應(yīng)在同一均相燃燒是指可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)間的燃燒反應(yīng)在同一相中進(jìn)行相中進(jìn)行，如氫氣在氧氣中的燃燒，煤氣在空氣中的燃燒。，如氫氣在氧氣中的燃燒，煤氣在空氣中的燃燒。 非均相燃燒是指可燃物質(zhì)和助燃

5、物質(zhì)并非同相非均相燃燒是指可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)并非同相，如石油，如石油( (液相液相) )、木材、木材( (固相固相) )在空氣在空氣( (氣相氣相) )中的燃燒。非均相燃燒中的燃燒。非均相燃燒比較復(fù)雜，需要考慮可燃液體或固體的加熱，以及由此產(chǎn)比較復(fù)雜，需要考慮可燃液體或固體的加熱，以及由此產(chǎn)生的相變化。生的相變化。 2 2混合燃燒和擴(kuò)散燃燒混合燃燒和擴(kuò)散燃燒 按照可燃?xì)怏w的燃燒過程不同，分：按照可燃?xì)怏w的燃燒過程不同，分： 混合燃燒混合燃燒：可燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w預(yù)先混合而后進(jìn)行的燃：可燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w預(yù)先混合而后進(jìn)行的燃燒。速度快、溫度高，一般爆炸反應(yīng)屬于這種形式燒。速度快、溫度高，一般爆炸反應(yīng)

6、屬于這種形式 擴(kuò)散燃燒擴(kuò)散燃燒：可燃?xì)怏w由容器或管道中噴出，與周圍的空：可燃?xì)怏w由容器或管道中噴出，與周圍的空氣氣( (或氧氣或氧氣) )互相接觸擴(kuò)散而產(chǎn)生的燃燒。在擴(kuò)散燃燒中，互相接觸擴(kuò)散而產(chǎn)生的燃燒。在擴(kuò)散燃燒中，由于與可燃?xì)怏w接觸的氧氣量偏低，通常會產(chǎn)生不完全燃由于與可燃?xì)怏w接觸的氧氣量偏低，通常會產(chǎn)生不完全燃燒的炭黑。燒的炭黑。 3.3.蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒 蒸發(fā)燃燒：蒸發(fā)燃燒：可燃液體蒸發(fā)出的可燃蒸氣的燃燒。通常液體可燃液體蒸發(fā)出的可燃蒸氣的燃燒。通常液體本身并不燃燒，只是由液體蒸發(fā)出的蒸氣進(jìn)行燃燒。本身并不燃燒，只是由液體蒸發(fā)出的蒸氣進(jìn)行燃燒。

7、分解燃燒：分解燃燒：固體或不揮發(fā)性液體經(jīng)熱分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w固體或不揮發(fā)性液體經(jīng)熱分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的燃燒。如木材和煤大都是由熱分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行燃的燃燒。如木材和煤大都是由熱分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行燃燒。燒。 可燃固體和液體的蒸發(fā)燃燒和分解燃燒，均有火焰產(chǎn)生，可燃固體和液體的蒸發(fā)燃燒和分解燃燒，均有火焰產(chǎn)生，屬火焰型燃燒。屬火焰型燃燒。 表面燃燒：表面燃燒：當(dāng)可燃固體燃燒至分解不出可燃?xì)怏w時，便沒當(dāng)可燃固體燃燒至分解不出可燃?xì)怏w時，便沒有火焰，燃燒繼續(xù)在所剩固體的表面進(jìn)行的燃燒。金屬燃燒有火焰，燃燒繼續(xù)在所剩固體的表面進(jìn)行的燃燒。金屬燃燒即屬表面燃燒，無氣化過程，無需吸收蒸發(fā)熱，燃燒溫度較

8、即屬表面燃燒，無氣化過程，無需吸收蒸發(fā)熱，燃燒溫度較高。高。 火源火源 (1)明火明火 在易燃液體裝置附近在易燃液體裝置附近，嚴(yán)禁明火嚴(yán)禁明火。 為了防火安全，常常為了防火安全，常常用隔墻的方法用隔墻的方法實現(xiàn)充分隔實現(xiàn)充分隔離。隔墻一般推薦使用耐火建筑，即礴石或混凝土的離。隔墻一般推薦使用耐火建筑，即礴石或混凝土的隔墻。隔墻。 易燃液體在應(yīng)用時需要采取限制措施。易燃液體在應(yīng)用時需要采取限制措施。在加工在加工區(qū)區(qū)，即使運輸或貯存少量易燃液體，也要用安全罐盛即使運輸或貯存少量易燃液體，也要用安全罐盛裝裝。在火災(zāi)中，在火災(zāi)中，防止火焰擴(kuò)散是絕對必要的。所有罐防止火焰擴(kuò)散是絕對必要的。所有罐都應(yīng)該設(shè)

