消防燃燒學(xué) 第2版 課件 第5章 可燃固體燃燒

消

防

燃

燒

學(xué)第五章

可燃固體燃燒目錄

contents固體的特性01可燃固體的燃燒過(guò)程和燃燒形式02可燃固體的燃燒速率03典型可燃固體物質(zhì)的燃燒04粉塵爆炸05固體材料阻燃處理06固體的分類及特性011、按結(jié)構(gòu)來(lái)分：一、固體的分類固體晶體：鐵、鋁)、黃磷、食鹽等。D非晶體：石蠟、瀝青)、焦炭、木炭等。2、按熔點(diǎn)高低來(lái)分固體

3、按組成分：固體純凈物：如硫磺、鈉、鐵等?；旌衔铮好禾俊⒛静?、紙張、棉滌混紡織物等。一、固體的分類（一）穩(wěn)定的物理形態(tài)。表現(xiàn)為具有一定的幾何形狀和剛性。二、固體的特性（二）受熱軟化、熔化或分解。?如鋼鐵400℃時(shí)軟化，約700℃時(shí)，失去支撐力；1530℃以上熔化成鐵水；?木材、煤炭、化纖、塑料燃燒要熱解，產(chǎn)生的黑煙毒氣等。?熔化、熱分解過(guò)程都是吸熱過(guò)程。因此，固體燃燒相對(duì)氣體、液體而言，燃燒速率較慢。二、固體的特性（三）受熱升華?蒸氣壓大于1atm的固體受熱會(huì)升華。如樟腦、碘、萘等。?固體吸熱升華產(chǎn)生的蒸氣與空氣混合后具有爆炸危險(xiǎn)。固體的燃燒過(guò)程和燃燒形式02一、固體的燃燒過(guò)程（一）高蒸氣壓固體的燃燒過(guò)程（二）高熔點(diǎn)純凈物固體的燃燒過(guò)程一、固體的燃燒過(guò)程（三）低熔點(diǎn)純凈物固體和低熔點(diǎn)混合物固體的燃燒過(guò)程（四）高熔點(diǎn)混合物固體的燃燒過(guò)程一、可燃固體的燃燒過(guò)程第一步：可燃性固體受熱，表面逸出易揮發(fā)可燃?xì)怏w進(jìn)行有焰燃燒；第二步：低熔點(diǎn)可燃性固體熔化、氣化進(jìn)行有焰燃燒；第三步：高熔點(diǎn)的可燃物受熱分解、炭化產(chǎn)生可燃?xì)怏w進(jìn)行有焰燃燒；第四步：不能再分解的高熔點(diǎn)固體（炭質(zhì)）進(jìn)行表面燃燒。（一）蒸發(fā)燃燒二、可燃固體的燃燒形式-----是指可燃性固體受熱升華或熔化后蒸發(fā)，產(chǎn)生的可燃?xì)怏w與空氣邊混合邊著火的有焰燃燒（均相燃燒）。如硫磺、白磷、鈉、樟腦、石蠟等的燃燒。蠟燭蒸發(fā)燃燒燃油蒸發(fā)燃燒（二）表面燃燒二、可燃固體的燃燒形式-----是指固體在其表面上直接吸附氧氣而發(fā)生的燃燒（非均相燃燒或無(wú)焰燃燒）。如焦炭、木炭、鐵等燃燒。焦炭表面燃燒鋼鐵表面燃燒（三）分解燃燒二、可燃固體的燃燒形式-------是指固體受熱分解產(chǎn)生可燃?xì)怏w而后發(fā)生的有焰燃燒。如天然材料（煤、木材、紙張、棉麻等），合成材料（塑料、橡膠、化纖等高聚物）受熱產(chǎn)生C粒、CO、CH4等產(chǎn)物所形成的燃燒。木材分解燃燒（四）陰燃（熏煙燃燒）二、可燃固體的燃燒形式1、概念。陰燃是指在氧氣不足、溫度較低或濕度較大的條件下，固體物質(zhì)發(fā)生的只冒煙而無(wú)火焰的燃燒。圖5-1纖維素棒沿水平方向陰燃示意圖陰燃2、陰燃的影響因素（1）固體物質(zhì)的化學(xué)組成；（2）固體組合結(jié)構(gòu)體系（如圖5-2）；（3）固體可燃物的尺寸（見(jiàn)表5-1）；4（4）空氣流（風(fēng)速）。（四）陰燃（熏煙燃燒）小

