燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)

..第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)第一節(jié)燃燒要素和燃燒類別一、燃燒概述燃燒是可燃物質(zhì)與助燃物質(zhì)<氧或其他助燃物質(zhì)>發(fā)生的一種發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(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)被還原。所以,氧化反應(yīng)并不限于同氧的反應(yīng)。例如,氫在氯中燃燒生成氯化氫。氫原子失掉一個(gè)電子被氧化,氯原子獲得一個(gè)電子被還原。類似地,金屬鈉在氯氣中燃燒,熾熱的鐵在氯氣中燃燒,都是激烈的氧化反應(yīng),并伴有光和熱的發(fā)生。金屬和酸反應(yīng)生成鹽也是氧化反應(yīng),但沒有同時(shí)發(fā)光發(fā)熱,所以不能稱做燃燒。燈泡中的燈絲通電后同時(shí)發(fā)光發(fā)熱,但并非氧化反應(yīng),所以也不能稱做燃燒。只有同時(shí)發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng)才被界定為燃燒。可燃物質(zhì)<一切可氧化的物質(zhì)>、助燃物質(zhì)<氧化劑>和火源<能夠提供一定的溫度或熱量>,是可燃物質(zhì)燃燒的三個(gè)基本要素。缺少三個(gè)要素中的任何一個(gè),燃燒便不會(huì)發(fā)生。對于正在進(jìn)行的燃燒,只要充分控制三個(gè)要素中的任何一個(gè),燃燒就會(huì)終止。所以,防火防爆安全技術(shù)可以歸結(jié)為這三個(gè)要素的控制問題。例如,在無惰性氣體覆蓋的條件下加工處理一種如丙酮之類的易燃物質(zhì),一開始便具備了燃燒三要素中的前兩個(gè)要素,即可燃物質(zhì)和氧化氣氛?？梢圆槌?丙酮的閃點(diǎn)是－10℃。這意味著在高于－10<1>環(huán)境溫度保持在－10℃<2>切斷大氣氧的供應(yīng)；<3>在區(qū)域內(nèi)清除任何形式的火源；<4>在區(qū)域內(nèi)安裝良好的通風(fēng)設(shè)施。丙酮蒸氣一旦釋放出來,排氣裝置就迅速將其排離區(qū)域,使丙酮蒸氣和空氣的混合物不至于達(dá)到危險(xiǎn)的濃度。條件<1>和<2>在工業(yè)規(guī)模上很難達(dá)到,而條件<3>和<4>則不難實(shí)現(xiàn)。固然,完全清除燃燒三要素中的任何一個(gè),都可以杜絕燃燒的發(fā)生。然而,對工業(yè)操作施加如此嚴(yán)格的限制在經(jīng)濟(jì)上很少是可行的。工業(yè)物料安全加工研究的一個(gè)重要目的是,確定在兼顧杜絕燃燒和操作經(jīng)濟(jì)上的可行性方面還留有多大余地。為此,當(dāng)人們知道如何防火時(shí),這僅僅是開始,降低防火的消費(fèi)在工業(yè)防火中有著同樣重要的作用。燃燒反應(yīng)在溫度、壓力、組成和點(diǎn)火能等方面都存在極限值?？扇嘉镔|(zhì)和助燃物質(zhì)達(dá)到一定的濃度,火源具備足夠的溫度或熱量,才會(huì)引發(fā)燃燒。如果可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)在某個(gè)濃度值以下,或者火源不能提供足夠的溫度或熱量,即使表面上看似乎具備了燃燒的三個(gè)要素,燃燒仍不會(huì)發(fā)生。例如,氫氣在空氣中的濃度低于4％時(shí)便不能點(diǎn)燃,而一般可燃物質(zhì)當(dāng)空氣中氧含量低于14％時(shí)便不會(huì)引發(fā)燃燒?？傊?可燃物質(zhì)的濃度在其上下極限濃度以外,燃燒便不會(huì)發(fā)生。近代燃燒理論用連鎖反應(yīng)來解釋可燃物質(zhì)燃燒的本質(zhì),認(rèn)為多數(shù)可燃物質(zhì)的氧化反應(yīng)不是直接進(jìn)行的,而是通過游離基團(tuán)和原子這些中間產(chǎn)物經(jīng)連鎖反應(yīng)進(jìn)行。有些學(xué)者在燃燒的三角形理論的基礎(chǔ)上,提出了燃燒的四面體學(xué)說。這種學(xué)說認(rèn)為,燃燒除具備可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)和火源三角形的三個(gè)邊以外,還應(yīng)該保證可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)之間的反應(yīng)不受干擾,即進(jìn)行"不受抑制的連鎖反應(yīng)"。二、燃燒要素在一般情況下,燃燒可以理解為燃料和氧間伴有發(fā)光發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)。除自燃現(xiàn)象外,都需要用點(diǎn)火源引發(fā)燃燒。所以,燃燒要素可以簡單地表示為燃料、氧和火源這三個(gè)基本條件。這一部分我們將圍繞這三個(gè)基本條件進(jìn)行討論,并提出降低與之聯(lián)系的危險(xiǎn)性的建議。1．燃料防火的一個(gè)重要內(nèi)容是考慮燃燒的物質(zhì),即燃料本身。處于蒸氣或其他微小分散狀態(tài)的燃料和氧之間極易引發(fā)燃燒。固體研磨成粉狀或加熱蒸發(fā)極易起火。但也有少數(shù)例外,有些固體蒸發(fā)所需的溫度遠(yuǎn)高于通常的環(huán)境溫度。液體則顯現(xiàn)出很大的不同。有些液體在遠(yuǎn)低于室溫時(shí)就有較高的蒸氣壓,就能釋放出危險(xiǎn)量的易燃蒸氣。另外一些液體在略高于室溫時(shí)才有較高的蒸氣壓,還有一些液體在相當(dāng)高的溫度才有較高的蒸氣壓。很顯然,液體釋放出蒸氣與空氣形成易燃混合物的溫度是其潛在危險(xiǎn)的量度,這可以用閃點(diǎn)來表示。液體的閃點(diǎn)是火險(xiǎn)的標(biāo)志。美國州際商會(huì)把閃點(diǎn)等于或低于27℃的液體列為高火險(xiǎn)液體。選擇27℃作為分界點(diǎn),是因?yàn)檫@個(gè)溫度代表通?；蚴覂?nèi)溫度的上限,任何液體在此或較低溫度閃燃都是危險(xiǎn)的。閃點(diǎn)在27～177℃表示中度火險(xiǎn),閃點(diǎn)在177℃以上只有輕微火險(xiǎn)。當(dāng)液體的閃點(diǎn)低于93排除潛在火險(xiǎn)對于防火安全是重要的。為此必須用密封的有排氣管的罐盛裝易燃液體。這樣,當(dāng)與罐隔開一段距離的物料意外起火時(shí),液罐被引燃的可能性將會(huì)大大減小。因?yàn)槿紵囊后w產(chǎn)生大量的熱,會(huì)引發(fā)存放液罐的建筑物起火,把易燃物料置于耐火建筑中對于防火安全也是重要的。易燃液體安全的關(guān)鍵是防止蒸氣的爆炸濃度在封閉空間中的積累。當(dāng)應(yīng)用或貯存中度或高度易燃液體時(shí),通風(fēng)是必要的安全措施。通風(fēng)量的大小取決于物料及其所處的條件。因?yàn)橛行┱魵饷芏容^大,向下沉降,僅憑蒸氣的氣味作為警示是極不可靠的。用爆炸或易燃蒸氣指示器連續(xù)檢測才是安全的方法。2．氧和熱雖然在某些不尋常的情況下,比如氯或磷,與物質(zhì)能夠產(chǎn)生燃燒狀的化學(xué)反應(yīng),但是可以毫不夸張地說,幾乎所有的燃燒都需要氧。而且,反應(yīng)氣氛中氧的濃度越高,燃燒得就越迅速。工業(yè)上很難調(diào)節(jié)加工區(qū)氧的濃度,特別是由于阻止發(fā)火的氧濃度遠(yuǎn)低于正常濃度,濃度太低,不適于供人員呼吸。工業(yè)上有時(shí)需要處理只是在通常溫度暴露在空氣中就會(huì)起火的物料,把這些物料與空氣隔絕是必要的安全措施。為此,加工物料需要在真空容器或充滿惰性氣體,如氬、氦和氮的容器內(nèi)進(jìn)行。熱是燃燒伴生的一個(gè)重要結(jié)果。為了使工業(yè)裝置免受燃燒的破壞,經(jīng)常需要調(diào)節(jié)和控制釋放出的熱量。一個(gè)容易被忽略的事實(shí)是,只需要把很少量的燃料和氧的混合物加熱到一定程度就能引發(fā)燃燒。由于小熱源引發(fā)的小火向環(huán)境的供熱大于引發(fā)小火本身的吸熱,因而會(huì)點(diǎn)燃更多的燃料和氧的混合物。繼續(xù)下去,可用的熱量很快會(huì)超過蔓延成大火所需要的熱量。熱量可以由不同的點(diǎn)火源提供,如高的環(huán)境溫度、熱表面、機(jī)械摩擦、火花或明火等等。3．火源下面給出的是常見火源以及與之有關(guān)的安全措施。<1>明火在易燃液體裝置附近,必須核查這一類火源,如噴槍、火柴、電燈、焊槍、探照燈、手燈、手爐等,必須考慮裂解氣或油品管線成為火炬的可能性。為了防火安全,常常用隔墻的方法實(shí)現(xiàn)充分隔離。隔墻應(yīng)該相當(dāng)堅(jiān)固,以在噴水器或其他救火裝置滅火時(shí)能夠有效地遏止火焰。一般推薦使用耐火建筑,即礴石或混凝土的隔墻。易燃液體在應(yīng)用時(shí)需要采取限制措施。在加工區(qū),即使運(yùn)輸或貯存少量易燃液體,也要用安全罐盛裝。為了防止易燃蒸氣的擴(kuò)散,應(yīng)該盡可能采用密封系統(tǒng)。在火災(zāi)中,防止火焰擴(kuò)散是絕對必要的。所有罐都應(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(huì)大面積擴(kuò)散,造成人員或財(cái)產(chǎn)的更大損失。除采取上述防火措施外,降低起火后的總消耗也是重要的。高位貯存易燃液體的裝置應(yīng)該通過采用防水地板、排液溝、溢流管等措施,防止燃燒液體流向樓梯井、管道開口、墻的裂縫等。<2>電源電源在這里指的是電力供應(yīng)和發(fā)電裝置,以及電加熱和電照明設(shè)施。在危險(xiǎn)地域安裝電力設(shè)施時(shí),以下電力規(guī)范措施是應(yīng)該認(rèn)真遵守的公認(rèn)的準(zhǔn)則。①應(yīng)用特殊的導(dǎo)線和導(dǎo)線管；②應(yīng)用防爆電動(dòng)機(jī),特別是在地平面或低洼地安裝時(shí),更應(yīng)該如此；③應(yīng)用特殊設(shè)計(jì)的加熱設(shè)備,警惕加熱設(shè)備材質(zhì)的自燃溫度,推薦應(yīng)用熱水或蒸氣加熱設(shè)備；④電氣控制元件,如熱斷路器、開關(guān)、中繼器、變壓器、接觸器等,容易發(fā)出火花或變熱,這些元件不宜安裝在易燃液體貯存區(qū)。在易燃液體貯存區(qū)只能用防爆按鈕控制開關(guān)；⑤在危險(xiǎn)氣氛中或在庫房中,僅可應(yīng)用不透氣的球燈。在良好通風(fēng)的區(qū)域才可以用普通燈。最好用固定的吊燈,手提安全燈也可以應(yīng)用；⑥在危險(xiǎn)區(qū),只有在防爆的條件下,才可以安裝保險(xiǎn)絲和電路閘開關(guān)；⑦電動(dòng)機(jī)座、控制盒、導(dǎo)線管等都應(yīng)該按照普通的電力安裝要求接地。<3>過熱過熱是指超出所需熱量的溫度點(diǎn)。