9、置通往安全地的溢流管道，因而必須用攔液都應(yīng)該設(shè)置通往安全地的溢流管道，因而必須用攔液堤容納溢流的燃燒液體，否則火焰會大面積擴(kuò)散，造堤容納溢流的燃燒液體，否則火焰會大面積擴(kuò)散，造成人員或財產(chǎn)的更大損失。成人員或財產(chǎn)的更大損失。 物質(zhì)燃燒過程的溫度變化歷物質(zhì)燃燒過程的溫度變化歷程程 T T初初為可燃物質(zhì)開始加熱的溫度。初為可燃物質(zhì)開始加熱的溫度。初始階段，加熱的熱量用于可燃物質(zhì)的熔始階段，加熱的熱量用于可燃物質(zhì)的熔化或分解，溫度上升較緩慢。化或分解，溫度上升較緩慢。 到達(dá)到達(dá)T T氧氧，可燃物質(zhì)開始氧化。由于，可燃物質(zhì)開始氧化。由于溫度較低，氧化速度不快，氧化產(chǎn)生的溫度較低，氧化速度不快，氧化產(chǎn)生

10、的熱量尚不足以抵消向外界的散熱。此時熱量尚不足以抵消向外界的散熱。此時若停止加熱，尚不會引起燃燒。若停止加熱，尚不會引起燃燒。初T氧T自T自T燃TT 繼續(xù)加熱，到達(dá)繼續(xù)加熱，到達(dá)T自自，即使停止加熱，溫度仍自行升高。，即使停止加熱，溫度仍自行升高。T自自是理論上是理論上的自燃點，的自燃點，T自自是開始出現(xiàn)火焰的溫度，為實際測得的自燃點是開始出現(xiàn)火焰的溫度，為實際測得的自燃點。T燃燃為物質(zhì)為物質(zhì)的燃燒溫度。的燃燒溫度。 T自自到到T自自的時間間隔稱為燃燒誘導(dǎo)期（著火延滯期）。的時間間隔稱為燃燒誘導(dǎo)期（著火延滯期）。 誘導(dǎo)期與自燃點的關(guān)系 如果按照燃燒如果按照燃燒起因起因，燃燒分為，燃燒分為閃燃閃

11、燃、點燃點燃和和自燃自燃三種三種類型。類型。閃點、著火點和自燃點閃點、著火點和自燃點分別是上述三種燃燒類型的分別是上述三種燃燒類型的特征參數(shù)。特征參數(shù)。(1)(1)閃燃和閃點閃燃和閃點 可燃液體表面的可燃液體表面的蒸氣與空氣蒸氣與空氣形成的形成的混合混合氣體與火源接近時會發(fā)生氣體與火源接近時會發(fā)生瞬間燃燒，瞬間燃燒，出現(xiàn)出現(xiàn)瞬間火苗或閃光瞬間火苗或閃光的現(xiàn)象稱為的現(xiàn)象稱為閃燃閃燃。閃燃的最低溫度稱為閃點。如。閃燃的最低溫度稱為閃點。如60%60%的乙醇的乙醇的閃點為的閃點為22.522.5?？扇家后w的溫度高于其閃點時，隨時都?？扇家后w的溫度高于其閃點時，隨時都有被火點燃的危險。有被火點燃的危險

12、。 閃點這個概念主要適用于可燃液體，某些可燃固體，閃點這個概念主要適用于可燃液體，某些可燃固體，如樟腦和萘等，也能蒸發(fā)或升華為蒸氣，因此也有閃點。如樟腦和萘等，也能蒸發(fā)或升華為蒸氣，因此也有閃點。 四、燃燒種類四、燃燒種類(2)(2)點燃和著火點點燃和著火點 可燃物質(zhì)在空氣充足的條件下，達(dá)可燃物質(zhì)在空氣充足的條件下，達(dá)到一定溫度與火源接觸即行著火，移去火源后仍能持續(xù)燃到一定溫度與火源接觸即行著火，移去火源后仍能持續(xù)燃燒（燒（ 5min以上以上），這種現(xiàn)象稱為點燃。點燃的最低溫度稱，這種現(xiàn)象稱為點燃。點燃的最低溫度稱為著火點為著火點。如木材的著火點為如木材的著火點為295?？扇家后w的著火點約高于

13、其閃點可燃液體的著火點約高于其閃點5 5-20-20。但閃點在。但閃點在l00l00以下以下時，二者往往時，二者往往相同相同。在沒有閃點數(shù)據(jù)的情況下，。在沒有閃點數(shù)據(jù)的情況下，也可以用著火點表征物質(zhì)的火險。也可以用著火點表征物質(zhì)的火險。 (3)(3)自燃和自燃點自燃和自燃點 在無外界火源的條件下，物質(zhì)自行在無外界火源的條件下，物質(zhì)自行引發(fā)的燃燒稱為自燃引發(fā)的燃燒稱為自燃。自燃的最低溫自燃的最低溫 度稱為自燃點度稱為自燃點。物質(zhì)。物質(zhì)自燃有受熱自燃和自熱自燃兩種類型。自燃有受熱自燃和自熱自燃兩種類型。 受熱自燃受熱自燃?？扇嘉镔|(zhì)在外部熱源作用下溫度升高，達(dá)。可燃物質(zhì)在外部熱源作用下溫度升高，達(dá)到