結(jié)可燃固體的燃燒速率03（一）質(zhì)量燃燒速率一、ld固體燃燒速率的表示方法1.定義。固體的質(zhì)量燃燒速率（G）是指一定條件下可燃性固體在單位時(shí)間和單位面積上燒掉的質(zhì)量。（一）質(zhì)量燃燒速率一、固體燃燒速率的表示方法2.高聚物合成材料的質(zhì)量燃燒速率，估算公式：（一）質(zhì)量燃燒速率一、固體燃燒速率的表示方法3.舉例：（二）直線燃燒速率一、固體燃燒速率的表示方法1.定義。固體的直線燃燒速率（v），是指一定條件下可燃性固體在單位時(shí)間內(nèi)燒掉的厚度。（二）直線燃燒速率一、固體燃燒速率的表示方法一、固體燃燒速率的表示方法2.舉例：（二）直線燃燒速率二、固體燃燒速率的主要影響因素1．固體的理化性質(zhì)與結(jié)構(gòu)?內(nèi)因：包括固體的熔化、蒸發(fā)、分解、化合等理化特性。?規(guī)律：化學(xué)活性越強(qiáng)（易分解或易化合），燃燒速率越快，反之則慢。?比較：天然植物纖維＞動(dòng)物纖維；熔融人造纖維＞非熔融人造纖維。二、固體燃燒速率的主要影響因素2．氧指數(shù)（OI）()（1）氧指數(shù)（）是指在規(guī)定條件下，試樣在氧氣、氮?dú)饣旌蠚饬髦?，維持平穩(wěn)有焰燃燒所需要的最低氧氣濃度(%)。又稱臨界氧濃度或極限氧濃度。..K.二、固體燃燒速率的主要影響因素（2）氧指數(shù)（OI）應(yīng)用：材料類別符號(hào)氧指數(shù)（OI）舉例不燃材料A＞50%石頭、玻璃、砂子；聚四氟乙烯難燃材料B150％≥OI＞27%硅橡膠、聚酰胺（芳香族）可燃材料B227％≥OI＞22%聚酰胺（線型）、氯丁橡膠易燃材料B3OI≤22％木材、棉、麻、聚乙烯、聚苯乙烯二、固體燃燒速率的主要影響因素((3)

部分材料的氧指（OI）二、固體燃燒速率的主要影響因素(3、固體比表面積●固體比表面積越大，它與空氣接觸面越大，燃燒速率越快。二、固體燃燒速率的主要影響因素(4、水分及不燃介質(zhì)含量●水分及不燃介質(zhì)含量大，燃燒速率越慢，反之則快。

二、固體燃燒速率的主要影響因素5、固體物質(zhì)的密度和熱容●燃燒速率與固體密度的平方成反比，密度越大，燃燒速率越??；●而熱容大，導(dǎo)熱性差的物質(zhì)，燃燒速率也小。試樣（木材）密度（t/m3）質(zhì)量損失率（燃燒3min）質(zhì)量損失率（燃燒4min）10.3540%60%20.4530%40%30.6220%30％說(shuō)明：固體密度大，燃燒質(zhì)量損失率小，表明燃速率慢；反之則快！二、固體燃燒速率的主要影響因素6、火災(zāi)荷載密度火災(zāi)荷載密度（kg/m2）燃燒速率（kg/m2·h）實(shí)驗(yàn)12550實(shí)驗(yàn)25052說(shuō)明：火災(zāi)花卉密度大，燃燒速率增大；反之則減??！●火災(zāi)荷載密度是指單位火場(chǎng)面積上的火災(zāi)荷載，單位為kJ/m2或kg/m2?！褚话阕≌瑯堑幕馂?zāi)荷載密度約35～60kg/m2。二、固體燃燒速率的主要影響因素7、燃燒方向●燃燒方向決定著末燃固體的受熱情況。●末燃固體在火焰豎直上方位置時(shí)，受熱最多，燃速最快；水平時(shí)次之；反向時(shí)最小。燃燒速率：Ve>Vd>Vc>Vb>Va。二、固體燃燒速率的主要影響因素8、空氣流（風(fēng)速）●空氣流（風(fēng)）的作用：供氧、冷卻、改變?nèi)紵较?；●一定風(fēng)力范圍內(nèi)，風(fēng)速越大，助氧作用大，燃速越快；●風(fēng)力超過(guò)某臨界值時(shí)，散熱大于放熱，冷卻降溫占主導(dǎo)，燃速會(huì)變慢，甚至熄滅。風(fēng)助燃風(fēng)力滅火二、固體燃燒速率的主要影響因素9、阻燃劑●阻燃機(jī)理：冷卻、覆蓋、稀釋、改變反應(yīng)路徑、銷毀游離基等；●降低材料燃燒性能參數(shù)：燃燒速率、發(fā)煙量、熱釋放速率等。小