過熱過程應(yīng)避免在可燃建筑物中發(fā)生,并應(yīng)該受到密切監(jiān)視。推薦應(yīng)用溫度自動(dòng)控制和高溫限開關(guān),雖然密切監(jiān)視仍是需要的。<4>熱表面易燃蒸氣與燃燒室、干燥器、烤爐、導(dǎo)線管以及蒸氣管線接觸,常引發(fā)易燃蒸氣起火。如果運(yùn)行設(shè)備有時(shí)會(huì)達(dá)到高過一些材料自燃點(diǎn)的溫度,要把這些材料與設(shè)備隔開至安全距離。這樣的設(shè)備應(yīng)該仔細(xì)地監(jiān)視和維護(hù),防止偶發(fā)的過熱。<5>自燃許多火災(zāi)是由物質(zhì)的自燃引起的,并被來自毗鄰的干燥器、烘箱、導(dǎo)線管、蒸氣管線的外部熱量所加速。有時(shí),在封閉的沒有通風(fēng)的倉庫中積累的熱量足以使氧化反應(yīng)加速至著火點(diǎn)。加工易燃液體,特別是容易自熱的易燃液體,要特別注意管理和通風(fēng)。在所有設(shè)備和建筑物中,都應(yīng)該避免廢料、爛布條等的積累或淤積。<6>火花機(jī)具和設(shè)備發(fā)生的火花,吸煙的熱灰、無防護(hù)的燈、鍋爐、焚燒爐以及汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的回火,都是起火的潛在因素。在貯存和應(yīng)用易燃液體的區(qū)域應(yīng)該禁止吸煙。這種區(qū)域的所有設(shè)備都應(yīng)該進(jìn)行一級條件的維護(hù),應(yīng)該盡可能地應(yīng)用防火花或無火花的器具和材料。<7>靜電在碾壓、印刷等工業(yè)操作中,常由于摩擦而在物質(zhì)表面產(chǎn)生電荷即所謂靜電。橡膠和造紙工業(yè)中的許多火災(zāi)大都是以這種方式引發(fā)的。在濕度比較小的季節(jié)或人工加熱的情形,靜電起火更容易發(fā)生。在應(yīng)用易燃液體的場所,保持相對濕度在40％～50％之間,會(huì)大大降低產(chǎn)生靜電火花的可能性。為了消除靜電火花,必須采用電接地、靜電釋放設(shè)施等。所有易燃液體罐、管線和設(shè)備,都應(yīng)該互相連接并接地。對于上述設(shè)施,禁止使用傳送帶,盡可能采用直接的或鏈條的傳動(dòng)裝置。如果不得不使用傳送帶,傳送帶的速度必須限定在45．7m·min－1以下,或者采用會(huì)降低產(chǎn)生靜電火花可能性特殊裝配的傳送帶。<8>摩擦許多起火是由機(jī)械摩擦引發(fā)的,如通風(fēng)機(jī)葉片與保護(hù)罩的摩擦,潤滑性能很差的軸承,研磨或其他機(jī)械過程,都有可能引發(fā)起火。對于通風(fēng)機(jī)和其他設(shè)備,應(yīng)該經(jīng)常檢查并維持在盡可能好的狀態(tài)。對于摩擦產(chǎn)生大量熱的過程,應(yīng)該和貯存和應(yīng)用易燃液體的場所隔開。三、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不盡相同,其燃燒形式是多種多樣的。1．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)的異同,可分為均相燃燒和非均相燃燒。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,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)和助燃物質(zhì)并非同相,如石油<液相>、木材<固相>在空氣<氣相>中的燃燒。與均相燃燒比較,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)生的相變化。2．混合燃燒和擴(kuò)散燃燒可燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w燃燒反應(yīng)有混合燃燒和擴(kuò)散燃燒兩種形式?？扇?xì)怏w與助燃?xì)怏w預(yù)先混合而后進(jìn)行的燃燒稱為混合燃燒?？扇?xì)怏w由容器或管道中噴出,與周圍的空氣<或氧氣>互相接觸擴(kuò)散而產(chǎn)生的燃燒,稱為擴(kuò)散燃燒?；旌先紵俣瓤臁囟雀?一般爆炸反應(yīng)屬于這種形式。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(huì)產(chǎn)生不完全燃燒的炭黑。3．蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒可燃固體或液體的燃燒反應(yīng)有蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒幾種形式。蒸發(fā)燃燒是指可燃液體蒸發(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。很多固體或不揮發(fā)性液體經(jīng)熱分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的燃燒稱為分解燃燒。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。而硫磺和萘這類可燃固體是先熔融、蒸發(fā),而后進(jìn)行燃燒,也可視為蒸發(fā)燃燒?？扇脊腆w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。當(dāng)可燃固體燃燒至分解不出可燃?xì)怏w時(shí),便沒有火焰,燃燒繼續(xù)在所剩固體的表面進(jìn)行,稱為表面燃燒。金屬燃燒即屬表面燃燒,無氣化過程,無需吸收蒸發(fā)熱,燃燒溫度較高。此外,根據(jù)燃燒產(chǎn)物或燃燒進(jìn)行的程度,還可分為完全燃燒和不完全燃燒。四、燃燒類別、類型及其特征參數(shù)1．易燃物質(zhì)燃燒類別依據(jù)可燃物質(zhì)的性質(zhì),燃燒一般可劃分為四個(gè)基本類別,而每一類別還包含著不同類型的燃燒。例如,易燃液體的溢流燃燒可以是深度、流動(dòng)或薄層燃燒；而金屬燃燒則可以呈粉末型、液體型、切削型或澆鑄型燃燒。<1>A類燃燒A類燃燒定義為如木材、纖維織品、紙張等普通可燃物質(zhì)的燃燒。此類燃燒都生成灼燒余燼,如木炭。容易忽略的是木炭本身也是A類物質(zhì)。需要特別注意,水和基于碳?xì)潲}的干燥化學(xué)品并不是有效的滅火劑。還有,橡膠和橡膠類的物質(zhì)以及塑料,在燃燒的早期更像B類物質(zhì),而后期肯定是A類物質(zhì)。<2>B類燃燒B類燃燒定義為易燃石油制品或其他易燃液體、油脂等的燃燒。然而,有些固體,比如萘是一個(gè)明顯的例子,燃燒時(shí)熔化并顯示出易燃液體燃燒的一切特征,而且無灰燼。近些年來,金屬烷基化合物頻繁地用于化學(xué)工業(yè)中,這些易燃液體由于其自燃溫度不尋常得低,而且在許多情況下與水劇烈反應(yīng),從而提出一個(gè)特殊的問題。工藝上易燃?xì)怏w不屬于任何燃燒類別,但實(shí)際上應(yīng)當(dāng)作B類物質(zhì)處理。多年來,由于泄漏氣體滅火后仍繼續(xù)流動(dòng)形成爆炸混合物,隨之起火燃燒,對泄漏氣體的普通做法是不采取滅火措施。但是,實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明,在某些情況下,必須先滅火方能停止氣體泄漏。以液體形式貯存的氣體,如液化天然氣、丙烷、氯乙烯等,液態(tài)泄漏比氣態(tài)泄漏會(huì)發(fā)生更嚴(yán)重的火災(zāi)。<3>C類燃燒C類燃燒定義為供電設(shè)備的燃燒。對于這類燃燒,首要的是滅火介質(zhì)的電絕緣性。電器設(shè)備一經(jīng)切斷電源,除非含有易燃液體如變壓器油等,即可采用適用于A類燃燒的滅火器材。對于含有毒性易燃液體的情形,應(yīng)采用適用于B類燃燒的滅火器材。如果含有A類和B類燃燒物的復(fù)合物,應(yīng)該用水噴霧或多功能干燥化學(xué)品作滅火劑。<4>D類燃燒D類燃燒定義為可燃金屬的燃燒。對于鈉和鉀等低熔點(diǎn)金屬的燃燒,由于很快會(huì)成為低密度液體的燃燒,會(huì)使大多數(shù)滅火干粉沉沒,而液體金屬仍繼續(xù)暴露在空氣中,從而給滅火帶來困難。這些金屬會(huì)自發(fā)地與水反應(yīng),有時(shí)很劇烈,也會(huì)出現(xiàn)問題。高熔點(diǎn)金屬會(huì)以各種形式存在：粉末型、薄片型、切削型、澆鑄型、擠壓型。適用于澆鑄型燃燒的滅火劑用于粉末型或切削型燃燒時(shí)會(huì)有很大危險(xiǎn)。常用的金屬鎂在低熔點(diǎn)和高熔點(diǎn)金屬之間,一般總是以固體形式存在,但在燃燒時(shí)很容易熔化而成為液體,因而表現(xiàn)得與前述兩者都不同。雖然燃燒金屬的煙塵都不應(yīng)吸入,但是燃燒的放射性金屬煙塵對救火者卻有著極為嚴(yán)重的危險(xiǎn)。對于金屬氫化物的燃燒,因?yàn)闅浜徒饘賰烧叨荚谌紵?應(yīng)被認(rèn)為與金屬燃燒相當(dāng)。對于此類燃燒,需要應(yīng)用干粉金屬滅火劑。2．燃燒類型及其特征參數(shù)如果按照燃燒起因,燃燒可分為閃燃、點(diǎn)燃和自燃三種類型。閃點(diǎn)、著火點(diǎn)和自燃點(diǎn)分別是上述三種燃燒類型的特征參數(shù),這三種特征參數(shù)已在第二章易燃物質(zhì)性質(zhì)中做過簡單介紹。<1>閃燃和閃點(diǎn)液體表面都有一定量的蒸氣存在,由于蒸氣壓的大小取決于液體所處的溫度,因此,蒸氣的濃度也由液體的溫度所決定?？扇家后w表面的蒸氣與空氣形成的混合氣體與火源接近時(shí)會(huì)發(fā)生瞬間燃燒,出現(xiàn)瞬間火苗或閃光。這種現(xiàn)象稱為閃燃。閃燃的最低溫度稱為閃點(diǎn)?？扇家后w的溫度高于其閃點(diǎn)時(shí),隨時(shí)都有被火點(diǎn)燃的危險(xiǎn)。閃點(diǎn)這個(gè)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(diǎn)。一些可燃液體的閃點(diǎn)列于表4—1,一些油品的閃點(diǎn)列于表4—2。<2>點(diǎn)燃和著火點(diǎn)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)燃燒達(dá)5min以上,這種現(xiàn)象稱為點(diǎn)燃。點(diǎn)燃的最低溫度稱為著火點(diǎn)?？扇家后w的著火點(diǎn)約高于其閃點(diǎn)5～20℃。但閃點(diǎn)在100℃<3>自燃和自燃點(diǎn)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。自燃的最低溫度稱為自燃點(diǎn)。表4—1和表4—2列出了一些可燃液體的自燃點(diǎn)。物質(zhì)自燃有受熱自燃和自熱燃燒兩種類型。①受熱自燃?？扇嘉镔|(zhì)在外部熱源作用下溫度升高,達(dá)到其自燃點(diǎn)而自行燃燒稱之為受熱自燃?？扇嘉镔|(zhì)與空氣一起被加熱時(shí),首先緩慢氧化,氧化反應(yīng)熱使物質(zhì)溫度升高,同時(shí)由于散熱也有部分熱損失。