14、其自燃點而自行燃燒稱之為受熱自燃。因此，受熱自燃到其自燃點而自行燃燒稱之為受熱自燃。因此，受熱自燃的的兩個條件兩個條件為：為：有外部熱源和有熱量蓄積的條件。有外部熱源和有熱量蓄積的條件。自熱自燃自熱自燃。可燃物質(zhì)在無外部熱源的影響下，其內(nèi)部?？扇嘉镔|(zhì)在無外部熱源的影響下，其內(nèi)部發(fā)生物理、化學(xué)或生化變化而產(chǎn)生熱量，并不斷積累使物發(fā)生物理、化學(xué)或生化變化而產(chǎn)生熱量，并不斷積累使物質(zhì)溫度上升，達(dá)到其自燃點而燃燒，稱為自熱燃燒。質(zhì)溫度上升，達(dá)到其自燃點而燃燒，稱為自熱燃燒。 自熱自熱自燃的自燃的三個條件三個條件：比較容易產(chǎn)生反應(yīng)熱的物質(zhì)（如氧化熱比較容易產(chǎn)生反應(yīng)熱的物質(zhì)（如氧化熱,發(fā)酵熱等）、具有比較

15、大的比表面積和良好的絕熱保溫性、發(fā)酵熱等）、具有比較大的比表面積和良好的絕熱保溫性、產(chǎn)生的熱量大于向環(huán)境散發(fā)的熱量。產(chǎn)生的熱量大于向環(huán)境散發(fā)的熱量。 引起物質(zhì)自熱的引起物質(zhì)自熱的原因原因有：氧化熱（如不飽和油有：氧化熱（如不飽和油脂）、分解熱（如賽璐珞）、聚合熱（如液相氰化脂）、分解熱（如賽璐珞）、聚合熱（如液相氰化氫）、吸附熱（如活性炭）、發(fā)酵熱（如植物）等。氫）、吸附熱（如活性炭）、發(fā)酵熱（如植物）等。（自學(xué)）（自學(xué)）五、最小點火能量五、最小點火能量 處于爆炸范圍內(nèi)的可燃?xì)怏w混合物中產(chǎn)生電火花，從而處于爆炸范圍內(nèi)的可燃?xì)怏w混合物中產(chǎn)生電火花，從而引起著火所必須的最小能量稱為最小點火能。引起

16、著火所必須的最小能量稱為最小點火能。六、氧指數(shù)六、氧指數(shù) 氧指數(shù)氧指數(shù)又叫又叫臨界氧濃度臨界氧濃度或極限氧濃度，是用來對或極限氧濃度，是用來對固體材固體材料可燃性料可燃性進(jìn)行評價和分類的一個特征指標(biāo)。進(jìn)行評價和分類的一個特征指標(biāo)。材料維持有焰燃材料維持有焰燃燒的以燒的以體積百分?jǐn)?shù)體積百分?jǐn)?shù)表示的最低氧氣濃度（氧氣氮氣體系），表示的最低氧氣濃度（氧氣氮氣體系），此最低氧氣濃度稱為氧指數(shù)。此最低氧氣濃度稱為氧指數(shù)。因此，氧指數(shù)因此，氧指數(shù)越高越高，阻燃性，阻燃性越好越好。需要說明的是，隨著溫。需要說明的是，隨著溫度等條件的變化，氧指數(shù)隨之變化。度等條件的變化，氧指數(shù)隨之變化。 第二節(jié)第二節(jié) 燃燒機(jī)

17、理燃燒機(jī)理一、燃燒過程一、燃燒過程 可燃物質(zhì)的燃燒一般是在氣相進(jìn)行的。由于可燃可燃物質(zhì)的燃燒一般是在氣相進(jìn)行的。由于可燃物質(zhì)的狀態(tài)不同，其燃燒過程也不相同。物質(zhì)的狀態(tài)不同，其燃燒過程也不相同。 氣體最易燃燒，氣體最易燃燒，燃燒所需要的熱量只用于本身的燃燒所需要的熱量只用于本身的氧化分解，并使其達(dá)到著火點。氣體氧化分解，并使其達(dá)到著火點。氣體在極短的時間內(nèi)在極短的時間內(nèi)就能全部燃盡。就能全部燃盡。 液體在火源作用下，先蒸發(fā)液體在火源作用下，先蒸發(fā)成蒸氣，而成蒸氣，而后后氧化分氧化分解進(jìn)行解進(jìn)行燃燒。燃燒。與氣體燃燒相比，液體燃燒多消耗液體與氣體燃燒相比，液體燃燒多消耗液體變?yōu)檎魵獾恼舭l(fā)熱。變?yōu)檎?/p>

18、氣的蒸發(fā)熱。固體燃燒固體燃燒有有兩種兩種情況：對于硫、磷等簡單物質(zhì)，受情況：對于硫、磷等簡單物質(zhì)，受熱時首熱時首先熔化先熔化，而后蒸發(fā)為蒸氣進(jìn)行燃燒，無分解過，而后蒸發(fā)為蒸氣進(jìn)行燃燒，無分解過程；對于復(fù)合物質(zhì)，受熱時首程；對于復(fù)合物質(zhì)，受熱時首先分解先分解成其組成部分，成其組成部分，生成氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物，而后氣態(tài)產(chǎn)物和液態(tài)產(chǎn)物蒸氣生成氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物，而后氣態(tài)產(chǎn)物和液態(tài)產(chǎn)物蒸氣著火燃燒。著火燃燒。 可見，任何可燃物質(zhì)的燃燒都經(jīng)歷可見，任何可燃物質(zhì)的燃燒都經(jīng)歷氧化分解氧化分解、著火著火、燃燒燃燒等階段等階段。 初始階段，加熱的大初始階段，加熱的大部分熱量用于可燃物質(zhì)部分熱量用于可燃物質(zhì)的熔化或分解，