結(jié)三、重要概念典型可燃固體物質(zhì)的燃燒04一、植物自燃（一）能發(fā)生自燃的植物產(chǎn)品包括：稻草、麥草、麥芽、鋸末、樹(shù)葉、籽棉、甘蔗渣以及糧食等。一、植物自燃（二）植物自燃的原因1、生物作用：發(fā)酵熱?！鷡70℃2、物理作用：吸附熱?！?00～130℃3、化學(xué)作用：氧化熱、炭化。→

250~300℃一、植物自燃（三）植物自燃的條件1、一定的濕度。2、良好的蓄熱條件：堆垛尺寸過(guò)大等危險(xiǎn)濕度（稻草20%、籽棉12%）一、植物自燃（四）植物自燃的預(yù)防措施二、木材燃燒（一）木材的組成元素：C、H、O、N等。二、木材燃燒（二）木材的燃燒過(guò)程二、木材燃燒（三）木材燃燒特點(diǎn)三、高聚物燃燒（一）高聚物的化學(xué)組成三、高聚物燃燒（二）高聚物的燃燒過(guò)程1．熔融階段三、高聚物燃燒（二）高聚物的燃燒過(guò)程2．分解階段三、高聚物燃燒（三）高聚物的燃燒特點(diǎn)1．發(fā)熱量大●高聚物平均熱值是煤炭、木材的1倍和2倍。●火焰溫度：2000℃左右。三、高聚物燃燒（三）高聚物的燃燒特點(diǎn)2．燃速快三、高聚物燃燒（三）高聚物的燃燒特點(diǎn)3．發(fā)煙量大●高聚物中含碳量都很高。聚苯乙烯C%=99.84%。●高聚物發(fā)煙量：是木材、棉、麻等的2～3倍。●發(fā)煙時(shí)間：~15s；1min可讓視線模糊。三、高聚物燃燒（三）高聚物的燃燒特點(diǎn)4．燃燒有熔滴●高溫熔滴帶著火焰滴落、形成流淌火。●如聚乙烯、聚丙烯、有機(jī)玻璃、尼龍等。三、高聚物燃燒（三）高聚物的燃燒特點(diǎn)5．產(chǎn)物毒性大三、高聚物燃燒（四）典型高聚物燃燒1．塑料燃燒●燃燒形式：分解燃燒。●燃燒產(chǎn)物：CO、CH4、C2H4、C2H2、CO2、H2O、HCl、黑煙、二噁英等。三、高聚物燃燒（四）典型高聚物燃燒2．合成纖維燃燒●燃燒特點(diǎn)：燃點(diǎn)低、燃速快、發(fā)熱量和發(fā)煙量大，有卷曲有熔滴，有炭渣、產(chǎn)物毒性大，無(wú)動(dòng)物毛發(fā)燒焦氣味?！窠M成元素：C、H、O、N?！癯Ｒ?jiàn)合成纖維：聚丙烯腈、尼龍、聚酰胺等?！袢紵问剑悍纸馊紵！袢紵a(chǎn)物：CO、CH4、CO2、H2O、HCN、NO，及濃煙。三、高聚物燃燒（四）典型高聚物燃燒3．合成橡膠燃燒●燃燒特點(diǎn)：燃點(diǎn)低、燃速快、發(fā)熱量和發(fā)煙量大，有熔滴，產(chǎn)物毒性大，有焦臭味。●組成元素：C、H、O、S、N、Cl等?！癯Ｒ?jiàn)合成橡膠：順丁橡膠、異戊橡膠、丁苯橡膠

