第一章燃燒基礎(chǔ)知識(shí)

1、第一章燃燒基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)要求通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)了解燃燒的必要條件和充分條件,掌握燃燒的四種類型，熟悉氣體、液體、固體燃燒的特點(diǎn)以及燃燒產(chǎn)物的概念和幾種典型物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物。燃燒基礎(chǔ)知識(shí)主要包括燃燒條件、燃燒類型、燃燒方式與特點(diǎn)及燃燒產(chǎn)物等相關(guān)內(nèi)容，是關(guān)于火災(zāi)機(jī)理及燃燒過程等最基礎(chǔ)、最本質(zhì)的知識(shí)。第一節(jié)燃燒條件燃燒，是指可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng)，通常伴有火焰、發(fā)光和（或）發(fā)煙現(xiàn)象。燃燒過程中，燃燒區(qū)的溫度較高，使其中白熾的固體粒子和某些不穩(wěn)定（或受激發(fā)）的中間物質(zhì)分子內(nèi)電子發(fā)生能級(jí)躍遷，從而發(fā)出各種波長(zhǎng)的光；發(fā)光的氣相燃燒區(qū)就是火焰，它是燃燒過程中最明顯的標(biāo)志；由于燃燒不完全等原因，會(huì)使產(chǎn)物中

2、產(chǎn)生一些小顆粒，這樣就形成了煙。燃燒可分為有焰燃燒和無焰燃燒。通?？吹降拿骰鸲际怯醒嫒紵?有些固體發(fā)生表面燃燒時(shí)，有發(fā)光發(fā)熱的現(xiàn)象，但是沒有火焰產(chǎn)生，這種燃燒方式則是無焰燃燒。燃燒的發(fā)生和發(fā)展，必須具備三個(gè)必要條件，即可燃物、氧化劑（助燃物）和溫度（引火源）。當(dāng)燃燒發(fā)生時(shí)，上述三個(gè)條件必須同時(shí)具備，如果有一個(gè)條件不具備，那么燃燒就不會(huì)發(fā)生。如圖1-1-1圖1-1-1著火三角形一、可燃物凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，均稱為可燃物，如木材、氫氣、汽油、煤炭、紙張、硫等?？扇嘉锇雌浠瘜W(xué)組成，分為無機(jī)可燃物和有機(jī)可燃物兩大類。按其所處的狀態(tài)，又可分為可燃固體、可燃液體和可燃?xì)怏w三大類

3、。二、氧化劑（助燃物）凡是與可燃物結(jié)合能導(dǎo)致和支持燃燒的物質(zhì)，稱為助燃物，如廣泛存在于空氣中的氧氣。普通意義上，可燃物的燃燒均指在空氣中進(jìn)行的燃燒。在一定條件下，各種不同的可燃物發(fā)生燃燒，均有本身固定的最低氧含量要求，氧含量過低，即使其他必要條件已經(jīng)具備，燃燒仍不會(huì)發(fā)生。三、引火源凡是能引起物質(zhì)燃燒的點(diǎn)燃能源，統(tǒng)稱為引火源。在一定條件下，各種不同可燃物發(fā)生燃燒，均有本身固定的最小點(diǎn)火能量要求（見本篇第三章第三節(jié)），只有達(dá)到一定能量才能引起燃燒。常見的引火源有下列幾種。（1）明火。指生產(chǎn)、生活中的爐火、燭火、焊接火、吸煙火，撞擊、摩擦打火、機(jī)動(dòng)車輛排氣管火星、飛火等。（2）電弧、電火花。指電氣設(shè)