19、溫度上的熔化或分解，溫度上升比較緩慢。升比較緩慢。 達(dá)到達(dá)到T氧氧，可燃物質(zhì)開始氧化。，可燃物質(zhì)開始氧化。由于溫度較低，氧化速度不快，由于溫度較低，氧化速度不快，氧化產(chǎn)生的熱量尚不足以抵消氧化產(chǎn)生的熱量尚不足以抵消向外界的散熱。此時若停止加向外界的散熱。此時若停止加熱，不會引起燃燒。熱，不會引起燃燒。 如繼續(xù)加熱，溫度上升如繼續(xù)加熱，溫度上升很快，達(dá)到很快，達(dá)到T自自，即使停止，即使停止加熱，溫度仍自行升高，加熱，溫度仍自行升高，達(dá)到達(dá)到T自自就著火燃燒。就著火燃燒。 T自自是開始出現(xiàn)火焰的是開始出現(xiàn)火焰的溫度，為實際測得的自燃溫度，為實際測得的自燃點。點。 T燃燃為物質(zhì)的燃燒溫度。為物質(zhì)的燃

20、燒溫度。 T燃燃為物質(zhì)的燃燒溫度。為物質(zhì)的燃燒溫度。T自自到到T自自間的時間間隔稱間的時間間隔稱為燃燒誘導(dǎo)期，在安全上為燃燒誘導(dǎo)期，在安全上有一定實際意義。有一定實際意義。任何可燃物質(zhì)的燃燒都經(jīng)歷任何可燃物質(zhì)的燃燒都經(jīng)歷氧化分解氧化分解、著火著火、燃燒燃燒等階段。等階段。第二節(jié)第二節(jié) 燃燒機(jī)理燃燒機(jī)理 在燃燒反應(yīng)中，氣體分子間互相作用，往往不是兩個分在燃燒反應(yīng)中，氣體分子間互相作用，往往不是兩個分子直接反應(yīng)生成子直接反應(yīng)生成 最后產(chǎn)物，而是最后產(chǎn)物，而是活性分子自由基活性分子自由基與與分子分子間的間的作用。作用。 活性分子自由基與另一個分子作用產(chǎn)生新的自由基，新活性分子自由基與另一個分子作用產(chǎn)

21、生新的自由基，新自由基又迅速參加反應(yīng)，如此延續(xù)下去形成一系列自由基又迅速參加反應(yīng)，如此延續(xù)下去形成一系列連鎖連鎖反應(yīng)。反應(yīng)。 連鎖反應(yīng)通常分為連鎖反應(yīng)通常分為直鏈反應(yīng)直鏈反應(yīng)和和支鏈反應(yīng)支鏈反應(yīng)兩種類型。兩種類型。 任何鏈反應(yīng)均由三個階段構(gòu)成，即任何鏈反應(yīng)均由三個階段構(gòu)成，即鏈的引發(fā)鏈的引發(fā)、鏈的傳遞（包括支化）鏈的傳遞（包括支化）和和鏈的終止鏈的終止。燃燒的過氧化物理論燃燒的過氧化物理論 在燃燒反應(yīng)中，氧首先在熱能作用下被活化成在燃燒反應(yīng)中，氧首先在熱能作用下被活化成過氧鍵過氧鍵OO，可燃物質(zhì)與過氧鍵加和成為可燃物質(zhì)與過氧鍵加和成為過氧過氧化物?；?。過氧化物過氧化物不穩(wěn)定不穩(wěn)定，在受熱、撞

22、擊、摩擦等條，在受熱、撞擊、摩擦等條件下，容易件下，容易分解分解甚至燃燒或爆炸。過氧化物是強(qiáng)氧甚至燃燒或爆炸。過氧化物是強(qiáng)氧化劑，不僅能氧化可形成過氧化物的物質(zhì)，也能氧化劑，不僅能氧化可形成過氧化物的物質(zhì)，也能氧化其他較難氧化的物質(zhì)?；渌^難氧化的物質(zhì)。 過氧化物是可燃物質(zhì)被氧化的最初產(chǎn)物，是過氧化物是可燃物質(zhì)被氧化的最初產(chǎn)物，是不穩(wěn)定的化合物，極易燃燒或爆炸。不穩(wěn)定的化合物，極易燃燒或爆炸。一、可燃?xì)怏w的燃燒速度一、可燃?xì)怏w的燃燒速度 氣體燃燒速度氣體燃燒速度：單位時間內(nèi)燃燒表面的火焰沿垂直于表：單位時間內(nèi)燃燒表面的火焰沿垂直于表面的方向向未燃燒部分傳播的距離，面的方向向未燃燒部分傳播的距

23、離，m/sm/s。 燃?xì)獾娜紵俣扔萌細(xì)獾娜紵俣扔没鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣然鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣葋砗饬俊砗饬俊?管道中氣體的燃燒速率與管徑有關(guān)管道中氣體的燃燒速率與管徑有關(guān)。當(dāng)管徑小于某個小的當(dāng)管徑小于某個小的量值時，火焰在管中不傳播（阻火器原理）量值時，火焰在管中不傳播（阻火器原理）?；鹧?zhèn)鞑ニ俾驶鹧鎮(zhèn)鞑ニ俾孰S管徑的增加而增加；但當(dāng)管徑增加到某個量值時，火焰?zhèn)麟S管徑的增加而增加；但當(dāng)管徑增加到某個量值時，火焰?zhèn)鞑ニ俾时悴辉僭黾?，此時即為最大燃燒速率。播速率便不再增加，此時即為最大燃燒速率。第三節(jié)第三節(jié) 燃燒速度燃燒速度氫氣：受熱燃燒氫氣：受熱燃燒烴類氣體：受熱分解燃燒烴類氣體：受熱分解燃燒可燃混合氣體的火焰?zhèn)?/p>