若反應(yīng)熱大于損失熱,氧化反應(yīng)加快,溫度繼續(xù)升高,達(dá)到物質(zhì)的自燃點(diǎn)而自燃。在化工生產(chǎn)中,可燃物質(zhì)由于接觸高溫?zé)岜砻?、加熱或烘烤、撞擊或摩擦?均有可能導(dǎo)致自燃。②自熱燃燒。可燃物質(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,并不斷積累使物質(zhì)溫度上升,達(dá)到其自燃點(diǎn)而燃燒。這種現(xiàn)象稱為自熱燃燒。引起物質(zhì)自熱的原因有：氧化熱<如不飽和油脂>、分解熱<如賽璐珞>、聚合熱<如液相氰化氫>、吸附熱<如活性炭>、發(fā)酵熱<如植物>等。③影響自燃的因素。熱量生成速率是影響自燃的重要因素。熱量生成速率可以用氧化熱、分解熱、聚合熱、吸附熱、發(fā)酵熱等過程熱與反應(yīng)速率的乘積表示。因此,物質(zhì)的過程熱越大,熱量生成速率也越大；溫度越高,反應(yīng)速率增加,熱量生成速率亦增加。熱量積累是影。向自燃的另一個(gè)重要因素。保溫狀況良好,導(dǎo)熱率低；可燃物質(zhì)緊密堆積,中心部分處于絕熱狀態(tài),熱量易于積累引發(fā)自燃。空氣流通利于散熱,則很少發(fā)生自燃。④自燃點(diǎn)溫度量值。壓力、組成和催化劑性能對可燃物質(zhì)自燃點(diǎn)的溫度量值都有很大影響。壓力越高,自燃點(diǎn)越低?？扇?xì)怏w與空氣混合,其組成為化學(xué)計(jì)量比時(shí)自燃點(diǎn)最低?；钚源呋瘎┠芙档臀镔|(zhì)的自燃點(diǎn)；而鈍性催化劑則能提高物質(zhì)的自燃點(diǎn)。有機(jī)化合物的自燃點(diǎn)呈現(xiàn)下述規(guī)律性：同系物中自燃點(diǎn)隨其相對分子質(zhì)量的增加而降低；直鏈結(jié)構(gòu)的自燃點(diǎn)低于其異構(gòu)物的自燃點(diǎn)；飽和鏈烴比相應(yīng)的不飽和鏈烴的自燃點(diǎn)為高；芳香族低碳烴的自燃點(diǎn)高于同碳數(shù)脂肪烴的自燃點(diǎn)；較低級脂肪酸、酮的自燃點(diǎn)較高；較低級醇類和醋酸酯類的自燃點(diǎn)較低。可燃性固體粉碎得越細(xì)、粒度越小,其自燃點(diǎn)越低。固體受熱分解,產(chǎn)生的氣體量越大,自燃點(diǎn)越低。對于有些固體物質(zhì),受熱時(shí)間較長,自燃點(diǎn)也較低第二節(jié)燃燒過程和燃燒原理一、燃燒過程可燃物質(zhì)的燃燒一般是在氣相進(jìn)行的。由于可燃物質(zhì)的狀態(tài)不同,其燃燒過程也不相同。氣體最易燃燒,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(diǎn)。氣體在極短的時(shí)間內(nèi)就能全部燃盡。液體在火源作用下,先蒸發(fā)成蒸氣,而后氧化分解進(jìn)行燃燒。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。固體燃燒有兩種情況：對于硫、磷等簡單物質(zhì),受熱時(shí)首先熔化,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(shí)首先分解成其組成部分,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)物蒸氣著火燃燒。各種物質(zhì)的燃燒過程如圖4—1所示。從中可知,任何可燃物質(zhì)的燃燒都經(jīng)歷氧化分解、著火、燃燒等階段。物質(zhì)燃燒過程的溫度變化如圖4—2所示。T初為可燃物質(zhì)開始加熱的溫度。初始階段,加熱的大部分熱量用于可燃物質(zhì)的熔化或分解,溫度上升比較緩慢。到達(dá)T氧,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)生的熱量尚不足以抵消向外界的散熱。此時(shí)若停止加熱,尚不會(huì)引起燃燒。如繼續(xù)加熱,溫度上升很快,到達(dá)T自,即使停止加熱,溫度仍自行升高,到達(dá)T自′就著火燃燒起來。這里,T自是理論上的自燃點(diǎn),T自′是開始出現(xiàn)火焰的溫度,為實(shí)際測得的自燃點(diǎn)。T燃為物質(zhì)的燃燒溫度。T自到T自′間的時(shí)間間隔稱為燃燒誘導(dǎo)期,在安全上有一定實(shí)際意義。二、燃燒的活化能理論燃燒是化學(xué)反應(yīng),而分子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件是互相碰撞。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1dm3體積內(nèi)分子互相碰撞約1028次／s。但并不是所有碰撞的分子都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),只有少數(shù)具有一定能量的分子互相碰撞才會(huì)發(fā)生反應(yīng)。這少數(shù)分子稱為活化分子。活化分子的能量要比分子平均能量超出一定值。這超出分子平均能量的定值稱為活化能。活化分子碰撞發(fā)生化學(xué)反應(yīng),故稱為有效碰撞?；罨艿母拍羁梢杂脠D4—3說明,橫坐標(biāo)表示反應(yīng)進(jìn)程,縱坐標(biāo)表示分子能量。由圖可見,能級Ⅰ的能量大于能級Ⅱ的能量,所以能級Ⅰ的反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)槟芗墷虻漠a(chǎn)物,反應(yīng)過程是放熱的。反應(yīng)的熱效應(yīng)Qv等于能級Ⅱ與能級Ⅰ的能量差。能級K的能量是反應(yīng)發(fā)生所必須的能量。所以,正向反應(yīng)的活化能△E1等于能級K與能級Ⅰ的能量差,而反向反應(yīng)的活化能△E2則等于能級K與能級Ⅱ的能量差?！鱁2和△E1的差值即為反應(yīng)的熱效應(yīng)。圖4－3活化能示意圖當(dāng)明火接觸可燃物質(zhì)時(shí),部分分子獲得能量成為活化分子,有效碰撞次數(shù)增加而發(fā)生燃燒反應(yīng)。例如,氧原子與氫反應(yīng)的活化能為25．10kJ·mol－1,在27℃、0．1MPa三、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而形成過氧鍵—O—O—,可燃物質(zhì)與過氧鍵加和成為過氧化物。過氧化物不穩(wěn)定,在受熱、撞擊、摩擦等條件下,容易分解甚至燃燒或爆炸。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),也能氧化其他較難氧化的物質(zhì)。如氫和氧的燃燒反應(yīng),首先生成過氧化氫,而后過氧化氫與氫反應(yīng)生成水。反應(yīng)式如下：H2+O2→H2O2H2O2+H2→2H2O有機(jī)過氧化物可視為過氧化氫的衍生物,即過氧化氫H—O—O—H中的一個(gè)或兩個(gè)氫原子被烷基所取代,生成H—O—O—R或R—O—O—R′。所以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。如蒸餾乙醚的殘?jiān)谐Ｓ捎谛纬蛇^氧乙醚而引起自燃或爆炸。四、燃燒的連鎖反應(yīng)理論在燃燒反應(yīng)中,氣體分子間互相作用,往往不是兩個(gè)分子直接反應(yīng)生成最后產(chǎn)物,而是活性分子自由基與分子間的作用?；钚苑肿幼杂苫c另一個(gè)分子作用產(chǎn)生新的自由基,新自由基又迅速參加反應(yīng),如此延續(xù)下去形成一系列連鎖反應(yīng)。連鎖反應(yīng)通常分為直鏈反應(yīng)和支鏈反應(yīng)兩種類型。直鏈反應(yīng)的特點(diǎn)是,自由基與價(jià)飽和的分子反應(yīng)時(shí)活化能很低,反應(yīng)后僅生成一個(gè)新的自由基。氯和氫的反應(yīng)是典型的直鏈反應(yīng)。在氯和氫的反應(yīng)中,只要引入一個(gè)光子,便能生成上萬個(gè)氯化氫分子,這正是由于連鎖反應(yīng)的結(jié)果。氯和氫的反應(yīng)是這樣的：氫和氧的反應(yīng)是典型的支鏈反應(yīng)。支鏈反應(yīng)的特點(diǎn)是,一個(gè)自由基能生成一個(gè)以上的自由基活性中心。任何鏈反應(yīng)均由三個(gè)階段構(gòu)成,即鏈的引發(fā)、鏈的傳遞<包括支化>和鏈的終止。用氫和氧的支鏈反應(yīng)說明：鏈的引發(fā)需有外來能源激發(fā),使分子鍵破壞生成第一個(gè)自由基,如式<1>、式<2>。鏈的傳遞<包括支化>是自由基與分子反應(yīng),如式<3>、<4>、<5>、<8>、<9>所示。鏈的終止為導(dǎo)致自由基消失的反應(yīng),如式<6>、式<7>所示。第三節(jié)燃燒的特征參數(shù)一、燃燒溫度可燃物質(zhì)燃燒所產(chǎn)生的熱量在火焰燃燒區(qū)域釋放出來,火焰溫度即是燃燒溫度。表4—3列出了一些常見物質(zhì)的燃燒溫度。二、燃燒速率1．氣體燃燒速率氣體燃燒無需像固體、液體那樣經(jīng)過熔化、蒸發(fā)等過程,所以氣體燃燒速率很快。氣體的燃燒速率隨物質(zhì)的成分不同而異。單質(zhì)氣體如氫氣的燃燒只需受熱、氧化等過程；而化合物氣體如天然氣、乙炔等的燃燒則需要經(jīng)過受熱、分解、氧化等過程。所以,單質(zhì)氣體的燃燒速率要比化合物氣體的快。在氣體燃燒中,擴(kuò)散燃燒速率取決于氣體擴(kuò)散速率,而混合燃燒速率則只取決于本身的化學(xué)反應(yīng)速率。因此,在通常情況下,混合燃燒速率高于擴(kuò)散燃燒速率。氣體的燃燒性能常以火焰?zhèn)鞑ニ俾蕘肀碚?火焰?zhèn)鞑ニ俾视袝r(shí)也稱為燃燒速率。燃燒速率是指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速率。在多數(shù)火災(zāi)或爆炸情況下,已燃和未燃?xì)怏w都在運(yùn)動(dòng),燃燒速率和火焰?zhèn)鞑ニ俾什⒉幌嗤?。這時(shí)的火焰?zhèn)鞑ニ俾实扔谌紵俾屎驼w運(yùn)動(dòng)速率的和。管道中氣體的燃燒速率與管徑有關(guān)。當(dāng)管徑小于某個(gè)小的量值時(shí),火焰在管中不傳播。若管徑大于這個(gè)小的量值,火焰?zhèn)鞑ニ俾孰S管徑的增加而增加,但當(dāng)管徑增加到某個(gè)量值時(shí),火焰?zhèn)鞑ニ俾时悴辉僭黾?此時(shí)即為最大燃燒速率。表4—4列出了烴類氣體在空氣中的最大燃燒速率。表4－4烴類氣體在空氣中的最大燃燒速率2．液體燃燒速率液體燃燒速率取決于液體的蒸發(fā)。其燃燒速率有下面兩種表示方法：<1>質(zhì)量速率質(zhì)量速率指每平方米可燃液體表面,每小時(shí)燒掉的液體的質(zhì)量,單位為kg·m－2·h－1。<2>直線速率直線速率指每小時(shí)燒掉可燃液層的高度,單位為m·h－1。液體的燃燒過程是先蒸發(fā)而后燃燒。易燃液體在常溫下蒸氣壓就很高,因此有火星、灼熱物體等靠近時(shí)便能著火。之后,火焰會(huì)很快沿液體表面蔓延。