4、備、電氣線路、電氣開關(guān)及漏電打火;電話、手機(jī)等通訊工具火花;靜電火花（物體靜電放電、人體衣物靜電打火、人體積聚靜電對(duì)物體放電打火）等。（3）雷擊。雷擊瞬間高壓放電能引燃任何可燃物。（4）高溫。指高溫加熱、烘烤、積熱不散、機(jī)械設(shè)備故障發(fā)熱、摩擦發(fā)熱、聚焦發(fā)熱等。（5）自燃引火源。是指在既無明火又無外來熱源的情況下，物質(zhì)本身自行發(fā)熱、燃燒起火，如黃磷、烷基鋁在空氣中會(huì)自行起火;鉀、鈉等金屬遇水著火;易燃、可燃物質(zhì)與氧化劑、過氧化物接觸起火等。四、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)自由基自由基是一種高度活潑的化學(xué)基團(tuán)，能與其他自由基和分子起反應(yīng)，從而使燃燒按鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的形式擴(kuò)展，也稱游離基。研究表明，大部分燃燒的發(fā)生和發(fā)展除了

5、具備上述三個(gè)條件以外，其燃燒過程中還存在未受抑制的自由基作中間體。多數(shù)燃燒反應(yīng)不是直接進(jìn)行的，而是通過自由基團(tuán)和原子這些中間產(chǎn)物在瞬間進(jìn)行的循環(huán)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。自由基的鏈鎖反應(yīng)是這些燃燒反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，光和熱是燃燒過程中的物理現(xiàn)象。因此，大部分燃燒發(fā)生和發(fā)展需要四個(gè)必要條件，即可燃物、氧化劑、引火源和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)自由基，燃燒條件可以進(jìn)一步用著火四面體來表示，如圖1-1-2。圖1-1-2著火四面體第二節(jié)燃燒類型燃燒可從著火方式、持續(xù)燃燒形式、燃燒物形態(tài)、燃燒現(xiàn)象等不同角度做不同的分類。掌握燃燒類型的有關(guān)常識(shí)，對(duì)于了解物質(zhì)燃燒機(jī)理、火災(zāi)危險(xiǎn)性的評(píng)定，有著重要的意義。一、燃燒類型分類按照燃燒形成的條件和發(fā)生瞬間的

6、特點(diǎn)，可分為著火和爆炸。（一）著火可燃物在與空氣共存的條件下，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)，與著火源接觸即能引起燃燒，并在著火源離開后仍能持續(xù)燃燒，這種持續(xù)燃燒的現(xiàn)象叫著火。著火就是燃燒的開始，并且以出現(xiàn)火焰為特征。著火是日常生活中最常見的燃燒現(xiàn)象?？扇嘉锏闹鸱绞揭话惴譃橄铝袔最?。1點(diǎn)燃（或稱強(qiáng)迫著火）是指由于從外部能源，諸如電熱線圈、電火花、熾熱質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)火火焰等得到能量，使混氣的局部范圍受到強(qiáng)烈的加熱而著火。這時(shí)就會(huì)在靠近點(diǎn)火源處引發(fā)火焰，然后依靠燃燒波傳播到整個(gè)可燃混合物中，這種著火方式習(xí)慣上稱為引燃。2自燃可燃物質(zhì)在沒有外部火花、火焰等火源的作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的自然燃燒，稱為自燃

7、。即物質(zhì)在無外界引火源條件下，由于其本身內(nèi)部所發(fā)生的生物、物理或化學(xué)變化而產(chǎn)生熱量并積蓄，使溫度不斷上升，自然燃燒起來的現(xiàn)象。自燃點(diǎn)是指可燃物發(fā)生自燃的最低溫度。（1）化學(xué)自燃。例如火柴受摩擦而著火；炸藥受撞擊而爆炸；金屬鈉在空氣中自燃；煤因堆積過高而自燃等。這類著火現(xiàn)象通常不需要外界加熱，而是在常溫下依據(jù)自身的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的，因此習(xí)慣上稱為化學(xué)自燃。（2）熱自燃。如果將可燃物和氧化劑的混合物預(yù)先均勻地加熱，隨著溫度的升高，當(dāng)混合物加熱到某一溫度時(shí)便會(huì)自動(dòng)著火（這時(shí)著火發(fā)生在混合物的整個(gè)容積中），這種著火方式習(xí)慣上稱為熱自燃。（二）爆炸爆炸是指物質(zhì)由一種狀態(tài)迅速地轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài)，并在瞬間以機(jī)