24、播速度的影響因素二、可燃液體的燃燒速度二、可燃液體的燃燒速度液體的著火速度和其液體的著火速度和其蒸氣壓蒸氣壓密切相關(guān)。密切相關(guān)。表示方式：表示方式：質(zhì)量速度質(zhì)量速度：每平方米面積上每小時燃燒容器內(nèi)液體：每平方米面積上每小時燃燒容器內(nèi)液體質(zhì)量質(zhì)量kgm-2h-1。 直線速度直線速度：每小時燒掉容器內(nèi)液體的：每小時燒掉容器內(nèi)液體的高度高度cmh-1 。 影響因素：影響因素：液體初溫、液體熱容、蒸發(fā)潛熱、火焰輻射強(qiáng)度、液液體初溫、液體熱容、蒸發(fā)潛熱、火焰輻射強(qiáng)度、液面高低等。面高低等。三、可燃固體的燃燒速度三、可燃固體的燃燒速度可燃固體經(jīng)歷可燃固體經(jīng)歷受熱受熱、溶解溶解、蒸發(fā)蒸發(fā)、分解分解、氧化燃燒

25、氧化燃燒等階段。等階段?？扇脊腆w中的不穩(wěn)定可燃固體中的不穩(wěn)定含氧基團(tuán)含氧基團(tuán)對燃燒有促進(jìn)作用，對燃燒有促進(jìn)作用，如硝基化合物，硝化纖維等。如硝基化合物，硝化纖維等。燃燒速度與比表面積有關(guān)。燃燒速度與比表面積有關(guān)。知識點：燃燒熱知識點：燃燒熱單位質(zhì)量的物質(zhì)在單位質(zhì)量的物質(zhì)在2525的氧中燃燒釋放出的熱量。的氧中燃燒釋放出的熱量?？扇嘉镔|(zhì)燃燒、爆炸時所達(dá)到的最高溫度、最高壓力和可燃物質(zhì)燃燒、爆炸時所達(dá)到的最高溫度、最高壓力和爆炸力均與物質(zhì)的燃燒熱有關(guān)。爆炸力均與物質(zhì)的燃燒熱有關(guān)。從一般的物性數(shù)據(jù)手冊中查閱。從一般的物性數(shù)據(jù)手冊中查閱。事故案例分析事故案例分析 某日下午，某化工廠一車間（氰酸鈉、氰酸

26、鉀車間）尾氣（氨氣）某日下午，某化工廠一車間（氰酸鈉、氰酸鉀車間）尾氣（氨氣）吸收裝置附近有一臺水吸泵工作不正常，該廠分管生產(chǎn)和安全的副廠長吸收裝置附近有一臺水吸泵工作不正常，該廠分管生產(chǎn)和安全的副廠長郭某便利用職工交接班間歇，指揮機(jī)修工陶某（無特種作業(yè)操作證）對郭某便利用職工交接班間歇，指揮機(jī)修工陶某（無特種作業(yè)操作證）對該泵邊上一臺不用的泵通過氣割作業(yè)進(jìn)行割除，以方便對有問題的水吸該泵邊上一臺不用的泵通過氣割作業(yè)進(jìn)行割除，以方便對有問題的水吸泵進(jìn)行維修，但氣割作業(yè)前未對裝置內(nèi)殘留氨氣進(jìn)行置換，也未檢測可泵進(jìn)行維修，但氣割作業(yè)前未對裝置內(nèi)殘留氨氣進(jìn)行置換，也未檢測可燃?xì)怏w濃度。約燃?xì)怏w濃度。

27、約16時時45分左右，氣割作業(yè)引發(fā)裝置內(nèi)可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸。分左右，氣割作業(yè)引發(fā)裝置內(nèi)可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸。當(dāng)時在爆炸現(xiàn)場的人員有：副廠長郭某，機(jī)修工陶某，在該廠送貨的某當(dāng)時在爆炸現(xiàn)場的人員有：副廠長郭某，機(jī)修工陶某，在該廠送貨的某運輸公司押運員魏某，在一車間內(nèi)作業(yè)的操作工馬某、戴某，以及在一運輸公司押運員魏某，在一車間內(nèi)作業(yè)的操作工馬某、戴某，以及在一車間附近的操作工劉某。爆炸造成郭某和魏某當(dāng)場死亡，一車間北墻倒車間附近的操作工劉某。爆炸造成郭某和魏某當(dāng)場死亡，一車間北墻倒塌，屋頂全部掀翻，周圍塌，屋頂全部掀翻，周圍200米以內(nèi)建筑物玻璃全部破碎、屋頂受到不同米以內(nèi)建筑物玻璃全部破碎、屋頂受到不同