、丁腈橡膠、氯丁橡膠等。●燃燒形式：分解燃燒?！袢紵a(chǎn)物：CO、CH4、CO2、SO2、H2O、HCl、HCN、NO，及黑煙。三、高聚物燃燒（四）典型高聚物燃燒4．聚氨酯保溫材料燃燒●組成元素：C、H、O、S、N等。聚氨甲酸基（—NHCOO—）●常見(jiàn)聚氨酯材料：人造革、人造絲、地板膠、氨綸紡織品、海綿、保溫泡沫等三、高聚物燃燒（四）典型高聚物燃燒4．聚氨酯保溫材料燃燒●燃燒特點(diǎn)：氧指數(shù)低、燃點(diǎn)低、燃速快、發(fā)熱量和發(fā)煙量大，有熔滴，產(chǎn)物毒性大，有焦臭味?！窠M成元素：C、H、O、S、N等。聚氨甲酸基（—NHCOO—）●常見(jiàn)聚氨酯材料：人造革、人造絲、地板膠、氨綸紡織品、海綿、保溫泡沫等●燃燒形式：分解燃燒?！袢紵a(chǎn)物：CO、CH4、CO2、H2O、HCN、NO，及黑煙。三、高聚物燃燒【聚氨酯材料燃燒性能參數(shù)】三、高聚物燃燒（五）建筑保溫技術(shù)及裝飾材料防火規(guī)范?歐洲標(biāo)準(zhǔn)：《墻體外保溫體系評(píng)估指南》（1988.6）

《帶抹灰層的墻體外保溫復(fù)合體系指南》?保溫材料:聚苯乙烯、聚氨酯、巖棉、玻璃棉等。?市場(chǎng)占比：聚氨酯保溫材料占50%以上?！駠?guó)外：三、高聚物燃燒●國(guó)內(nèi)：?國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50222-2017）《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》[2009]46號(hào)?公共娛樂(lè)所頂棚裝飾材料:A級(jí)材料；?外墻保溫材料：高度60m~100m的非幕式住宅建筑，不應(yīng)低于B2級(jí)，且每層

應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶。?市場(chǎng)趨勢(shì)：聚氨酯材料，年均增長(zhǎng)率達(dá)30%以上。（五）建筑保溫技術(shù)及裝飾材料防火規(guī)范三、高聚物燃燒（六）典型案例--聚氨酯材料燃燒【央視大火-2009.2.9】●原因：燃放禮花引燃聚氨酯

外墻保溫材料?！駬p失：1.64億【福建拉丁酒吧火災(zāi)—2009.1.31】?原因：室內(nèi)燃放煙花引燃海綿等材料。?傷亡：死15人，傷22人。四、金屬燃燒（一）金屬的組成●金屬元素：共85種?！窕顫娊饘伲篒A族、IIA族、IIIA族。如K、Na、Ca、Mg,、Al等?！?/p>

合金：不銹鋼、Mg-Al合金等。●

金屬粉：銅粉（金粉）、鋁粉（銀粉）、鎂粉、鋅粉等四、金屬燃燒（一）金屬的燃燒過(guò)程金屬固體→金屬液體→金屬蒸氣→與空氣混合→均相有焰燃燒→金屬氧化物白煙。1．金屬的蒸發(fā)燃燒

2Na+O2=Na2O如：2k+O2=k2O四、金屬燃燒（二）金屬的燃燒過(guò)程2．金屬的表面燃燒●過(guò)程：●原因：

金屬固體→熾熱表面與空氣接觸→非均相無(wú)焰燃燒四、金屬燃燒2．金屬的表面燃燒3Fe+2O2=Fe3O4注意：非揮發(fā)金屬的粉塵懸浮在空氣中可能發(fā)生爆炸，且無(wú)煙生成。舉例：氧焊、電焊、切割火花等。如：鋁粉、鎂粉爆炸。四、金屬燃燒（三）金屬的燃燒特點(diǎn)2、燃燒形式有差異低熔點(diǎn)金屬：蒸發(fā)燃燒，如鋰、鈉、鉀等。高熔點(diǎn)金屬：表面燃燒，如鋁，還有鋅、鐵、鈦等。粉塵爆炸：如鋁粉、鎂粉、鋅粉爆炸。1、燃燒條件有差異活潑金屬：易燃燒，如鋰、鈉、鉀，鎂、鈣；部分金屬：片狀、粒狀易著火，塊狀難著火，如鋅、鐵、鈦、鋯、鈾、