8、械功的形式釋放出巨大的能量，或是氣體、蒸氣在瞬間發(fā)生的劇烈膨脹等現(xiàn)象。爆炸最重要的一個(gè)特征是爆炸點(diǎn)周圍發(fā)生劇烈的壓力突變，這種壓力突變就是爆炸產(chǎn)生破壞作用的原因。作為燃燒類型之一的爆炸主要指化學(xué)爆炸，關(guān)于爆炸的具體分類及其特點(diǎn)見本篇第三章第一節(jié)。二、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)的概念氣體、液體、固體物質(zhì)的燃燒各有特點(diǎn)，通常根據(jù)不同燃燒類型，用不同的燃燒性能參數(shù)來分別衡量氣體、液體、固體可燃物的燃燒特性。（一）閃點(diǎn)1閃點(diǎn)的定義在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，液體揮發(fā)的蒸氣與空氣形成的混合物，遇火源能夠閃燃的液體最低溫度（采用閉杯法測(cè)定），稱為閃點(diǎn)。2閃點(diǎn)的意義閃點(diǎn)是可燃性液體性質(zhì)的主要標(biāo)志之一，是衡量液體火災(zāi)危險(xiǎn)性大

9、小的重要參數(shù)。閃點(diǎn)越低，火災(zāi)危險(xiǎn)性越大，反之則越小。閃點(diǎn)與可燃性液體的飽和蒸氣壓有關(guān)，飽和蒸氣壓越高，閃點(diǎn)越低。在一定條件下，當(dāng)液體的溫度高于其閃點(diǎn)時(shí)，液體隨時(shí)有可能被火源引燃或發(fā)生自燃，若液體的溫度低于閃點(diǎn)，則液體是不會(huì)發(fā)生閃燃的，更不會(huì)發(fā)生著火。常見的幾種易燃或可燃液體的閃點(diǎn)如表1-1-1所示。表1-1-1常見的幾種易燃或可燃液體的閃點(diǎn)名稱閃點(diǎn)（°C）名稱閃點(diǎn)（°C）汽油50二硫化碳30煤油3874甲醇11酒精12丙酮18苯14乙醛38乙醚45松節(jié)油353.閃點(diǎn)在消防上的應(yīng)用閃點(diǎn)是判斷液體火災(zāi)危險(xiǎn)性大小以及對(duì)可燃性液體進(jìn)行分類的主要依據(jù)?？扇夹砸后w的閃點(diǎn)越低，其火災(zāi)危險(xiǎn)

10、性也越大。例如，汽油的閃點(diǎn)為-50C，煤油的閃點(diǎn)為3874C，顯然汽油的火災(zāi)危險(xiǎn)性就比煤油大。根據(jù)閃點(diǎn)的高低，可以確定生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存可燃性液體場(chǎng)所的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別：閃點(diǎn)V28C的為甲類；閃點(diǎn)228C至V60C的為乙類；閃點(diǎn)260C的為丙類（詳見第二篇第二章）。（二）燃點(diǎn)1燃點(diǎn)的定義在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，應(yīng)用外部熱源使物質(zhì)表面起火并持續(xù)燃燒一定時(shí)間所需的最低溫度，稱為燃點(diǎn)。2常見可燃物的燃點(diǎn)在一定條件下，物質(zhì)的燃點(diǎn)越低，越易著火。常見可燃物的燃點(diǎn)如表1-1-2所示。表1-1-2幾種常見可燃物的燃點(diǎn)物質(zhì)名稱燃點(diǎn)（°C）物質(zhì)名稱燃點(diǎn)（°C）蠟燭190棉花210255松香216布匹