另一類液體只有在火焰或灼熱物體長久作用下,使其表層受強(qiáng)熱大量蒸發(fā)才會(huì)燃燒。故在常溫下生產(chǎn)、使用這類液體沒有火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)。這類液體著火后,火焰在液體表面上蔓延得也很慢。為了維持液體燃燒,必須向液體傳人大量熱,使表層液體被加熱并蒸發(fā)?；鹧嫦蛞后w傳熱的方式是輻射。故火焰沿液面蔓延的速率決定于液體的初溫、熱容、蒸發(fā)潛熱以及火焰的輻射能力。表4—5列出了幾種常見易燃液體的燃燒速率。表4—5易燃液體的燃燒速率3．固體燃燒速率固體燃燒速率,一般要小于可燃液體和可燃?xì)怏w。不同固體物質(zhì)的燃燒速率有很大差異。萘及其衍生物、三硫化磷、松香等可燃固體,其燃燒過程是受熱熔化、蒸發(fā)氣化、分解氧化、起火燃燒,一般速率較慢。而另外一些可燃固體,如硝基化合物、含硝化纖維素的制品等,燃燒是分解式的,燃燒劇烈,速度很快?？扇脊腆w的燃燒速率還取決于燃燒比表面積,即燃燒表面積與體積的比值越大,燃燒速率越大,反之,則燃燒速率越小。三、燃燒熱在第二章易燃物質(zhì)的性質(zhì)中已經(jīng)介紹過燃燒熱的概念,并給出了標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的定義?？扇嘉镔|(zhì)燃燒爆炸時(shí)所達(dá)到的最高溫度、最高壓力和爆炸力與物質(zhì)的燃燒熱有關(guān)。物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱數(shù)據(jù)不難從一般的物性數(shù)據(jù)手冊中查閱到。物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)一般是用量熱儀在常壓下測得的。因?yàn)樯傻乃魵馊坷淠伤筒焕淠龝r(shí),燃燒熱效應(yīng)的差值為水的蒸發(fā)潛熱,所以燃燒熱有高熱值和低熱值之分。高熱值是指單位質(zhì)量的燃料完全燃燒,生成的水蒸氣全部冷凝成水時(shí)所放出的熱量；而低熱值是指生成的水蒸氣不冷凝時(shí)所放出的熱量。表4—6是一些可燃?xì)怏w的燃燒熱數(shù)據(jù)。表4—6可燃?xì)怏w燃燒熱第四節(jié)爆炸及其類型一、爆炸概述爆炸是物質(zhì)發(fā)生急劇的物理、化學(xué)變化,在瞬間釋放出大量能量并伴有巨大聲響的過程。在爆炸過程中,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)的壓縮能或運(yùn)動(dòng)能。物質(zhì)爆炸時(shí),大量能量極短的時(shí)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)形成急劇的壓力突變并引起隨后的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。爆炸介質(zhì)在壓力作用下,表現(xiàn)出不尋常的運(yùn)動(dòng)或機(jī)械破壞效應(yīng),以及爆炸介質(zhì)受振動(dòng)而產(chǎn)生的音響效應(yīng)。爆炸常伴隨發(fā)熱、發(fā)光、高壓、真空、電離等現(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)的數(shù)量和性質(zhì)、爆炸時(shí)的條件以及爆炸位置等因素有關(guān)。如果爆炸發(fā)生在均勻介質(zhì)的自由空間,在以爆炸點(diǎn)為中心的一定范圍內(nèi),爆炸力的傳播是均勻的,并使這個(gè)范圍內(nèi)的物體粉碎、飛散。爆炸的威力是巨大的。在遍及爆炸起作用的整個(gè)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(shí),爆炸力的沖擊波最初使氣壓上升,隨后氣壓下降使空氣振動(dòng)產(chǎn)生局部真空,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,從而造成附近建筑物的震蕩破壞?；ぱb置、機(jī)械設(shè)備、容器等爆炸后,變成碎片飛散出去會(huì)在相當(dāng)大的范圍內(nèi)造成危害?；どa(chǎn)中屬于爆炸碎片造成的傷亡占很大比例。爆炸碎片的飛散距離一般可達(dá)100～500m。爆炸氣體擴(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(shí)能起滅火作用。但是爆炸的余熱或余火,會(huì)點(diǎn)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)。二、爆炸分類1．按爆炸性質(zhì)分類<1>物理爆炸物理爆炸是指物質(zhì)的物理狀態(tài)發(fā)生急劇變化而引起的爆炸。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)在物理爆炸后均不發(fā)生變化。<2>化學(xué)爆炸化學(xué)爆炸是指物質(zhì)發(fā)生急劇化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生高溫高壓而引起的爆炸。物質(zhì)的化學(xué)成分和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)爆炸后均發(fā)生了質(zhì)的變化?；瘜W(xué)爆炸又可以進(jìn)一步分為爆炸物分解爆炸、爆炸物與空氣的混合爆炸兩種類型。爆炸物分解爆炸是爆炸物在爆炸時(shí)分解為較小的分子或其組成元素。爆炸物的組成元素中如果沒有氧元素,爆炸時(shí)則不會(huì)有燃燒反應(yīng)發(fā)生,爆炸所需要的熱量是由爆炸物本身分解產(chǎn)生的。屬于這一類物質(zhì)的有疊氮鉛、乙炔銀、乙炔銅、碘化氮、氯化氮等。爆炸物質(zhì)中如果含有氧元素,爆炸時(shí)則往往伴有燃燒現(xiàn)象發(fā)生。各種氮或氯的氧化物、苦味酸即屬于這一類型。爆炸性氣體、蒸氣或粉塵與空氣的混合物爆炸,需要一定的條件,如爆炸性物質(zhì)的含量或氧氣含量以及激發(fā)能源等。因此其危險(xiǎn)性較分解爆炸為低,但這類爆炸更普遍,所造成的危害也較大。2．按爆炸速度分類<1>輕爆爆炸傳播速度在每秒零點(diǎn)幾米至數(shù)米之間的爆炸過程；<2>爆炸爆炸傳播速度在每秒十米至數(shù)百米之間的爆炸過程；<3>爆轟爆炸傳播速度在每秒1千米3．按爆炸反應(yīng)物質(zhì)分類<1>純組元可燃?xì)怏w熱分解爆炸純組元?dú)怏w由于分解反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱而引起的爆炸；<2>可燃?xì)怏w混合物爆炸可燃?xì)怏w或可燃液體蒸氣與助燃?xì)怏w,如空氣按一定比例混合,在引火源的作用下引起的爆炸；<3>可燃粉塵爆炸可燃固體的微細(xì)粉塵,以一定濃度呈懸浮狀態(tài)分散在空氣等助燃?xì)怏w中,在引火源作用下引起的爆炸；<4>可燃液體霧滴爆炸可燃液體在空氣中被噴成霧狀劇烈燃燒時(shí)引起的爆炸；<5>可燃蒸氣云爆炸可燃蒸氣云產(chǎn)生于設(shè)備蒸氣泄漏噴出后所形成的滯留狀態(tài)。密度比空氣小的氣體浮于上方,反之則沉于地面,滯留于低洼處。氣體隨風(fēng)漂移形成連續(xù)氣流,與空氣混合達(dá)到其爆炸極限時(shí),在引火源作用下即可引起爆炸。爆炸在化學(xué)工業(yè)中一般是以突發(fā)或偶發(fā)事件的形式出現(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,損失也較大。下面將介紹化工行業(yè)中常見的幾種爆炸類型。三、常見爆炸類型1．氣體爆炸<1>純組元?dú)怏w分解爆炸具有分解爆炸特性的氣體分解時(shí)可以產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的熱量。摩爾分解熱達(dá)到80～120kJ的氣體一旦引燃火焰就會(huì)蔓延開來。摩爾分解熱高過上述量值的氣體,能夠發(fā)生很激烈的分解爆炸。在高壓下容易引起分解爆炸的氣體,當(dāng)壓力降至某個(gè)數(shù)值時(shí),火焰便不再傳播,這個(gè)壓力稱作該氣體分解爆炸的臨界壓力。高壓乙炔非常危險(xiǎn),其分解爆炸方程為C2H2→2C<固>+H2+226kJ如果分解反應(yīng)無熱損失,火焰溫度可以高達(dá)3100℃。乙炔分解爆炸的臨界壓力是0．14MPa,在這個(gè)壓力以下貯存乙炔就不會(huì)發(fā)生分解爆炸。此外,乙炔類化合物也同樣具有分解爆炸危險(xiǎn),如乙烯基乙炔分解爆炸的臨界壓力為0．11MPa,甲基乙炔在20℃分解爆炸的臨界壓力為0．44MPa,在120℃則為0．31MPa乙烯分解爆炸反應(yīng)方程式為C2H4→C<固>+CH4+127．4kJ乙烯分解爆炸所需要的能量隨壓力的升高而降低,若有氧化鋁存在,分解爆炸則更易發(fā)生。乙烯在0℃的分解爆炸臨界壓力是4MPa,故在高壓下加工或處理乙烯,具有與可燃?xì)怏w—氮氧化物在一定壓力下也可以發(fā)生分解爆炸,按下述反應(yīng)式進(jìn)行N2O→N2+0．5O2+81．6kJNO→0．5N2+0．5O2+90．4kJN2O的分解爆炸臨界壓力是0．25MPa,NO的是0．15MPa,在上述條件下,90％以上可以分解為N2和O2。環(huán)氧乙烷的分解反應(yīng)式為C2H4O→CH4+CO+134．3kJ2C2H4O→CH4+2CO+33．4kJ環(huán)氧乙烷的分解爆炸臨界壓力為0．038MPa,故環(huán)氧乙烷有較大的爆炸危險(xiǎn)性。在125℃時(shí),環(huán)氧乙烷的初始壓力由0．25MPa增至1．2MPa,最大爆炸壓力與初壓之比則由2增至5．6<2>混合氣體爆炸可燃?xì)怏w或蒸汽與空氣按一定比例均勻混合,而后點(diǎn)燃,因?yàn)闅怏w擴(kuò)散過程在燃燒以前已經(jīng)完成,燃燒速率將只取決于化學(xué)反應(yīng)速率。在這樣的條件下,氣體的燃燒就有可能達(dá)到爆炸的程度。這時(shí)的氣體或蒸汽與空氣的混合物,稱為爆炸性混合物。例如,煤氣從噴嘴噴出以后,在火焰外層與空氣混合,這時(shí)的燃燒速率取決于擴(kuò)散速率,所進(jìn)行的是擴(kuò)散燃燒。如果令煤氣預(yù)先與空氣混合并達(dá)到適當(dāng)比例,燃燒的速率將取決于化學(xué)反應(yīng)速率,比擴(kuò)散燃燒速率大得多,有可能形成爆炸?？扇夹曰旌衔锏谋ê腿紵g的區(qū)別就在于爆炸是在瞬間完成的化學(xué)反應(yīng)。在化工生產(chǎn)中,可燃?xì)怏w或蒸氣從工藝裝置、設(shè)備管線泄漏到廠房中,而后空氣滲入裝有這種氣體的設(shè)備中,都可以形成爆炸性混合物,遇到火種,便會(huì)造成爆炸事故?；どa(chǎn)中所發(fā)生的爆炸事故,大都是爆炸性混合物的爆炸事故。燃燒的連鎖反應(yīng)理論也可用于解釋爆炸。爆炸性混合物與火源接觸,便有活性原子或自由基生成而成為連鎖反應(yīng)的作用中心。