28、程度破壞。陶某和戴某被爆炸廢墟掩埋死亡，馬某、劉某在爆炸中頭部程度破壞。陶某和戴某被爆炸廢墟掩埋死亡，馬某、劉某在爆炸中頭部和手臂分別不同程度受傷。和手臂分別不同程度受傷。 二、事故原因分析二、事故原因分析 直接原因：直接原因：1、郭某作為企業(yè)分管生產(chǎn)和安全的副廠長，安全意識、郭某作為企業(yè)分管生產(chǎn)和安全的副廠長，安全意識淡薄，違反動火作業(yè)規(guī)程，在動火作業(yè)范圍內(nèi)，未進(jìn)行可燃?xì)怏w檢測，淡薄，違反動火作業(yè)規(guī)程，在動火作業(yè)范圍內(nèi)，未進(jìn)行可燃?xì)怏w檢測，硫酸氨儲罐未進(jìn)行置換的情況下，違章指揮不具備焊接作業(yè)資格的機(jī)修硫酸氨儲罐未進(jìn)行置換的情況下，違章指揮不具備焊接作業(yè)資格的機(jī)修工陶某進(jìn)行氣割作業(yè)；工陶某進(jìn)行

29、氣割作業(yè)；2、陶某在不具備資質(zhì)的情況下，違章操作，引發(fā)、陶某在不具備資質(zhì)的情況下，違章操作，引發(fā)可燃?xì)怏w爆炸?？扇?xì)怏w爆炸。 間接原因：該化工廠在廠房、倉庫未經(jīng)消防驗收的情況下就投入使間接原因：該化工廠在廠房、倉庫未經(jīng)消防驗收的情況下就投入使用，企業(yè)特種作業(yè)人員無證上崗，未能教育和督促員工嚴(yán)格執(zhí)行本單位用，企業(yè)特種作業(yè)人員無證上崗，未能教育和督促員工嚴(yán)格執(zhí)行本單位規(guī)章制度和操作規(guī)程。規(guī)章制度和操作規(guī)程。 三、事故教訓(xùn)與防范措施三、事故教訓(xùn)與防范措施 一是要嚴(yán)格按照安全生產(chǎn)相關(guān)規(guī)定，取得本單位建設(shè)項目的行政許一是要嚴(yán)格按照安全生產(chǎn)相關(guān)規(guī)定，取得本單位建設(shè)項目的行政許可，確保本單位具備安全生產(chǎn)條件

30、；可，確保本單位具備安全生產(chǎn)條件； 二是要加強(qiáng)對企業(yè)員工的安全培訓(xùn)和教育，確保特種作業(yè)人員持證二是要加強(qiáng)對企業(yè)員工的安全培訓(xùn)和教育，確保特種作業(yè)人員持證上崗；上崗； 三是三是 要督促員工嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，嚴(yán)禁出現(xiàn)違章要督促員工嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，嚴(yán)禁出現(xiàn)違章 指揮指揮和冒險作業(yè)的情況。和冒險作業(yè)的情況。 第四節(jié)第四節(jié) 爆炸及其特性爆炸及其特性一、爆炸概述一、爆炸概述 爆炸爆炸是是指物系自一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粻顟B(tài)，并在指物系自一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粻顟B(tài)，并在瞬間瞬間以對外作以對外作機(jī)械功機(jī)械功的形式放出的形式放出大量大量能量的現(xiàn)象能量的現(xiàn)象。 在爆炸過程中，爆炸物質(zhì)所含能量的快速

31、釋放，變?yōu)樵诒ㄟ^程中，爆炸物質(zhì)所含能量的快速釋放，變?yōu)閷Ρㄎ镔|(zhì)本身、爆炸產(chǎn)物及周圍介質(zhì)的對爆炸物質(zhì)本身、爆炸產(chǎn)物及周圍介質(zhì)的壓縮能壓縮能或或運動能。運動能。 物質(zhì)爆炸時，大量能量物質(zhì)爆炸時，大量能量極短極短的時間在有限體積內(nèi)突然的時間在有限體積內(nèi)突然釋放并聚積，造成高溫高壓，對鄰近介質(zhì)形成急劇的壓力釋放并聚積，造成高溫高壓，對鄰近介質(zhì)形成急劇的壓力突變并引起隨后的復(fù)雜運動。突變并引起隨后的復(fù)雜運動。 爆炸常伴隨爆炸常伴隨發(fā)熱、發(fā)光、高壓、真空、電離發(fā)熱、發(fā)光、高壓、真空、電離等現(xiàn)象等現(xiàn)象，并且具有很大的破壞作用。爆炸的破壞作用與爆炸物質(zhì)的并且具有很大的破壞作用。爆炸的破壞作用與爆炸物質(zhì)的數(shù)

32、量和性質(zhì)、爆炸時的條件以及爆炸位置等因素有關(guān)。數(shù)量和性質(zhì)、爆炸時的條件以及爆炸位置等因素有關(guān)。 爆炸的威力是巨大的。在遍及爆炸起作用的整個區(qū)域爆炸的威力是巨大的。在遍及爆炸起作用的整個區(qū)域內(nèi)，有一種令物體震蕩、使之松散的力量。爆炸發(fā)生時，內(nèi)，有一種令物體震蕩、使之松散的力量。爆炸發(fā)生時，爆炸力的爆炸力的沖擊波沖擊波最初使最初使氣壓上升氣壓上升，隨后氣壓下降使空氣振，隨后氣壓下降使空氣振動產(chǎn)生動產(chǎn)生局部真空局部真空，呈現(xiàn)出所謂的吸收作用。，呈現(xiàn)出所謂的吸收作用。 由于爆炸的沖擊波呈升降交替的波狀氣壓向四周擴(kuò)散，由于爆炸的沖擊波呈升降交替的波狀氣壓向四周擴(kuò)散，從而造成附近建筑物的震蕩破壞。從而造成