11、200橡膠120木材250300紙張130230豆油2203燃點(diǎn)與閃點(diǎn)的關(guān)系易燃液體的燃點(diǎn)一般高出其閃點(diǎn)15C，且閃點(diǎn)越低，這一差值越小，特別是在敞開的容器中很難將閃點(diǎn)和燃點(diǎn)區(qū)分開來。因此，評(píng)定這類液體火災(zāi)危險(xiǎn)性大小時(shí)，一般用閃點(diǎn)。固體的火災(zāi)危險(xiǎn)性大小一般用燃點(diǎn)來衡量。（三）自燃點(diǎn)1自燃點(diǎn)的定義在規(guī)定的條件下，可燃物質(zhì)產(chǎn)生自燃的最低溫度，稱為自燃點(diǎn)。在這一溫度時(shí)，物質(zhì)與空氣（氧）接觸，不需要明火的作用，就能發(fā)生燃燒。2常見可燃物的自燃點(diǎn)自燃點(diǎn)是衡量可燃物質(zhì)受熱升溫導(dǎo)致自燃危險(xiǎn)的依據(jù)?？扇嘉锏淖匀键c(diǎn)越低，發(fā)生自燃的危險(xiǎn)性就越大。常見可燃物在空氣中的自燃點(diǎn)如表1-1-3所示。表1-1-3某些常見可

12、燃物在空氣中的自燃點(diǎn)物質(zhì)名稱自燃點(diǎn)（°C）物質(zhì)名稱自燃點(diǎn)（°C）氫氣400丁烷405一氧化碳610乙醚160硫化氫260汽油530685乙炔305乙醇4233影響自燃點(diǎn)變化的規(guī)律不同的可燃物有不同的自燃點(diǎn)，同一種可燃物在不同的條件下自燃點(diǎn)也會(huì)發(fā)生變化?？扇嘉锏淖匀键c(diǎn)越低，發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性就越大。對(duì)于液體、氣體可燃物，其自燃點(diǎn)受壓力、氧濃度、催化、容器的材質(zhì)和表面積與體積比等因素的影響。而固體可燃物的自燃點(diǎn)，則受受熱熔融、揮發(fā)物的數(shù)量、固體的顆粒度、受熱時(shí)間等因素的影響。第三節(jié)燃燒方式及其特點(diǎn)可燃物質(zhì)受熱后，因其聚集狀態(tài)的不同，而發(fā)生不同的變化。絕大多數(shù)可燃物質(zhì)的燃燒都是在蒸

13、氣或氣體的狀態(tài)下進(jìn)行的，并出現(xiàn)火焰。而有的物質(zhì)則不能成為氣態(tài)，其燃燒發(fā)生在固相中，如焦炭燃燒時(shí)，呈灼熱狀態(tài)。由于可燃物質(zhì)的性質(zhì)、狀態(tài)不同，燃燒的特點(diǎn)也不一樣。一、氣體燃燒可燃?xì)怏w的燃燒不需像固體、液體那樣需經(jīng)熔化、蒸發(fā)過程，所需熱量?jī)H用于氧化或分解，或?qū)怏w加熱到燃點(diǎn)，因此容易燃燒且燃燒速度快。艮據(jù)燃燒前可燃?xì)怏w與氧混合狀況不同，其燃燒方式分為擴(kuò)散燃燒和預(yù)混燃燒。（一）擴(kuò)散燃燒即可燃性氣體和蒸氣分子與氣體氧化劑互相擴(kuò)散，邊混合邊燃燒。在擴(kuò)散燃燒中，化學(xué)反應(yīng)速度要比氣體混合擴(kuò)散速度快得多。整個(gè)燃燒速度的快慢由物理混合速度決定。氣體（蒸氣）擴(kuò)散多少，就燒掉多少。人們?cè)谏a(chǎn)、生活中的用火（如燃?xì)庾鲲?/p>

14、、點(diǎn)氣照明、燒氣焊等）均屬這種形式的燃燒。擴(kuò)散燃燒的特點(diǎn)為：燃燒比較穩(wěn)定，擴(kuò)散火焰不運(yùn)動(dòng)，可燃?xì)怏w與氧化劑氣體的混合在可燃?xì)怏w噴口進(jìn)行。對(duì)穩(wěn)定的擴(kuò)散燃燒，只要控制得好，就不至于造成火災(zāi)，一旦發(fā)生火災(zāi)也較易撲救。（二）預(yù)混燃燒又稱爆炸式燃燒。它是指可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵預(yù)先同空氣（或氧）混合，遇火源產(chǎn)生帶有沖擊力的燃燒。預(yù)混燃燒一般發(fā)生在封閉體系中或在混合氣體向周圍擴(kuò)散的速度遠(yuǎn)小于燃燒速度的敞開體系中，燃燒放熱造成產(chǎn)物體積迅速膨脹，壓力升高，壓強(qiáng)可達(dá)709.1810.4kPa。通常的爆炸反應(yīng)即屬此種。預(yù)混燃燒的特點(diǎn)為：燃燒反應(yīng)快，溫度高，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤磻?yīng)混合氣體不擴(kuò)散，在可燃混氣中引入一火源即