爆炸混合物起火后,燃燒熱和鏈鎖載體都向外傳播,引發(fā)鄰近一層爆炸混合物的燃燒反應(yīng)。而后,這一層又成為熱和鏈鎖載體源引發(fā)次一層爆炸混合物的燃燒反應(yīng)?；鹧媸且砸粚訉油膱A球面的形式向各個(gè)方向蔓延的。燃燒的傳播速率在距離著火點(diǎn)0．5～1m以內(nèi)是固定的,每秒若干米或者更小一些。但以后即逐漸加速,傳播速率達(dá)每秒數(shù)百米<爆炸>,乃至每秒數(shù)千米<爆轟>。如果燃燒傳播途中有障礙物,就會(huì)造成極大的破壞作用。爆炸性混合物,如果燃燒速率極快,在全部或部分封閉狀態(tài)下,或在高壓下燃燒時(shí),可以產(chǎn)生一種與一般爆炸根本不同的現(xiàn)象,稱為爆轟。爆轟的特點(diǎn)是,突然引發(fā)的極高的壓力,通過超音速的沖擊波傳播,每秒可達(dá)2000～3000m以上。爆轟是在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的,燃燒物質(zhì)和產(chǎn)物以極高的速度膨脹,擠壓周圍的空氣?；瘜W(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的能量有一部分傳給壓緊的空氣,形成沖擊波。沖擊波傳播速率極快,以至于物質(zhì)的燃燒也落于其后,所以,它的傳播并不需要物質(zhì)完全燃燒,而是由其本身的能量支持的。這樣,沖擊波便能遠(yuǎn)離爆轟源而獨(dú)立存在,并能引發(fā)所到處其他化學(xué)品的爆炸,稱為誘發(fā)爆炸,即所謂的"殉爆"。2．粉塵爆炸實(shí)際上任何可燃物質(zhì),當(dāng)其成粉塵形式與空氣以適當(dāng)比例混合時(shí),被熱、火花、火焰點(diǎn)燃,都能迅速燃燒并引起嚴(yán)重爆炸。許多粉塵爆炸的災(zāi)難性事故的發(fā)生,都是由于忽略了上述事實(shí)。谷物、面粉、煤的粉塵以及金屬粉末都有這方面的危險(xiǎn)性。化肥、木屑、奶粉、洗衣粉、紙屑、可可粉、香料、軟木塞、硫磺、硬橡膠粉、皮革和其他許多物品的加工業(yè),時(shí)有粉塵爆炸發(fā)生。為了防止粉塵爆炸,維持清潔十分重要。所有設(shè)備都應(yīng)該無粉塵泄漏。爆炸卸放口應(yīng)該通至室外安全地區(qū),卸放管道應(yīng)該相當(dāng)堅(jiān)固,使其足以承受爆炸力。真空吸塵優(yōu)于清掃,禁止應(yīng)用壓縮空氣吹掃設(shè)備上的粉塵,以免形成粉塵云。屋頂下裸露的管線、橫梁和其他突出部分都應(yīng)該避免積累粉塵。在多塵操作設(shè)置區(qū),如果有過頂?shù)墓芫€或其他設(shè)施,人們往往錯(cuò)誤地認(rèn)為在其下架設(shè)平滑的頂板,就可以達(dá)到防止粉塵積累的效果。除非頂板是經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)精細(xì)安裝的,否則只會(huì)增加危險(xiǎn)。粉塵會(huì)穿過頂板沉積在管線、設(shè)施和頂板本身之上。一次震動(dòng)就足以使可燃粉塵云充滿整個(gè)人造空間,一個(gè)火星就可以引發(fā)粉塵爆炸。如果管線不能移裝或拆除,最好是使其裸露定期除塵。為了防止引發(fā)燃燒,在粉塵沒有清理干凈的區(qū)域,嚴(yán)禁明火、吸煙、切割或焊接。電線應(yīng)該是適于多塵氣氛的,靜電也必須消除。對于這類高危險(xiǎn)性的物質(zhì),最好是在封閉系統(tǒng)內(nèi)加工,在系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)入適宜的惰性氣體,把其中的空氣置換掉。粉末冶金行業(yè)普遍采用這種方法。3．熔鹽池爆炸熔鹽池爆炸屬于事后搶救往往于事無補(bǔ)的災(zāi)難性事件,大多是由于管理和操作人員對熔鹽池的潛在危險(xiǎn)疏于認(rèn)識引起的。機(jī)械故障、人員失誤、或者兩者的復(fù)合作用,都有可能導(dǎo)致熔鹽池爆炸。現(xiàn)把熔鹽池危險(xiǎn)匯總?cè)缦隆?lt;1>工件預(yù)清洗或淬火后攜帶的水、鹽池上方輔助管線上的冷凝水、屋頂?shù)臐B漏水、自動(dòng)增濕器的操作用水、甚至操作人員在鹽池邊溫?zé)岬囊后w食物,都有可能造成蒸氣急劇發(fā)生,引發(fā)爆炸。<2>有砂眼的鑄件、管道和封閉管線、中空的金屬部件,當(dāng)其浸入熔鹽池時(shí),其中阻塞和淤積的空氣會(huì)突然劇烈膨脹,引發(fā)爆炸。<3>硝酸鹽池與毗鄰滲碳池的油、炭黑、石墨、氰化物等含碳物質(zhì)間的劇烈的難以控制的化學(xué)反應(yīng),都有可能誘發(fā)爆炸。<4>過熱的硝酸鹽池與鋁合金間的劇烈的爆發(fā)性的反應(yīng)也可能引起爆炸。<5>正常加熱的硝酸鹽池和不慎掉入池中的鎂合金間會(huì)發(fā)生爆炸反應(yīng)。<6>落人鹽池中的鋁合金和池底淤積的氧化鐵會(huì)發(fā)生類似于鋁熱焊接的反應(yīng)。<7>鹽池設(shè)計(jì)、制造和安裝的結(jié)構(gòu)失誤會(huì)縮短鹽池的正常壽命,鹽池的結(jié)構(gòu)金屬材料與硝酸鹽會(huì)發(fā)生反應(yīng)。<8>溫控失誤會(huì)造成鹽池的過熱。<9>大量硝酸鈉的貯存和管理,廢硝酸鹽不考慮其反應(yīng)活性的處理和貯存,都有一定的危險(xiǎn)性。<10>偶爾超過安全操作限的控溫設(shè)定,也會(huì)有一定的危險(xiǎn)性。第五節(jié)爆炸極限理論與計(jì)算一、爆炸極限理論可燃?xì)怏w或蒸氣與空氣的混合物,并不是在任何組成下都可以燃燒或爆炸,而且燃燒<或爆炸>的速率也隨組成而變。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)混合物中可燃?xì)怏w濃度接近化學(xué)反應(yīng)式的化學(xué)計(jì)量比時(shí),燃燒最快、最劇烈。若濃度減小或增加,火焰蔓延速率則降低。當(dāng)濃度低于或高于某個(gè)極限值,火焰便不再蔓延?？扇?xì)怏w或蒸氣與空氣的混合物能使火焰蔓延的最低濃度,稱為該氣體或蒸氣的爆炸下限；反之,能使火焰蔓延的最高濃度則稱為爆炸上限?？扇?xì)怏w或蒸氣與空氣的混合物,若其濃度在爆炸下限以下或爆炸上限以上,便不會(huì)著火或爆炸。爆炸極限一般用可燃?xì)怏w或蒸氣在混合氣體中的體積百分?jǐn)?shù)表示,有時(shí)也用單位體積可燃?xì)怏w的質(zhì)量<kg·m—3>表示?；旌蠚怏w濃度在爆炸下限以下時(shí)含有過量空氣,由于空氣的冷卻作用,活化中心的消失數(shù)大于產(chǎn)生數(shù),阻止了火焰的蔓延。若濃度在爆炸上限以上,含有過量的可燃?xì)怏w,助燃?xì)怏w不足,火焰也不能蔓延。但此時(shí)若補(bǔ)充空氣,仍有火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)。所以濃度在爆炸上限以上的混合氣體不能認(rèn)為是安全的。燃燒和爆炸從化學(xué)反應(yīng)的角度看并無本質(zhì)區(qū)別。當(dāng)混合氣體燃燒時(shí),燃燒波面上的化學(xué)反應(yīng)可表示為A+B→C+D+Q<4—1>式中A、B為反應(yīng)物；C、D為產(chǎn)物；Q為燃燒熱。A、B、C、D不一定是穩(wěn)定分子,也可以是原子或自由基。化學(xué)反應(yīng)前后的能量變化可用圖4—4表示。初始狀態(tài)Ⅰ的反應(yīng)物<A+B>吸收活化能正達(dá)到活化狀態(tài)Ⅱ,即可進(jìn)行反應(yīng)生成終止?fàn)顟B(tài)Ⅲ的產(chǎn)物<C+D>,并釋放出能量W,W＝Q+E。圖4－4反應(yīng)過程能量變化假定反應(yīng)系統(tǒng)在受能源激發(fā)后,燃燒波的基本反應(yīng)濃度,即反應(yīng)系統(tǒng)單位體積的反應(yīng)數(shù)為n,則單位體積放出的能量為nW。如果燃燒波連續(xù)不斷,放出的能量將成為新反應(yīng)的活化能。設(shè)活化概率為α<α≤1>,則第二批單位體積內(nèi)得到活化的基本反應(yīng)數(shù)為anW/E,放出的能量為。αnW2/E。后批分子與前批分子反應(yīng)時(shí)放出的能量比β定義為燃燒波傳播系數(shù),為現(xiàn)在討論β的數(shù)值。當(dāng)β<1時(shí),表示反應(yīng)系統(tǒng)受能源激發(fā)后,放出的熱量越來越少,因而引起反應(yīng)的分子數(shù)也越來越少,最后反應(yīng)會(huì)終止,不能形成燃燒或爆炸。當(dāng)β＝1時(shí),表示反應(yīng)系統(tǒng)受能源激發(fā)后均衡放熱,有一定數(shù)量的分子持續(xù)反應(yīng)。這是決定爆炸極限的條件<嚴(yán)格說盧值略微超過1時(shí)才能形成爆炸>。當(dāng)β＞1時(shí),表示放出的熱量越來越多,引起反應(yīng)的分子數(shù)也越來越多,從而形成爆炸。在爆炸極限時(shí),β＝1,即假設(shè)爆炸下限L下<體積分?jǐn)?shù)>與活化概率α成正比,則有α＝KL下,其中K為比例常數(shù)。因此當(dāng)Q與正相比很大時(shí),式<4—4>可以近似寫成上式近似地表示出爆炸下限L下與燃燒熱Q和活化能正之間的關(guān)系。如果各可燃?xì)怏w的活化能接近于某一常數(shù),則可大體得出L下Q＝常數(shù)<4—6>這說明爆炸下限與燃燒熱近于成反比,即是說可燃?xì)怏w分子燃燒熱越大,其爆炸下限就越低。各同系物的L下Q都近于一個(gè)常數(shù)表明上述結(jié)論是正確的。表4—7列出了一些可燃物質(zhì)的燃燒熱和爆炸極限,以及燃燒熱和爆炸下限的乘積。利用爆炸下限與燃燒熱的乘積成常數(shù)的關(guān)系,可以推算同系物的爆炸下限。但此法不適用于氫、乙炔、二硫化碳等少數(shù)可燃?xì)怏w爆炸下限的推算。式<4—6>中的L下是體積分?jǐn)?shù),文獻(xiàn)數(shù)據(jù)大都為20℃的測定數(shù)據(jù)；Q則為摩爾燃燒熱。對于烴類化合物,單位質(zhì)量<每克>的燃燒熱q大致相同。如果以mg·L—1為單位表示爆炸下限,則記為L′下,有L下＝100L′下×式中M為可燃?xì)怏w的相對分子質(zhì)量。把式<4—7>代人式<4—6>,并考慮到Q＝Mq,則可得到2．4qL′下＝常數(shù)<4—8>可見對于烴類化合物,其L′下近于相同。二、影響爆炸極限的因素爆炸極限不是一個(gè)固定值,它受各種外界因素的影響而變化。如果掌握了外界條件變化對爆炸極限的影響,在一定條件下測得的爆炸極限值,就有著重要的參考價(jià)值。影響爆炸極限的因素主要有以下幾種。1．初始溫度爆炸性混合物的初始溫度越高,混合物分子內(nèi)能增大,燃燒反應(yīng)更容易進(jìn)行,則爆炸極限范圍就越寬。所以,溫度升高使爆炸性混合物的危險(xiǎn)性增加。表4—8列出了初始溫度對丙酮和煤氣爆炸極限的影響。表4—8初始溫度對混合物爆炸極限的影響2．初始壓力爆炸性混合物初始壓力對爆炸極限影響很大。一般爆炸性混合物初始壓力在增壓的情況下,爆炸極限范圍擴(kuò)大。這是因?yàn)閴毫υ黾?