钚等。

四、金屬燃燒（三）金屬的燃燒特點(diǎn)3、燃燒危害多樣

高溫：如Mg的熱值為610000kJ/kg，燃燒溫度可高達(dá)3000℃以上。放射性：火災(zāi)中，遇鈾、钚、釷等，有放射性危害。

毒性：火災(zāi)中，遇汞、鉛等，會(huì)中毒。4、消防措施特殊防火要求：活性金屬要防潮，密封，浸沒(méi)在煤油或石蠟油中保存，如K、Na等?；馂?zāi)撲救：活性金屬火災(zāi)，禁用水，CO2撲救！宜用干沙、三氟化硼、7150(液態(tài)三甲氧基硼氧六環(huán)）等施救。

小

結(jié)主要內(nèi)容→熔化或分解-燃燒→蒸發(fā)燃燒或分解燃燒→熱、煙、毒、快或放射性→C、H、O、N、Cl等粉塵爆炸05（一）可燃粉塵凡顆粒極微小，遇點(diǎn)火源能夠發(fā)生燃燒或爆炸的固體物質(zhì)，叫可燃粉塵。按照動(dòng)力性能可分為懸浮粉塵和沉積粉塵，懸浮粉塵具有爆炸危險(xiǎn)，沉積粉塵具有火災(zāi)危險(xiǎn)。按照燃燒性能可分為易燃粉塵、可燃粉塵、難燃粉塵。一、可燃粉塵及其特性（二）可燃粉塵的特性1.具有高分散度在一定粒徑范圍內(nèi)，細(xì)小粉塵顆粒數(shù)占總粉塵顆粒數(shù)的百分?jǐn)?shù)，叫做粉塵在該粒徑范圍的分散度。分散度大的可燃粉塵，比表面積大，化學(xué)活性強(qiáng)，能長(zhǎng)時(shí)間懸浮在空氣中，因而燃燒爆炸危險(xiǎn)性大。一、可燃粉塵及其特性（二）可燃粉塵的特性2.具有較大的比表面積粉塵的比表面積主要決定于粉塵的粒度。同一體積的物體，粒度越小，表面積就越大。一、可燃粉塵及其特性正方體的邊長(zhǎng)/cm顆粒數(shù)量表面積/cm21160.1103600.011066000.00110960000.0001101260000粒度與表面積的關(guān)系（二）可燃粉塵的特性3.具有很強(qiáng)的吸附性和化學(xué)活性任何物質(zhì)的表面都具有能把其他物質(zhì)吸向自己的吸附作用?？扇挤蹓m有很大的比表面積，必然具有很強(qiáng)的吸附作用，可大量吸附空氣中的氧氣與之接觸并反應(yīng)，化學(xué)活性大大增強(qiáng)，反應(yīng)速率增快，燃燒爆炸的危險(xiǎn)性增大。一、可燃粉塵及其特性（二）可燃粉塵的特性4.具有較低的自燃點(diǎn)就同一種可燃粉塵而言，粒度越小，化學(xué)活性越強(qiáng)，自燃點(diǎn)越低。而且，沉積粉塵的自燃點(diǎn)比懸浮粉塵的自燃點(diǎn)低。這是由于懸浮粉塵粒子間距比沉積粉塵粒子間距大，因而在氧化過(guò)程中熱損失增加，導(dǎo)致懸浮粉塵的自燃點(diǎn)高于沉積粉塵的自燃點(diǎn)。一、可燃粉塵及其特性（二）可燃粉塵的特性5.具有較強(qiáng)的動(dòng)力穩(wěn)定性粉塵始終保持分散狀態(tài)而不向下沉積的特性稱為動(dòng)力穩(wěn)定性。對(duì)于粒度較小的粉塵，在受重力作用下降的同時(shí)，擴(kuò)散作用使之向空間中分布均勻。當(dāng)粉塵粒度小到一定程度以后，擴(kuò)散作用與重力作用平衡，粉塵就不會(huì)沉降了。粒度大小是粉塵動(dòng)力穩(wěn)定性的決定性因素，分散度越大，粒度越小，動(dòng)力穩(wěn)定性越強(qiáng)。一、可燃粉塵及其特性（一）粉塵爆炸的條件粉塵爆炸與一般物質(zhì)的燃燒一樣，應(yīng)具備三個(gè)基本條件，即可燃性、氧化劑和點(diǎn)火源。