15、產(chǎn)生一個(gè)火焰中心，成為熱量與化學(xué)活性粒子集中源。如果預(yù)混氣體從管口噴出發(fā)生動(dòng)力燃燒，若流速大于燃燒速度，則在管中形成穩(wěn)定的燃燒火焰，由于燃燒充分，燃燒速度快，燃燒區(qū)呈高溫白熾狀，如汽燈的燃燒即是如此。若混氣在管口流速小于燃燒速度，則會(huì)發(fā)生“回火”。如制氣系統(tǒng)檢修前不進(jìn)行置換就燒焊，燃?xì)庀到y(tǒng)開車前不進(jìn)行吹掃就點(diǎn)火，用氣系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)壓回火或者漏氣未被發(fā)現(xiàn)而用火時(shí)，往往形成動(dòng)力燃燒，有可能造成設(shè)備的損壞和人員傷亡。二、液體燃燒易燃、可燃液體在燃燒過程中，并不是液體本身在燃燒，而是液體受熱時(shí)蒸發(fā)出來的液體蒸氣被分解、氧化達(dá)到燃點(diǎn)而燃燒，即蒸發(fā)燃燒。因此，液體能否發(fā)生燃燒、燃燒速率高低，與液體的蒸氣壓、閃

16、點(diǎn)、沸點(diǎn)和蒸發(fā)速率等性質(zhì)密切相關(guān)。可燃液體會(huì)產(chǎn)生閃燃的現(xiàn)象?？扇家簯B(tài)烴類燃燒時(shí)，通常具有橘色火焰并散發(fā)濃密的黑色煙云。醇類燃燒時(shí)，通常具有透明的藍(lán)色火焰，幾乎不產(chǎn)生煙霧。某些醚類燃燒時(shí)，液體表面伴有明顯的沸騰狀，這類物質(zhì)的火災(zāi)較難撲滅。在含有水分、粘度較大的重質(zhì)石油產(chǎn)品，如原油、重油、瀝青油等發(fā)生燃燒時(shí)，有可能產(chǎn)生沸溢現(xiàn)象和噴濺現(xiàn)象。（一）閃燃閃燃是指易燃或可燃液體（包括可熔化的少量固體，如石蠟、樟腦、萘等）揮發(fā)出來的蒸氣分子與空氣混合后，達(dá)到一定的濃度時(shí)，遇火源產(chǎn)生一閃即滅的現(xiàn)象。發(fā)生閃燃的原因是：易燃或可燃液體在閃燃溫度下蒸發(fā)的速度比較慢，蒸發(fā)出來的蒸氣僅能維持一剎那的燃燒，來不及補(bǔ)充新的

17、蒸氣維持穩(wěn)定的燃燒，因而一閃就滅了。但閃燃卻是引起火災(zāi)事故的先兆之一。閃點(diǎn)即是指易燃或可燃液體表面產(chǎn)生閃燃的最低溫度。（二）沸溢以原油為例，其粘度比較大，且都含有一定的水分，以乳化水和水墊兩種形式存在。所謂乳化水是原油在開采運(yùn)輸過程中，原油中的水由于強(qiáng)力攪拌成細(xì)小的水珠懸浮于油中而成。放置久后，油水分離，水因比重大而沉降在底部形成水墊。燃燒過程中，這些沸程較寬的重質(zhì)油品產(chǎn)生熱波，在熱波向液體深層運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于溫度遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn)，因而熱波會(huì)使油品中的乳化水氣化，大量的蒸氣就要穿過油層向液面上浮，在向上移動(dòng)過程中形成油包氣的氣泡，即油的一部分形成了含有大量蒸氣氣泡的泡沫。這樣，必然使液體體積膨脹，向