33、附近建筑物的震蕩破壞。 特征特征：爆炸過程進(jìn)行得很快；爆炸過程進(jìn)行得很快；爆炸點附近瞬間壓力急劇上升爆炸點附近瞬間壓力急劇上升發(fā)出聲響；發(fā)出聲響；周圍建筑物或裝置發(fā)生震動或遭到破壞。周圍建筑物或裝置發(fā)生震動或遭到破壞。 化工裝置、機(jī)械設(shè)備、容器等爆炸后，化工裝置、機(jī)械設(shè)備、容器等爆炸后，變成碎片變成碎片飛散飛散出去會在相當(dāng)大的范同內(nèi)造成危害?；どa(chǎn)中屬于爆炸出去會在相當(dāng)大的范同內(nèi)造成危害?；どa(chǎn)中屬于爆炸碎片造成的傷亡占碎片造成的傷亡占很大很大比例。爆炸碎片的飛散距離一般可比例。爆炸碎片的飛散距離一般可達(dá)達(dá)100100-500m-500m。 爆炸氣體擴(kuò)散通常在爆炸的瞬間完成，對一般可燃物爆

34、炸氣體擴(kuò)散通常在爆炸的瞬間完成，對一般可燃物質(zhì)不致造成火災(zāi)，而且爆炸沖擊波有時能起滅火作用。但質(zhì)不致造成火災(zāi)，而且爆炸沖擊波有時能起滅火作用。但是爆炸的余熱或余火，會點燃從破損設(shè)備中不斷流出的可是爆炸的余熱或余火，會點燃從破損設(shè)備中不斷流出的可燃液體蒸氣而造成火災(zāi)。燃液體蒸氣而造成火災(zāi)。 爆炸在化學(xué)工業(yè)中爆炸在化學(xué)工業(yè)中一一般是以般是以突發(fā)或偶發(fā)事件突發(fā)或偶發(fā)事件的形式出的形式出現(xiàn)的，而且往往伴隨火災(zāi)發(fā)生。爆炸所形成的危害性嚴(yán)重，現(xiàn)的，而且往往伴隨火災(zāi)發(fā)生。爆炸所形成的危害性嚴(yán)重，損失也較大。損失也較大。 二、爆炸分類二、爆炸分類1 1按爆炸性質(zhì)分類按爆炸性質(zhì)分類(1)(1)物理爆炸物理爆炸：

35、指物質(zhì)的指物質(zhì)的物理狀態(tài)物理狀態(tài)發(fā)生急劇變化而引起的發(fā)生急劇變化而引起的爆炸爆炸。例如蒸汽鍋爐、壓縮氣體、液化氣體過壓等引起的。例如蒸汽鍋爐、壓縮氣體、液化氣體過壓等引起的爆炸，都屬于物理爆炸。物質(zhì)的化學(xué)成分和化學(xué)性質(zhì)在物爆炸，都屬于物理爆炸。物質(zhì)的化學(xué)成分和化學(xué)性質(zhì)在物理爆炸后均不發(fā)生變化。理爆炸后均不發(fā)生變化。(2)(2)化學(xué)爆炸化學(xué)爆炸：指：指物質(zhì)發(fā)生急劇物質(zhì)發(fā)生急劇化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生高溫高壓，產(chǎn)生高溫高壓而引起的爆炸而引起的爆炸。物質(zhì)的化學(xué)成分和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)爆炸后。物質(zhì)的化學(xué)成分和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)爆炸后均發(fā)生了質(zhì)的變化。均發(fā)生了質(zhì)的變化。2 2按爆炸速度分類按爆炸速度分類 (1)(

36、1)輕爆輕爆 爆炸傳播速度在每秒零點幾米至數(shù)米之間的爆炸爆炸傳播速度在每秒零點幾米至數(shù)米之間的爆炸過程；過程；(2)(2)爆炸爆炸 爆炸傳播速度在每秒十米至數(shù)百米之間的爆炸過爆炸傳播速度在每秒十米至數(shù)百米之間的爆炸過程；程； (3)(3)爆轟爆轟 爆炸傳播速度在每秒爆炸傳播速度在每秒1 1千米至數(shù)千米以上的爆炸千米至數(shù)千米以上的爆炸過程。過程。其他分類方法其他分類方法p35-36(p35-36(看書）看書）1、爆炸極限爆炸極限：可燃?xì)怏w或蒸氣與空氣（氧）組成的混合可燃?xì)怏w或蒸氣與空氣（氧）組成的混合物在點火之后可以使火焰蔓延的最低濃度，稱為該氣體或蒸物在點火之后可以使火焰蔓延的最低濃度，稱為該