除此之外，要產(chǎn)生具有一定危害的粉塵爆炸，還應(yīng)具備兩個(gè)條件，即粉塵的懸浮擴(kuò)散與有限空間。將粉塵的五個(gè)基本條件稱為爆炸五角形，如圖所示。二、粉塵爆炸及危害粉塵爆炸五角形（一）粉塵爆炸的條件1.粉塵本身要具有可燃性在一般條件下，并非所有的可燃粉塵都能發(fā)生爆炸。金屬粉塵能在燃燒過(guò)程中因急劇反應(yīng)并放出巨大熱量，使空氣迅速升溫膨脹，因此具有爆炸性。而非金屬可燃粉塵在空氣中發(fā)生爆炸時(shí)，只能燃盡由粉塵分解出的可燃?xì)怏w，所含的碳渣卻來(lái)不及燃盡，這是和可燃?xì)怏w（蒸氣）在空氣中燃燒爆炸的不同之處。因此，非金屬可燃粉塵是否能釋放出可燃?xì)怏w是決定其爆炸性的關(guān)鍵。二、粉塵爆炸及危害（一）粉塵爆炸的條件2.氧化劑大多數(shù)粉塵需要氧氣、空氣或其他氧化劑做助燃劑。對(duì)于一些自供氧的粉塵如TNT粉塵可以不需要外來(lái)的助燃劑。3.有足夠的點(diǎn)火能量可燃粉塵發(fā)生燃燒爆炸，往往首先需要被加熱，或熔融蒸發(fā)，或受熱分解，放出可燃?xì)怏w，其過(guò)程比氣體燃燒復(fù)雜，著火感應(yīng)期也更長(zhǎng)，可達(dá)數(shù)十秒。因此，可燃粉塵爆炸需要較多的能量，其最小點(diǎn)燃能量一般為10～100，比可燃?xì)怏w的最小點(diǎn)火能量大102～103倍。二、粉塵爆炸及危害（一）粉塵爆炸的條件4.粉塵為懸浮粉塵，且達(dá)到爆炸濃度極限沉積的可燃粉塵是不會(huì)爆炸的，只有懸浮在空氣中的可燃粉塵才可能發(fā)生爆炸。能夠發(fā)生爆炸的懸浮粉塵同可燃?xì)怏w（蒸氣）一樣，濃度必須處于一定的范圍內(nèi)才能發(fā)生爆炸，即有一個(gè)爆炸濃度下限和一個(gè)爆炸濃度上限，單位用g/m3表示。二、粉塵爆炸及危害（一）粉塵爆炸的條件5.有限空間粉塵在封閉的設(shè)備或建筑物內(nèi)懸浮，一旦被點(diǎn)火源引燃，有限空間內(nèi)的溫度和壓力迅速升高而引起爆炸。但是，有些粉塵即使在開(kāi)放的空間內(nèi)也能引起爆炸，這類粉塵由于化學(xué)反應(yīng)速率極快，其化學(xué)反應(yīng)引起壓力升高的速率遠(yuǎn)大于粉塵云邊緣壓力釋放的速率，因此仍然能引起破壞性的爆炸。二、粉塵爆炸及危害（二）粉塵爆炸的過(guò)程二、粉塵爆炸及危害粉塵爆炸有兩種機(jī)理，一種機(jī)理是粉塵受熱后釋放可燃?xì)怏w發(fā)生燃燒和爆炸，稱為Ⅰ型粉塵爆炸；另一種機(jī)理是粉塵粒子接受火源的熱量后直接與氧化劑發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)，稱為Ⅱ型粉塵爆炸。（二）粉塵爆炸的過(guò)程二、粉塵爆炸及危害一般說(shuō)來(lái)，Ⅰ型粉塵爆炸包括如下幾個(gè)步驟：（1）懸浮粉塵在熱源作用下溫度迅速升高。（2）粉塵粒子表面的分子在熱作用下發(fā)生熱分解或者干餾，在粒子周圍產(chǎn)生可燃?xì)怏w。（3）粒子周圍產(chǎn)生的可燃?xì)怏w被點(diǎn)燃，形成局部小火焰。（4）粉塵燃燒放出熱量，以熱傳導(dǎo)和火焰輻射方式傳給附近原來(lái)懸浮著的或被吹揚(yáng)起來(lái)的粉塵，這些粉塵受熱汽化后使燃燒循環(huán)持續(xù)進(jìn)行下去，隨著每個(gè)循環(huán)的逐次加快進(jìn)行，其反應(yīng)速率也逐漸增大，通過(guò)激烈的燃燒，最后形成爆炸。