18、外溢出，同時(shí)部分未形成泡沫的油品也被下面的蒸氣膨脹力拋出罐外，使液面猛烈沸騰起來，就像“跑鍋”一樣，這種現(xiàn)象叫沸溢。從沸溢過程說明，沸溢形成必須具備三個(gè)條件： 原油具有形成熱波的特性，即沸程寬，比重相差較大； 原油中含有乳化水，水遇熱波變成蒸氣； 原油粘度較大，使水蒸汽不容易從下向上穿過油層。（三）噴濺在重質(zhì)油品燃燒進(jìn)行過程中，隨著熱波溫度的逐漸升高，熱波向下傳播的距離也加大，當(dāng)熱波達(dá)到水墊時(shí)，水墊的水大量蒸發(fā)，蒸氣體積迅速膨脹，以至把水墊上面的液體層拋向空中，向罐外噴射，這種現(xiàn)象叫噴濺。一般情況下，發(fā)生沸溢要比發(fā)生噴濺的時(shí)間早的多。發(fā)生沸溢的時(shí)間與原油的種類、水分含量有關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，含有1%

19、水分的石油，經(jīng)4560min燃燒就會(huì)發(fā)生沸溢。噴濺發(fā)生的時(shí)間與油層厚度、熱波移動(dòng)速度以及油的燃燒線速度有關(guān)。三、固體燃燒根據(jù)各類可燃固體的燃燒方式和燃燒特性，固體燃燒的形式大致可分為蒸發(fā)燃燒、表面燃燒、分解燃燒、熏煙燃燒（陰燃）、動(dòng)力燃燒（爆炸）五種，其燃燒各有特點(diǎn)。（一）蒸發(fā)燃燒硫、磷、鉀、鈉、蠟燭、松香、瀝青等可燃固體，在受到火源加熱時(shí)，先熔融蒸發(fā)，隨后蒸氣與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，這種形式的燃燒一般稱為蒸發(fā)燃燒。樟腦、萘等易升華物質(zhì)，在燃燒時(shí)不經(jīng)過熔融過程，但其燃燒現(xiàn)象也可看作是一種蒸發(fā)燃燒。（二）表面燃燒可燃固體（如木炭、焦炭、鐵、銅等）的燃燒反應(yīng)是在其表面由氧和物質(zhì)直接作用而發(fā)生的，稱為表

20、面燃燒。這是一種無火焰的燃燒，有時(shí)又稱之為異相燃燒。（三）分解燃燒可燃固體，如木材、煤、合成塑料、鈣塑材料等，在受到火源加熱時(shí)，先發(fā)生熱分解，隨后分解出的可燃揮發(fā)份與氧發(fā)生燃燒反應(yīng)，這種形式的燃燒一般稱為分解燃燒。（四）熏煙燃燒（陰燃）可燃固體在空氣不流通、加熱溫度較低、分解出的可燃揮發(fā)份較少或逸散較快、含水分較多等條件下，往往發(fā)生只冒煙而無火焰的燃燒現(xiàn)象，這就是熏煙燃燒，又稱陰燃。（五）動(dòng)力燃燒（爆炸）指可燃固體或其分解析出的可燃揮發(fā)份遇火源所發(fā)生的爆炸式燃燒，主要包括可燃粉塵爆炸、炸藥爆炸、轟燃等幾種情形。其中，轟燃是指可燃固體由于受熱分解或不完全燃燒析出可燃?xì)怏w，當(dāng)其以適當(dāng)比例與空氣混合