分子間更為接近,碰撞幾率增加,燃燒反應(yīng)更容易進(jìn)行,爆炸極限范圍擴(kuò)大。表4—9列出了初始壓力對甲烷爆炸極限的影響。在一般情況下,隨著初始壓力增大,爆炸上限明顯提高。在已知可燃?xì)怏w中,只有一氧化碳隨著初始壓力的增加,爆炸極限范圍縮小。表4—9初始壓力對甲烷爆炸極限的影響初始壓力降低,爆炸極限范圍縮小。當(dāng)初始壓力降至某個(gè)定值時(shí),爆炸上、下限重合,此時(shí)的壓力稱為爆炸臨界壓力。低于爆炸臨界壓力的系統(tǒng)不爆炸。因此在密閉容器內(nèi)進(jìn)行減壓操作對安全有利。3．惰性介質(zhì)或雜質(zhì)爆炸性混合物中惰性氣體含量增加,其爆炸極限范圍縮小。當(dāng)惰性氣體含量增加到某一值時(shí),混合物不再發(fā)生爆炸。惰性氣體的種類不同對爆炸極限的影響亦不相同。如甲烷,氬、氦、氮、水蒸氣、二氧化碳、四氯化碳對其爆炸極限的影響依次增大。再如汽油,氮?dú)狻⑷紵龔U氣、二氧化碳、氟里昂-21、氟里昂-12、氟里昂-11,對其爆炸極限的影響則依次減小。在一般情況下,爆炸性混合物中惰性氣體含量增加,對其爆炸上限的影響比對爆炸下限的影響更為顯著。這是因?yàn)樵诒ㄐ曰旌衔镏?隨著惰性氣體含量的增加氧的含量相對減少,而在爆炸上限濃度下氧的含量本來已經(jīng)很小,故惰性氣體含量稍微增加一點(diǎn),即產(chǎn)生很大影響,使爆炸上限劇烈下降。對于爆炸性氣體,水等雜質(zhì)對其反應(yīng)影響很大。如果無水,干燥的氯沒有氧化功能；干燥的空氣不能氧化鈉或磷；干燥的氫氧混合物在1000℃4．容器的材質(zhì)和尺寸實(shí)驗(yàn)表明,容器管道直徑越小,爆炸極限范圍越小。對于同一可燃物質(zhì),管徑越小,火焰蔓延速度越小。當(dāng)管徑<或火焰通道>小到一定程度時(shí),火焰便不能通過。這一間距稱作最大滅火間距,亦稱作臨界直徑。當(dāng)管徑小于最大滅火間距時(shí),火焰便不能通過而被熄滅。容器大小對爆炸極限的影響也可以從器壁效應(yīng)得到解釋。燃燒是自由基進(jìn)行一系列連鎖反應(yīng)的結(jié)果。只有自由基的產(chǎn)生數(shù)大于消失數(shù)時(shí),燃燒才能繼續(xù)進(jìn)行。隨著管道直徑的減小,自由基與器壁碰撞的幾率增加,有礙于新自由基的產(chǎn)生。當(dāng)管道直徑小到一定程度時(shí),自由基消失數(shù)大于產(chǎn)生數(shù),燃燒便不能繼續(xù)進(jìn)行。容器材質(zhì)對爆炸極限也有很大影響。如氫和氟在玻璃器皿中混合,即使在液態(tài)空氣溫度下,置于黑暗中也會(huì)產(chǎn)生爆炸。而在銀制器皿中,在一般溫度下才會(huì)發(fā)生反應(yīng)。5．能源火花能量、熱表面面積、火源與混合物的接觸時(shí)間等,對爆炸極限均有影響。如甲烷在電壓100V、電流強(qiáng)度1A的電火花作用下,無論濃度如何都不會(huì)引起爆炸。但當(dāng)電流強(qiáng)度增加至2A時(shí),其爆炸極限為5．9％～13．6％；3A時(shí)為5．85％～14．8％。對于一定濃度的爆炸性混合物,都有一個(gè)引起該混合物爆炸的最低能量。濃度不同,引爆的最低能量也不同。對于給定的爆炸性物質(zhì),各種濃度下引爆的最低能量中的最小值,稱為最小引爆能量,或最小引燃能量。表4—10列出了部分氣體的最小引爆能量。表4—10部分氣體的最小引爆能量另外,光對爆炸極限也有影響。在黑暗中,氫與氯的反應(yīng)十分緩慢,在光照下則會(huì)發(fā)生連鎖反應(yīng)引起爆炸。甲烷與氯的混合物,在黑暗中長時(shí)間內(nèi)沒有反應(yīng),但在日光照射下會(huì)發(fā)生激烈反應(yīng),兩種氣體比例適當(dāng)則會(huì)引起爆炸。表面活性物質(zhì)對某些介質(zhì)也有影響。如在球形器皿中530℃三、爆炸極限的計(jì)算1．根據(jù)化學(xué)計(jì)量濃度近似計(jì)算爆炸性氣體完全燃燒時(shí)的化學(xué)計(jì)量濃度可以用來確定鏈烷烴的爆炸下限,計(jì)算公式為L下＝0．55C0<4—9>式中C0為爆炸性氣體完全燃燒時(shí)的化學(xué)計(jì)量濃度；0．55為常數(shù)。如果空氣中氧的含量按照20．9％計(jì)算,C0的計(jì)算式則為式中n0為1分子可燃?xì)怏w完全燃燒時(shí)所需的氧分子數(shù)。如甲烷完全燃燒時(shí)的反應(yīng)式為CH4+2O2→CO2+2H2O,這里n0＝2,代入式<4—10>,并應(yīng)用式<4—9>,可得L下＝5．2,即甲烷爆炸下限的計(jì)算值為5．2％,與實(shí)驗(yàn)值5．0％相差不超過10％。此法除用于鏈烷烴以外,也可用來估算其他有機(jī)可燃?xì)怏w的爆炸下限,但當(dāng)應(yīng)用于氫、乙炔,以及含有氮、氯、硫等的有機(jī)氣體時(shí),偏差較大,不宜應(yīng)用。2．由爆炸下限估算爆炸上限常壓下25℃如果在爆炸上限附近不伴有冷火焰,上式可簡化為把上式代入式<4—9>,可得3．由分子中所含碳原子數(shù)估算爆炸極限脂肪族烴類化合物的爆炸極限與化合物中所含碳原子數(shù)"。有如下近似關(guān)系4．根據(jù)閃點(diǎn)計(jì)算爆炸極限閃點(diǎn)指的是在可燃液體表面形成的蒸氣與空氣的混合物,能引起瞬時(shí)燃燒的最低溫度,爆炸下限表示的則是該混合物能引起燃燒的最低濃度,所以兩者之間有一定的關(guān)系。易燃液體的爆炸下限可以應(yīng)用閃點(diǎn)下該液體的蒸氣壓計(jì)算。計(jì)算式為L下＝100×p閃／p總<4—16>式中p閃為閃點(diǎn)下易燃液體的蒸氣壓；p總為混合氣體的總壓。5．多組元可燃性氣體混合物的爆炸極限兩組元或兩組元以上可燃?xì)怏w或蒸氣混合物的爆炸極限,可應(yīng)用各組元已知的爆炸極限按照下式求取。該式僅適用于各組元間不反應(yīng)、燃燒時(shí)無催化作用的可燃?xì)怏w混合物。式中Lm為混合氣體的爆炸極限,％；Li為i組元的爆炸極限,％；Vi為扣除空氣組元后i組元的體積分?jǐn)?shù),％。6．可燃?xì)怏w與惰性氣體混合物的爆炸極限對于有惰性氣體混入的多組元可燃?xì)怏w混合物的爆炸極限,可應(yīng)用下式計(jì)算。式中Lm為含惰性氣體混合物的爆炸極限,％；Lf為混合物中可燃部分的爆炸極限,％；B為惰性氣體含量,％。對于單組元可燃?xì)怏w和惰性氣體混合物的爆炸極限,也可以應(yīng)用上式估算,只需用該組元的爆炸極限代換上式中Lf即可。因?yàn)椴煌栊詺怏w的阻燃或阻爆能力不同,式<4—18>的計(jì)算結(jié)果不夠準(zhǔn)確,但仍不失為有一定參考價(jià)值。7．壓力下爆炸極限的計(jì)算壓力升高,物質(zhì)分子濃度增大,反應(yīng)加速,釋放的熱量增多。在常壓以上時(shí),爆炸極限多數(shù)變寬。壓力對爆炸范圍的影響,在已知?dú)怏w中,只有一氧化碳是例外,隨著壓力增加而爆炸范圍變小。從低碳烴化合物在氧氣中爆炸上限的研究結(jié)果得知,在0．1～1．0MPa范圍內(nèi)比較準(zhǔn)確地是以下實(shí)驗(yàn)式。式中L上為氣體的爆炸上限,％；p為壓力,大氣壓<0．101325MPa第六節(jié)燃燒性物質(zhì)的貯存和運(yùn)輸一、燃燒性物質(zhì)概述在化學(xué)工業(yè)中,燃燒性物質(zhì)的應(yīng)用非常廣泛,由于缺乏或忽視必要的控制,火災(zāi)和爆炸事故不斷發(fā)生。比如烯屬烴、芳香烴、醚和醇都是典型的燃燒性物質(zhì),它們經(jīng)化學(xué)加工制備出,又轉(zhuǎn)用作其他更復(fù)雜物質(zhì)的合成原料。同時(shí),它們還用作交通工具或飛行器的驅(qū)動(dòng)燃料或推進(jìn)劑,以及各種分離過程的溶劑。為了避免或減少災(zāi)難性事故,這類物質(zhì)在貯存和應(yīng)用前須預(yù)先評價(jià)它們的燃燒和爆炸危險(xiǎn)。實(shí)際上幾乎所有的燃燒過程都是在氧和處于蒸氣或其他微細(xì)分散狀態(tài)的燃料之間進(jìn)行的。固體只有加熱到一定程度釋放出足夠量的蒸氣,才能引發(fā)燃燒。在一定的溫度下,液體一般比固體有更高的蒸氣壓,所以易燃液體比易燃固體更容易引燃。易燃?xì)怏w和易燃粉塵無需熔解或蒸發(fā)而直接燃燒,所以最容易引燃。固體、液體和氣體在燃燒傳播速率方面也有量的差異。固體燃燒傳播速率最慢,液體則相當(dāng)快,氣體和粉塵的傳播速率最快,常能引發(fā)爆炸?；瘜W(xué)工業(yè)中的物料多數(shù)是易于起火并能迅速燃燒的液體。一般地,在等于或低于38℃的溫度范圍便能引燃的物質(zhì)稱為易燃性物質(zhì)。溫度必須加熱到38℃以上才能引燃的物質(zhì)則稱為可燃性物質(zhì)。全美消防協(xié)會(huì)應(yīng)用閃點(diǎn)tf和沸點(diǎn)t在普通工業(yè)條件下易于引燃的物質(zhì)被認(rèn)為具有嚴(yán)重火險(xiǎn)。這些物質(zhì)必須貯存于清涼處,以防其蒸氣與空氣混合偶發(fā)起火。貯存區(qū)必須通風(fēng)良好,這樣,貯存容器常規(guī)滲漏出的蒸氣能很快稀釋到火星不至于將其點(diǎn)燃的程度。此外,貯存區(qū)必須遠(yuǎn)離有金屬切割、焊接等動(dòng)火作業(yè)的火險(xiǎn)區(qū)。對于高度易燃物質(zhì),必須與強(qiáng)氧化劑、易于自熱的物質(zhì)、爆炸品、與空氣或潮氣反應(yīng)放熱的物質(zhì),隔離貯存。氧化劑不屬于燃燒性物質(zhì),但作為氧源與燃燒有著密切關(guān)系,也在這里予以介紹。通?？諝庵泻?1％的氧,是主要的供氧源。還有許多其他物質(zhì),即使沒有空氣也能提供反應(yīng)氧。在這些物質(zhì)中,有些需要加熱才能產(chǎn)生氧,而另外一些在室溫下就能釋放出大量的氧。以下各類化合物,其供氧能力應(yīng)該引起特別注意：有機(jī)和無機(jī)的過氧化物；氧化物；高錳酸鹽；高錸酸鹽；氯酸鹽；高氯酸鹽；過硫酸鹽；過硒酸鹽；有機(jī)和無機(jī)的亞硝酸鹽；有機(jī)和無機(jī)的硝酸鹽；溴酸鹽；高溴酸鹽；碘酸鹽；高碘酸鹽；鉻酸鹽；重鉻酸鹽；臭氧；過硼酸鹽。強(qiáng)氧化劑靠近低閃點(diǎn)液體貯存是極不安全的,現(xiàn)在普遍贊同氧化劑和燃料隔離貯存。氧化劑貯存區(qū)應(yīng)該保持清涼,通風(fēng)良好,而且應(yīng)該是防火的。在氧化劑貯存區(qū),普通救火設(shè)施往往不起作用。因?yàn)檠趸瘎┍旧砜梢怨┭?滅火劑的覆蓋失去效用。二、燃燒性物質(zhì)的危險(xiǎn)性了解燃燒過程,特別是燃燒擴(kuò)散的概念,有助于燃燒性物質(zhì)危險(xiǎn)性的理解?？扇嘉镔|(zhì)的燃燒歷程一般解釋為,物質(zhì)蒸發(fā)并被加熱至自燃點(diǎn),在極短的時(shí)間內(nèi)以包含許多自由基的鏈反應(yīng)的形式與氧化合。所以,燃料、氧和熱構(gòu)成了燃燒的三個(gè)基本要素。燃燒三要素中任意兩個(gè)共存,如果沒有第三要素的加入,都不會(huì)引發(fā)燃燒。因?yàn)?幾乎所有的活動(dòng)都是在有氧的氣氛中進(jìn)行的,防火安全的普通做法是把燃燒性物質(zhì)與所有的火源隔離。