37、氣體或蒸氣的爆炸下限（也稱燃燒下限）；同理，能使火焰蔓延的最氣的爆炸下限（也稱燃燒下限）；同理，能使火焰蔓延的最高濃度稱為爆炸上限（也稱燃燒上限）高濃度稱為爆炸上限（也稱燃燒上限）。當(dāng)濃度當(dāng)濃度低于下限低于下限時，空氣過剩，空氣的冷卻作用阻礙火焰時，空氣過剩，空氣的冷卻作用阻礙火焰的蔓延。的蔓延。當(dāng)濃度當(dāng)濃度高于上限高于上限時，空氣不足，火焰也不能蔓延。時，空氣不足，火焰也不能蔓延?？扇?xì)怏w爆炸極限的表示方式：可燃?xì)怏w爆炸極限的表示方式：通常用混合物可燃?xì)怏w的通常用混合物可燃?xì)怏w的體積百分?jǐn)?shù)，有時用體積百分?jǐn)?shù)，有時用單位體積單位體積中可燃物的中可燃物的質(zhì)量質(zhì)量表示。表示。三、爆炸極限及其估算三

38、、爆炸極限及其估算2、爆炸極限的影響因素：、爆炸極限的影響因素：原始溫度原始溫度，溫度升高爆炸極限范圍擴(kuò)大溫度升高爆炸極限范圍擴(kuò)大。原始壓力原始壓力，壓力升高爆炸極限范圍擴(kuò)大。惰性介質(zhì)惰性介質(zhì)，惰性介質(zhì)加入爆炸極限范圍縮小惰性介質(zhì)加入爆炸極限范圍縮小。圖圖1212表明惰性氣體種類和加入量都會影響爆炸極限范圍。表明惰性氣體種類和加入量都會影響爆炸極限范圍。容器容器，容器直徑越小，爆炸范圍越窄。臨界直徑的計算臨界直徑的計算p 用散熱損失和器壁效應(yīng)解釋此現(xiàn)象點火能源點火能源，點火能源加大使爆炸范圍變寬。氧含量氧含量，氧含量增加爆炸極限范圍擴(kuò)大。濃度低于下限不能爆炸的原因是：空氣過剩，空氣的冷卻作用阻

39、礙火焰的蔓延。此時增加氧含量，爆炸下限降低幅度不大。濃度高于上限不能爆炸的原因是：空氣不足，火焰不能蔓延。此時增加氧含量會使上限顯著提高。點火方向點火方向，下部點火，爆炸下限值小，上限值大（范圍最大）上部點火，爆炸下限值大，上限值?。ǚ秶钚。┧近c火，介于兩者之間3、爆炸極限的估算：、爆炸極限的估算：A、閃點法、閃點法 可燃液體在閃點時的可燃液體在閃點時的飽和蒸氣分壓飽和蒸氣分壓正好對應(yīng)著火的正好對應(yīng)著火的最低體積分?jǐn)?shù)最低體積分?jǐn)?shù)。 利用此規(guī)律可以根據(jù)閃點計算爆炸下限，或根據(jù)爆炸上限求閃點。利用此規(guī)律可以根據(jù)閃點計算爆炸下限，或根據(jù)爆炸上限求閃點。 B、經(jīng)驗法 L下0.55C0 L上3.5C

40、0 C、多組分可燃?xì)怏w的爆炸極限、多組分可燃?xì)怏w的爆炸極限 經(jīng)驗公式經(jīng)驗公式 *各組分氣體活化能各組分氣體活化能E、摩爾燃燒熱、摩爾燃燒熱Q、指前因子、指前因子k等近似的混合氣才能等近似的混合氣才能用此公式。用此公式。 *公式中需注意公式中需注意yaybyc.=1D、可燃?xì)怏w與惰性氣體混合物的爆炸極限經(jīng)驗公式 三、爆炸范圍圖三、爆炸范圍圖 （1）可燃?xì)釬，助燃?xì)釹，惰性氣體I（2）可燃?xì)釬1、F2，助燃?xì)釹 （3）可燃?xì)釬，助燃?xì)釹1、S2、 四、爆炸與爆轟四、爆炸與爆轟 預(yù)混物的組成或預(yù)熱條件合適，爆炸波的速度可能高達(dá)預(yù)混物的組成或預(yù)熱條件合適，爆炸波的速度可能高達(dá)1000m/s以上以上，產(chǎn)

41、生比普通爆炸的破壞力更大，稱，產(chǎn)生比普通爆炸的破壞力更大，稱爆轟爆轟。 爆轟現(xiàn)象只發(fā)生在一定的濃度范圍，稱爆轟范圍，其數(shù)爆轟現(xiàn)象只發(fā)生在一定的濃度范圍，稱爆轟范圍，其數(shù)值介于爆炸上、下限之間。值介于爆炸上、下限之間。影響因素: a.混合氣體的初始溫度 b.初始壓力 c.管道或容器的長徑比 d.點火源的強(qiáng)度五、分解爆炸性氣體爆炸五、分解爆炸性氣體爆炸 某些某些單一成分單一成分的氣體，在一定的溫度和壓力下會發(fā)生分的氣體，在一定的溫度和壓力下會發(fā)生分解反應(yīng)（放熱），在解反應(yīng)（放熱），在無助燃物無助燃物的情況下可能發(fā)生的情況下可能發(fā)生分解爆炸分解爆炸。當(dāng)壓力低于某數(shù)值時，不會發(fā)生分解爆炸。如乙炔分解當(dāng)壓力低于某數(shù)值時，不會發(fā)生分解爆炸。如乙炔分解爆炸的臨界壓力為爆炸的臨界壓力為1.4105Pa。六、粉塵爆炸六、粉塵爆炸懸浮在空氣中