21、后再遇火源時(shí)，發(fā)生的爆炸式預(yù)混燃燒。例如能析出一氧化碳的賽璐珞、能析出氰化氫的聚氨酯等，在大量堆積燃燒時(shí)，常會(huì)產(chǎn)生轟燃現(xiàn)象。這里需要指出的是，上述各種燃燒形式的劃分不是絕對(duì)的，有些可燃固體的燃燒往往包含著兩種或兩種以上的形式。例如，在適當(dāng)?shù)耐饨鐥l件下，木材、棉、麻、紙張等的燃燒會(huì)明顯地存在分解燃燒、陰燃、表面燃燒等形式。第四節(jié)燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)生的物質(zhì)，其成分取決于可燃物的組成和燃燒條件。大部分可燃物屬于有機(jī)化合物，它們主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成，燃燒生成的氣體一般有一氧化碳、二氧化碳、丙烯醛、氯化氫、二氧化硫等。一、燃燒產(chǎn)物的概念由燃燒或熱解作用產(chǎn)生的全部物質(zhì)，稱為燃燒產(chǎn)物，有完全燃燒產(chǎn)

22、物和不完全燃燒產(chǎn)物之分。完全燃燒產(chǎn)物是指可燃物中的C被氧化生成的CO（氣）、H被氧化生成的H0（液）、S被22氧化生成的SO（氣）等；而CO、NH、醇類、醛類、醚類等是不完全燃燒產(chǎn)物。燃燒產(chǎn)物的23數(shù)量、組成等隨物質(zhì)的化學(xué)組成及溫度、空氣的供給情況等的變化而不同。燃燒產(chǎn)物中的煙主要是燃燒或熱解作用所產(chǎn)生的懸浮于大氣中能被人們看到的直徑一般在至10cm之間的極小的炭黑粒子，大直徑的粒子容易由煙中落下來稱為煙塵或炭黑。炭粒子-4的形成過程比較復(fù)雜。例如炭氫可燃物在燃燒過程中，會(huì)因受熱裂解產(chǎn)生一系列中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物還會(huì)進(jìn)一步裂解成更小的碎片，這些小碎片會(huì)發(fā)生脫氫、聚合、環(huán)化等反應(yīng)，最后形成石墨化碳

23、粒子，構(gòu)成了煙。二、幾類典型物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物按照構(gòu)成狀態(tài)可將物質(zhì)分為純凈物和混合物。由一種物質(zhì)構(gòu)成的稱為純凈物（即只能寫出一個(gè)化學(xué)分子式的），由不同物質(zhì)構(gòu)成的稱為混合物。（一）高聚物的燃燒產(chǎn)物有機(jī)高分子化合物（簡(jiǎn)稱高聚物），主要是以煤、石油、天然氣為原料制得，如塑料、橡膠、合成纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等。其中，塑料、橡膠和纖維是人們熟知的三大合成有機(jī)高分子化合物，其應(yīng)用廣泛而且容易燃燒。高聚物在燃燒（或分解）過程中，會(huì)產(chǎn)生CO、NOX（氮氧化物）、HCl、HF、S0及COCl（光氣）等有害氣體，對(duì)火場(chǎng)人員的生命安全構(gòu)成極大22的威脅。（二）木材和煤的燃燒產(chǎn)物木材、煤等固體是火災(zāi)中最常見的可燃物質(zhì)

24、。它們是由多種元素組成的、復(fù)雜天然高聚物的混合物，成份不單一，并且是非均質(zhì)的。1. 木材的燃燒產(chǎn)物木材的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，主要組成元素是碳、氧、氫和氮。各主要成分在不同溫度下分解并釋放揮發(fā)份，一般為：半纖維素200260°C；纖維素240350°C；木質(zhì)素280500C。當(dāng)木材接觸火源時(shí)，加熱到約110C時(shí)就被干燥并蒸發(fā)出極少量的樹脂；加熱到130C時(shí)開始分解，產(chǎn)物主要是水蒸氣和二氧化碳；加熱到220250C時(shí)開始變色并炭化，分解產(chǎn)物主要是一氧化碳、氫和碳?xì)浠衔?；加熱?00C以上，有形結(jié)構(gòu)開始斷裂，在木材表面垂直于紋理方向上木炭層出現(xiàn)小裂紋，這就使揮發(fā)