即使很小的火焰在環(huán)境溫度20℃閃點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)地、但是相當(dāng)滿意地描述了液體的燃燒性能。閃點(diǎn)是液面上的蒸氣混合物能夠引燃的最低溫度。在解釋閃點(diǎn)信息時(shí)必須考慮混合物的組成。氯代烴與低閃點(diǎn)的烴類物質(zhì)混合,能夠相當(dāng)大地提高閃點(diǎn),但是經(jīng)過部分蒸發(fā),不燃組分極易失去,留下的依然是低閃點(diǎn)組分。醇和其他極性溶劑的水溶液在低濃度下也有確定的閃點(diǎn),比如,5％乙醇水溶液的閃點(diǎn)為62℃可燃固體粉塵具有嚴(yán)重的爆炸危險(xiǎn)。微細(xì)分散狀態(tài)的聚合物、金屬和非金屬元素,煤、谷物、糖等天然產(chǎn)物的粉塵,棉花的纖維都有嚴(yán)重的爆炸危險(xiǎn)?；瘜W(xué)工業(yè)中的一個(gè)典型事故案例是,一次微小的爆炸揚(yáng)起了平臺上積累的粉塵,引發(fā)了第二次嚴(yán)重得多的爆炸。易燃蒸氣在空氣中的濃度低于燃燒下限時(shí),蒸氣分子間的距離較大,有效碰撞次數(shù)銳減,釋放出的反應(yīng)熱減少,而且過量的空氣還吸收部分反應(yīng)熱,這樣就不足以把沒有燃燒的易燃物質(zhì)引燃。當(dāng)其濃度高于燃燒上限時(shí),易燃?xì)怏w過量而不能完全燃燒,也不足以把周圍的易燃物質(zhì)引燃。易燃?xì)怏w或蒸氣的燃燒范圍包括燃燒上下限之間的所有濃度點(diǎn)。當(dāng)蒸氣濃度在燃燒上下限附近時(shí),燃燒擴(kuò)散很慢。當(dāng)濃度接近燃燒范圍的中點(diǎn),特別是達(dá)到反應(yīng)式的化學(xué)計(jì)量濃度時(shí),燃燒傳播速率加快,能量釋放加劇。如果把易燃液體貯存于封閉容器中,容器自由空間中蒸氣的濃度取決于貯存溫度下液體的蒸氣壓。了解自由空間中的蒸氣濃度是在燃燒范圍之下、之上、還是之中,對安全管理有著重要意義。在空氣或其他氧化性氣氛中,燃料只有被加熱到足以誘發(fā)連鎖反應(yīng)時(shí),燃燒才會(huì)發(fā)生?；鹧?、熱表面和電火花是三種最常見的火源。對于任意給定的燃料-氧系統(tǒng),只要火源有足夠高的溫度和足夠多的能量,都能引發(fā)燃燒。自燃點(diǎn)是指物質(zhì)沒有明顯火源自發(fā)燃燒的最低溫度。易燃混合物與熱表面接觸,當(dāng)其溫度達(dá)到自燃點(diǎn)時(shí),便產(chǎn)生冷燃燒。冷燃燒是有機(jī)物質(zhì)低溫氧化伴生的可視現(xiàn)象。冷燃燒的反應(yīng)速率隨著溫度和壓力的升高而加速,如果是在絕熱條件下,反應(yīng)速率高到一定程度,冷燃燒就會(huì)轉(zhuǎn)化成為失控的熱爆炸。事后一些年發(fā)現(xiàn),許多以前無法解釋的工業(yè)火災(zāi)和爆炸都是由于冷燃燒隨后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崛紵鸬?。著火點(diǎn)表示的是紙張、木材一類固體必須加熱至能夠引燃并持續(xù)燃燒的最低溫度。對于一定的物質(zhì),大小、形狀、純度、濕度和空氣運(yùn)動(dòng)影響著著火點(diǎn)的測定數(shù)據(jù)。焊槍和火柴的火焰,或者爐火,有足夠的溫度和能量點(diǎn)燃?xì)怏w、液體或固體。在有易燃物質(zhì)的區(qū)域,必須嚴(yán)禁明火,排除各種生火設(shè)備。加熱器或破損電燈泡的電熱絲,只要能產(chǎn)生2mJ的能量,便成為有效的點(diǎn)火源。一些研究指出,點(diǎn)燃大量易燃物質(zhì)所需要的電熱絲的溫度與電熱絲的直徑成反比。對于烴類蒸氣以大的金屬熱表面作為點(diǎn)火源的研究結(jié)果表明,大熱表面的溫度要遠(yuǎn)高于文獻(xiàn)報(bào)道的自燃點(diǎn)才能引發(fā)燃燒。人們用蒸氣運(yùn)動(dòng)缺少限制和對流來解釋需要較高的溫度。干燥的、配置較差的軸承和密封圈會(huì)產(chǎn)生摩擦熱。如果恰逢易燃液體、蒸氣或氣體的泄漏點(diǎn),就有可能引發(fā)燃燒。僅有0．2mJ能量的電火花便能點(diǎn)燃易燃?xì)怏w或蒸氣與空氣的混合物。轉(zhuǎn)換開關(guān)操作或電動(dòng)機(jī)整流器運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花,導(dǎo)線的偶然破損或電接地松動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生電火花。電焊弧則是很強(qiáng)的點(diǎn)火源。在易燃物質(zhì)的應(yīng)用和貯存區(qū),電氣設(shè)備應(yīng)該是防爆的,工房應(yīng)該能夠承受化學(xué)計(jì)量濃度的蒸氣和空氣混合物的內(nèi)部爆炸,熱氣體的溫度必須冷卻到其著火點(diǎn)以下才能排出。靜電是潛在的點(diǎn)火源。在干燥氣候中穿戴合成纖維織物能夠產(chǎn)生大量的靜電荷；有些絕緣體運(yùn)動(dòng)表面的摩擦可以產(chǎn)生較大的靜電勢。液體、氣體或粉塵在流動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生靜電荷,并在系統(tǒng)中與地絕緣的金屬部件中聚集,由于金屬部件間靜電勢的差異,在其間隙中容易進(jìn)發(fā)出高能電火花,可以引燃存在的任何易燃?xì)怏w或蒸氣。泵送相當(dāng)純凈的有機(jī)流體,產(chǎn)生的靜電荷會(huì)聚集在接受容器中液體的表面。一些研究結(jié)果表明,高速噴射泵送易燃液體,在液面上的蒸氣空間會(huì)發(fā)生爆炸。三、燃燒性物質(zhì)的貯存安全1．貯存安全的一般要求貯存容器和貯存方法的確定以及燃燒性物質(zhì)的操作和管理,對安全都是至關(guān)重要的。貯存容器和貯存方法的確定與貯存物質(zhì)的相態(tài)有很大關(guān)系,因此,貯存安全也必須結(jié)合物質(zhì)存在的相態(tài)考慮。燃燒性氣體不得與助燃物質(zhì)、腐蝕性物質(zhì)共同貯存。如氫、乙烷、乙炔、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等易燃?xì)怏w不得與氧、壓縮空氣、氧化二氮等助燃?xì)怏w混合貯存,易燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w一旦泄漏,就會(huì)形成危險(xiǎn)的爆炸混合物。燃燒性氣體是以壓縮狀態(tài)貯存的,與腐蝕性物質(zhì)共同貯存,如硝酸、硫酸等都有很強(qiáng)的腐蝕作用,氣體容器容易受到腐蝕造成泄漏,引發(fā)燃燒和爆炸事故。易燃?xì)怏w和液化石油氣的貯罐庫,應(yīng)該通風(fēng)良好,遠(yuǎn)離明火區(qū)。不同類型的燃燒性氣體的貯存容器,不應(yīng)設(shè)在同一庫房,也不宜同組設(shè)置。燃燒性液體較易揮發(fā),其蒸氣和空氣以一定比例混合,會(huì)形成爆炸性混合物。故燃燒性液體應(yīng)該貯存于通風(fēng)良好的清涼處,并與明火保持一定距離。在易燃液體貯存區(qū)內(nèi),嚴(yán)禁煙火。沸點(diǎn)低于或接近夏季最高氣溫的易燃液體,應(yīng)貯存于有降溫設(shè)施的庫房或貯罐內(nèi)。燃燒性液體受熱膨脹,容易損壞盛裝的容器,容器應(yīng)留有不少于5％容積的空間。燃燒性固體著火點(diǎn)較低,燃燒時(shí)多數(shù)都能釋放出大量有毒氣體。所以燃燒性固體貯存庫,應(yīng)該干燥、清涼、有隔熱措施、忌陽光曝曬。燃燒性固體多屬還原劑,相當(dāng)多的具有毒性。燃燒性固體與氧化劑應(yīng)該隔離貯存,要有防毒措施。自燃性物質(zhì)有不穩(wěn)定的性質(zhì),在一定的條件下會(huì)自發(fā)燃燒,可以引發(fā)其他燃燒性物質(zhì)的燃燒。故自燃性物質(zhì)不能與其他燃燒性物質(zhì)共同貯存。因滅火方法和其穩(wěn)定性相抵觸,自燃性物質(zhì)和遇水燃燒物質(zhì)不能在一起貯存。自燃性物質(zhì)應(yīng)該貯存在清涼、通風(fēng)、干燥的庫房內(nèi),對存貯溫度也有嚴(yán)格的要求。遇水燃燒的物質(zhì),受潮濕作用會(huì)釋放出大量易燃?xì)怏w和熱量,遇到酸類或氧化劑會(huì)起劇烈反應(yīng)。遇水燃燒的物質(zhì)不應(yīng)與酸類、氧化劑共同貯存,存儲庫房要保持干燥,對存貯濕度也有嚴(yán)格要求。2．燃燒性物質(zhì)的盛裝容器燃燒性物質(zhì)許多是有限量的應(yīng)用,盛裝于容量約200kg以下的容器中。從貯運(yùn)事故案例可以看出,多數(shù)事故是由于盛裝容器不善造成的。根據(jù)盛裝的燃燒性物質(zhì)的性質(zhì),對盛裝容器的種類、材質(zhì)、強(qiáng)度和氣密性都有一定的要求。只有金屬容器不適宜時(shí)才允許使用有限容量的玻璃和塑料容器。工廠和實(shí)驗(yàn)室都傾向于使用容量20kg以下的安全罐,彈簧帽可以防止通常溫度下的液體或氣體的損失,但在內(nèi)壓增加時(shí)要適當(dāng)排放降壓。安全罐出口處的阻火器可以阻止火焰的進(jìn)入,從而排除了內(nèi)爆危險(xiǎn)。使用塑料容器時(shí)要防止對熱的暴露,以免塑料軟化或熔化造成物料的泄放或滲漏。液體燃料貯存庫要有防火墻和火門,要用防爆電線,通風(fēng)必須良好。燃燒性物質(zhì)輸送時(shí),所有金屬部件必須電接地。液體的流動(dòng)或自由下落產(chǎn)生的靜電足以達(dá)到發(fā)火的能量。對于燃燒性物質(zhì),有桶裝、袋裝、箱裝、瓶裝、罐裝等多種形式。盛裝的形式和要求因盛裝物料的性質(zhì)而異。這里僅介紹幾種常用的盛裝形式。金屬制桶裝容器有鐵桶、馬口鐵桶、鍍鋅鐵桶、鉛桶等,規(guī)格一般為200kg或更小的容量。金屬桶要求桶形完整,桶體不傾斜、不彎曲、不銹蝕,焊縫牢固密實(shí),桶蓋應(yīng)該是旋塞式的,封口要有墊圈,以保證桶口的氣密性。金屬桶在使用前應(yīng)該進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)。耐酸壇用來盛裝硝酸、硫酸、鹽酸等強(qiáng)酸。耐酸壇表面必須光潔,無斑點(diǎn)、氣泡、裂紋、凹凸不平或其他變形。壇體必須耐酸、耐壓,經(jīng)堅(jiān)固燒結(jié)而成的。壇蓋不得松動(dòng),可用石棉繩浸水玻璃纏繞壇蓋螺絲,旋緊壇蓋后用黃沙加水玻璃或耐酸水泥加石膏封口。3．大容量燃燒性液體貯罐貯存大容量燃燒性液體采用大型貯罐。貯罐分地下、半地下、地上三種類型。起火乃至爆炸是燃燒性液體貯罐區(qū)最主要的危險(xiǎn)。為了貯存安全,所有貯罐在安裝前都必須試壓、檢漏,貯罐區(qū)要有充分的救火設(shè)施。貯罐的尺寸、類型和位置,與建筑物或其他罐間的互相暴露,貯存液體的閃點(diǎn)、容量和價(jià)值,以及物料損失中斷生產(chǎn)的可能性,應(yīng)充分考慮這些因素,確定需要采取的防火措施。