25、物容易通過炭化層表面逸出。隨著炭化深度的增加，裂縫逐漸加寬，結(jié)果產(chǎn)生“龜裂”現(xiàn)象。此時(shí)木材發(fā)生劇烈的熱分解。表1-1-4列出了一般木材在不同溫度下分解產(chǎn)生的氣體組成。表1-1-4木材在不同溫度下分解產(chǎn)生的氣體組成COCOCHCHH24242300°C56.740.173.76400°C49.3634.0014.310.861.47500C43.2029.0121.723.682.34600C40.9827.2023.425.742.66700C38.5625.1924.948.502.812. 煤的燃燒產(chǎn)物煤主要由C、H、0、N和S等元素的高聚物組成。一般情況下，煤受熱時(shí)，

26、在105C以前，主要析出其中的吸留氣體和水份；200300C時(shí)開始析出氣態(tài)產(chǎn)物如CO、CO等，煤粒變軟成2為塑性狀態(tài)；300550C時(shí)開始析出焦油和CH及其同系物、不飽和烴及CO、C02等氣體；4在500750C時(shí)，半焦開始熱解，并析出大量含氫較多的氣體；7601000C時(shí)，半焦繼續(xù)熱解，析出少量以氫為主的氣體，半焦變成高溫焦炭。煤熱分解產(chǎn)生揮發(fā)份的組分及其含量主要取決于煤的碳化程度和溫度。碳化程度加深，揮發(fā)份析出量減少，但其中可燃組分含量卻增多；加熱溫度越高，揮發(fā)份逸出量就越多。（三）金屬的燃燒產(chǎn)物金屬的燃燒能力取決于金屬本身及其氧化物的物理、化學(xué)性質(zhì)。根據(jù)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)不同，通常將金屬分為揮發(fā)

27、金屬和不揮發(fā)金屬。揮發(fā)金屬（如Li、Na、K等）在空氣中容易著火燃燒，熔融成金屬液體，它們的沸點(diǎn)一般低于其氧化物的熔點(diǎn)（K除外），因此在其表面上能夠生成固體氧化物。由于金屬氧化物的多孔性，金屬繼續(xù)被氧化和加熱，經(jīng)過一段時(shí)間后，金屬被熔化并開始蒸發(fā)，蒸發(fā)出的蒸氣通過多孔的固體氧化物擴(kuò)散進(jìn)入空氣中。不揮發(fā)金屬因其氧化物的熔點(diǎn)低于金屬的沸點(diǎn)，則在燃燒時(shí)熔融金屬表面上形成一層氧化物。這層氧化物在很大程度上阻礙了金屬和空氣中氧的接觸，從而減緩了金屬被氧化。但這類金屬在粉末狀、氣熔膠狀、刨花狀時(shí)在空氣中燃燒進(jìn)行得很激烈，且不生成煙。三、燃燒產(chǎn)物的危害性統(tǒng)計(jì)資料表明，火災(zāi)中死亡人數(shù)大約75%是由于吸入毒性氣

28、體而致死的。燃燒產(chǎn)物中含有大量的有毒成分，如一氧化碳、氰化氫、二氧化硫、二氧化氮等。這些氣體均對(duì)人體有不同程度的危害。常見的有害氣體的來源、生理作用及致死濃度見表1-1-4。表1-1-5一些主要有害氣體的來源、生理作用及致死濃度來源主要的生理作用短期（10min）估計(jì)致死濃度（ppm）紡織品、聚丙烯腈尼龍、聚氨脂等物質(zhì)燃燒時(shí)分解出的氰化氫（HCN）一種迅速致死、窒息性的毒物35011紡織物燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化氮（N02）和其他氮的氧化物肺的強(qiáng)刺激劑，能引起即刻死亡及滯后性傷害>200由木材、絲織品、尼龍燃燒產(chǎn)生的氨氣（NH）3強(qiáng)刺激性，對(duì)眼、鼻有強(qiáng)烈刺激作用>1000PVC電絕緣材料，其他含氯高分子材料及阻燃處理物熱分解產(chǎn)生的氯化氫（HC1