對于地下和半地下貯罐,要根據(jù)貯存液體的性質(zhì),選定的埋罐區(qū)的地形和地質(zhì)條件,確定埋罐的最佳尺寸和地點(diǎn),以及采用豎直的還是水平的貯罐。埋罐選點(diǎn)時(shí),還要結(jié)合同區(qū)中的建筑物、地下室、坑洞的地點(diǎn),統(tǒng)籌考慮。罐體掩埋要足夠牢固,以防洪水、暴雨以及其他可能危及罐體裝配安全的事件發(fā)生。要考慮鄰近工廠腐蝕性污水排放、存在腐蝕性礦渣或地下水的可能性,確有腐蝕性狀況,在埋罐前就得采取必要的防腐措施。對罐要進(jìn)行充分的遮蓋,在灌區(qū)要建設(shè)混凝土圍墻。對于地上貯罐,罐體的破裂或液面以下罐體的泄漏,極易引發(fā)嚴(yán)重的火災(zāi),對鄰近的社區(qū)也會(huì)造成較大的危害。為了周邊的安全,貯罐應(yīng)該設(shè)置在比建筑物和工廠公用設(shè)備低洼的地區(qū)。為了防止火焰擴(kuò)散,貯罐間要有較大的間隙,要有適宜的排液設(shè)施和充分的阻液渠。四、燃燒性物質(zhì)的裝卸和運(yùn)輸燃燒性物質(zhì)是化學(xué)工業(yè)中加工量最大、應(yīng)用面最廣的危險(xiǎn)物質(zhì)。這些物質(zhì)由火車車廂、貨運(yùn)卡車經(jīng)陸路,由內(nèi)河中的駁船、海洋中的貨輪經(jīng)水路,由管道經(jīng)地下中轉(zhuǎn)或抵達(dá)目的地。危險(xiǎn)物質(zhì)的裝卸和運(yùn)輸是化學(xué)加工工業(yè)中最為復(fù)雜而又重要的操作。1．車船運(yùn)輸安全燃燒性物質(zhì)經(jīng)鐵路、水路發(fā)貨、中轉(zhuǎn)或到達(dá),應(yīng)在郊區(qū)或遠(yuǎn)離市區(qū)的指定專用車站或碼頭裝卸。裝運(yùn)燃燒性物質(zhì)的車船,應(yīng)懸掛危險(xiǎn)貨物明顯標(biāo)記。車船上應(yīng)設(shè)有防火、防爆、防水、防日曬以及其他必要的消防設(shè)施。車船卸貨后應(yīng)進(jìn)行必要的清洗和處理。火車裝運(yùn)應(yīng)按鐵道部"危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸規(guī)則"辦理。汽車裝運(yùn)應(yīng)按規(guī)定的時(shí)間、指定的路線和車速行駛,停車時(shí)應(yīng)與其他車輛、高壓電線、明火和人口稠密處保持一定的安全距離。船舶裝運(yùn),在航行和停泊期間應(yīng)與其他船只、碼頭倉庫和人煙稠密區(qū)保持一定的安全距離。2．管道輸送安全高壓天然氣、液化石油氣、石油原油、汽油或其他燃料油一般采用管道輸送。在美國,天然氣輸送管道管徑略大于1．2m,石油輸送管道管徑約0．9m。從Oklahoma到Chicago的汽油輸送管道管徑為1．02m。這些管道埋設(shè)于深度0．76～0．91m的地下,操作壓力高達(dá)8．27MPa。為保證安全輸送,在管線上應(yīng)安裝多功能的安全設(shè)施,如有自動(dòng)報(bào)警和關(guān)閉功能的火焰檢測器、自動(dòng)滅火系統(tǒng)以及閉路電視,遠(yuǎn)程監(jiān)視管道運(yùn)行狀況。例如在正常情況下,管道中各處的流量讀數(shù)應(yīng)該相同,壓力讀數(shù)應(yīng)該保持恒定,一旦某處的讀數(shù)出現(xiàn)變化,可以立即斷定該處發(fā)生泄漏,立即采取應(yīng)急措施,把損失降至最低限度。3．裝卸操作安全裝卸的普通安全要求是安全接近車輛的頂蓋,這對于頂部裝卸的情形特別重要。計(jì)量、采樣等操作也是如此。這樣就需要架設(shè)適宜的扶梯、裝卸臺、跳板,車輛上要安裝永久的扶手。所有燃燒性物質(zhì)的裝卸都要配置相應(yīng)的防火、防爆消防設(shè)施。裝卸燃燒性固體,必須做到輕裝、輕卸,防止撞擊、滾動(dòng)、重壓和摩擦。氣動(dòng)傳送系統(tǒng)的應(yīng)用使固體卸料變得相當(dāng)容易。固體物料在惰性氣體中分散,通過封閉管道進(jìn)入受槽。卸料系統(tǒng)的主要組件包括拾取裝置、傳送氣體的大容量鼓風(fēng)機(jī)、把物料從氣體中分離出的旋風(fēng)分離器和阻止物料進(jìn)入大氣的過濾器。卸料系統(tǒng)的安全設(shè)施主要有高壓報(bào)警和聯(lián)鎖關(guān)閉裝置,以及防止靜電的電接地設(shè)施。燃燒性液體裝卸時(shí),液體蒸氣有可能擴(kuò)散至整個(gè)裝卸區(qū),因而需要有和整個(gè)裝卸區(qū)配套的滅火設(shè)施。燃燒性液體車船如果采用氣體壓力卸料,壓縮氣體應(yīng)該采用氮?dú)獾榷栊詺怏w。用于卸料的氣體管道應(yīng)該配置設(shè)定值不大于0．14MPa的減壓閥,以及壓力略高,約0．17MPa的排空閥。有時(shí)待卸液體需要蒸汽加熱,蒸汽管道和接口必須與液罐接口匹配,避免使用軟管,蒸汽壓力一般不超過0．34MPa。裝卸區(qū)應(yīng)配置供水管和軟管,沖洗裝卸時(shí)的灑落液。第七節(jié)爆炸性物質(zhì)的貯存和銷毀一、爆炸性物質(zhì)概述爆炸性物質(zhì)是指在一定的溫度、震動(dòng)或受其他物質(zhì)激發(fā)的條件下,能夠在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng),釋放出大量的氣體和熱量,并伴有巨大聲響而爆炸的物質(zhì)。爆炸性物質(zhì)按照管理要求可以分為：起爆器材和起爆劑；硝基芳香類炸藥；硝酸酯類炸藥；硝化甘油類混合炸藥；硝酸銨類混合炸藥；氯酸類混合炸藥和高氯酸鹽類混合炸藥；液氧炸藥；黑色火藥八種類型。爆炸性物質(zhì)的爆炸反應(yīng)速率極快,可在萬分之一秒或更短的時(shí)間內(nèi)完成。爆炸反應(yīng)釋放出大量的反應(yīng)熱,溫度可達(dá)攝式溫度數(shù)千度,同時(shí)產(chǎn)生高壓。爆炸反應(yīng)能夠產(chǎn)生大量的氣體產(chǎn)物。爆炸的高溫高壓形成的沖擊波,能夠使周圍的建筑物和設(shè)備受到極大破壞。爆炸性物質(zhì)引爆所需要的能量稱為引爆能。而爆炸性物質(zhì)在高熱、震動(dòng)、沖擊等外力作用下發(fā)生爆炸的難易程度則稱為敏感度。爆炸性物質(zhì)的引爆能越小,敏感度就越高。為了爆炸性物質(zhì)的貯存、運(yùn)輸和使用安全,對其敏感度應(yīng)有充分的了解。影響爆炸性物質(zhì)敏感度的有物質(zhì)分子內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu)因素,還有溫度、雜質(zhì)等外部因素。爆炸性物質(zhì)爆炸力的大小、敏感度的高低,可以由物質(zhì)本身的組成和結(jié)構(gòu)來解釋。物質(zhì)的不穩(wěn)定性和物質(zhì)分子中含有不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)基團(tuán)有關(guān)。這些基團(tuán)容易被活化,其化學(xué)鍵則很容易斷裂,從而激發(fā)起爆炸反應(yīng)。分子中不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)基團(tuán)越活潑,數(shù)量越多,爆炸敏感度就越高。如疊氮鈉中的疊氮基,三硝基苯中的硝基,都是不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)基團(tuán)。再如硝基化合物中的硝基苯只有一個(gè)硝基,加熱分解,不易發(fā)生爆炸；二硝基苯中有兩個(gè)硝基,有爆炸性,但不敏感；三硝基苯中有三個(gè)硝基,容易發(fā)生爆炸。爆炸性物質(zhì)敏感度和溫度有關(guān)。溫度越高,起爆時(shí)所需要的能量越小,爆炸敏感度則相應(yīng)提高。爆炸性物質(zhì)在貯運(yùn)過程中,必須遠(yuǎn)離火源,防止日光曝曬,就是為了避免溫度升高,引發(fā)貯運(yùn)爆炸事故。雜質(zhì)對爆炸敏感度也有很大影響。特別是硬度大、有尖棱的雜質(zhì),沖擊能集中在尖棱上,以致產(chǎn)生高能中心,加速爆炸。如三硝基甲苯<TNT>在貯運(yùn)過程中,由于包裝破裂而撒落,收集時(shí)混入砂粒,提高了爆炸敏感度,很容易引發(fā)爆炸。爆炸性物質(zhì)除對溫度、摩擦、撞擊敏感之外,還有遇酸分解、光照分解和與某些金屬接觸產(chǎn)生不穩(wěn)定鹽類等特性。雷汞[Hg<ONC>2]遇濃硫酸會(huì)發(fā)生劇烈的分解而爆炸。疊氮鉛遇濃硫酸或濃硝酸會(huì)引起爆炸。TNT炸藥受日光照射會(huì)引起爆炸。硝銨炸藥容易吸潮而變質(zhì),降低了爆炸能力甚至拒爆。硝化甘油混合炸藥,貯存溫度過高時(shí)會(huì)自動(dòng)分解,甚至發(fā)生爆炸。為了保持炸藥的理化性能和爆炸能力,對不同種類的炸藥,均規(guī)定有不同的保存期限。如硝化甘油混合炸藥規(guī)定保存期一般不超過八個(gè)月。爆炸性物質(zhì)有一種特殊的性質(zhì),就是炸藥爆炸時(shí),能夠引起位于一定距離另一處的炸藥也發(fā)生爆炸,這就是所謂"殉爆"。所以爆炸性物質(zhì)貯存時(shí)應(yīng)該保持一定的安全距離。二、爆炸性物質(zhì)的貯存爆炸性物質(zhì)必須貯存在專用倉庫內(nèi)。貯存條件應(yīng)該是既能保證爆炸物安全,又能保證爆炸物功能完好。貯存溫度、貯存濕度、貯存期、出廠期等,對爆炸物的性能都有重要的影響。爆炸性物質(zhì)貯存時(shí),必須考慮上述爆炸物本身存在的狀況。同時(shí),爆炸性物質(zhì)是巨大的危險(xiǎn)源,貯存時(shí)必須考慮其對周邊安全的影響。所以對于貯存?zhèn)}庫的位置,要有嚴(yán)格的要求。1．貯存安全的一般要求爆炸性物質(zhì)倉庫,不得同時(shí)存放性質(zhì)相抵觸的爆炸性物質(zhì)。如起爆器材和起爆藥劑不得存人已經(jīng)存有爆炸性物質(zhì)的倉庫內(nèi)；同樣的,起爆器材或起爆劑倉庫也不能同時(shí)存放任何爆炸性物質(zhì)或爆破器材加熱器。一切爆炸性物質(zhì),不得與酸、堿、鹽、氧化劑以及某些金屬同庫貯存。黑火藥和其他高爆炸品也不能同庫存放。爆炸物箱堆垛不宜過高過密,堆垛高度一般不超過1．8m,墻距不小于0．5m,垛與垛的間距不少于1m。這樣有利于通風(fēng)、裝卸和出入檢查。爆炸物箱要輕舉輕放,嚴(yán)防爆炸物箱滑落至其他爆炸物箱或地面上。只能用木制或其他非金屬材料制的工具開啟爆炸物箱。2．貯存?zhèn)}庫及其防火爆炸性物質(zhì)倉庫地板應(yīng)該是木材或其他不產(chǎn)生電火花的材料制造的。如果倉庫是鋼制結(jié)構(gòu)或鐵板覆蓋,倉庫則應(yīng)該建于地上,保證所有金屬構(gòu)件接地。倉庫內(nèi)照明應(yīng)該是自然光線或防爆燈,如果采用電燈,必須是防蒸汽的,導(dǎo)線應(yīng)該置于導(dǎo)線管內(nèi),開關(guān)應(yīng)該設(shè)在倉庫外。對于爆炸性物質(zhì)倉庫,溫濕度控制是一個(gè)不容忽視的安全因素。在庫房內(nèi)應(yīng)該設(shè)置干濕度計(jì),并設(shè)專人定時(shí)觀測、記錄,采用通風(fēng)、保暖、吸濕