Ⅰ型粉塵爆炸過(guò)程示意圖（二）粉塵爆炸的過(guò)程二、粉塵爆炸及危害對(duì)于Ⅱ型粉塵爆炸，在爆炸過(guò)程中不釋放可燃?xì)怏w，粉塵粒子受熱后直接與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的反應(yīng)熱使火焰?zhèn)鞑ァＴ诨鹧鎮(zhèn)鞑ミ^(guò)程中，反應(yīng)熱使周圍的粉塵和空氣加熱迅速膨脹，從而導(dǎo)致粉塵爆炸。例如金屬粉塵爆炸，由于不能像其他可燃粉塵一樣能夠發(fā)生分解或汽化，金屬粉塵爆炸主要是由于大量燃燒熱迅速加熱了周圍環(huán)境的氣體而形成的。（三）粉塵爆炸的危害二、粉塵爆炸及危害1.高壓作用時(shí)間長(zhǎng)，破壞力強(qiáng)與可燃?xì)怏w爆炸相比，可燃粉塵爆炸時(shí)的燃燒速率和產(chǎn)生的最大爆炸壓力都要略小一些，但因粉塵密度比氣體大，且燃燒時(shí)間長(zhǎng)，爆炸壓力上升速率和下降速率都較慢，所以壓力與時(shí)間的乘積（即爆炸釋放的能量）較大，加上粉塵粒子邊燃燒邊飛散，爆炸的破壞性和對(duì)周圍可燃物的燒損程度也更為嚴(yán)重。（三）粉塵爆炸的危害二、粉塵爆炸及危害2.產(chǎn)生二次爆炸，危害巨大可燃粉塵初始爆炸產(chǎn)生的氣浪會(huì)使沉積粉塵揚(yáng)起，在新的空間內(nèi)達(dá)到爆炸濃度而產(chǎn)生二次爆炸。另外，在粉塵初始爆炸地點(diǎn)，空氣和燃燒產(chǎn)物受熱膨脹，密度變小，經(jīng)過(guò)極短的時(shí)間后形成負(fù)壓區(qū)，新鮮空氣向爆炸點(diǎn)逆流，促使空氣的二次沖擊，若該爆炸地點(diǎn)仍存在粉塵和火源，也有可能發(fā)生二次爆炸、多次爆炸。二次爆炸往往比初次爆炸壓力更大，破壞更嚴(yán)重。（三）粉塵爆炸的危害二、粉塵爆炸及危害3.燃燒不充分，產(chǎn)物毒性大可燃粉塵爆炸由于時(shí)間短，粉塵粒子不可能完全燃燒，有些沉積粉塵還有陰燃現(xiàn)象。因此粉塵爆炸后，在爆炸產(chǎn)物中含有大量的CO及分解產(chǎn)生的HCl、HCN等，產(chǎn)物毒性比較大，易使人員中毒。（一）粒度三、粉塵爆炸的主要影響因素粒度是可燃粉塵爆炸的重要影響因素。粒度越小，分散度越大，表面積越大，化學(xué)活性越強(qiáng)，在空氣中懸浮的時(shí)間也更長(zhǎng)，氧化反應(yīng)速率也就越快。因此，就越容易發(fā)生爆炸，其最小點(diǎn)火能量和爆炸濃度下限更低，爆炸濃度范圍擴(kuò)大，最大爆炸壓力及上升速率也越大，爆炸危險(xiǎn)性和破壞性增加。如果粉塵的粒度過(guò)大，它就會(huì)因此失去爆炸性。（二）燃燒熱燃燒熱高的可燃粉塵，其爆炸濃度下限低，一旦發(fā)生爆炸即呈高溫高壓，爆炸威力大。三、粉塵爆炸的主要影響因素點(diǎn)燃電壓（伏）粉塵爆炸濃度下限值與燃燒熱的關(guān)系（二）燃燒熱燃燒熱高的可燃粉塵，其爆炸濃度下限低，一旦發(fā)生爆炸即呈高溫高壓，爆炸威力大。三、粉塵爆炸的主要影響因素（三）揮發(fā)組分粉塵含可燃揮發(fā)組分越多，熱解溫度越低，爆炸危險(xiǎn)性和爆炸產(chǎn)生的壓力越大。（四）灰分和水分可燃粉塵中的灰分（即不燃物質(zhì)）和水分的增加，其爆炸危險(xiǎn)性便降低。因?yàn)椋鼈円环矫婺茌^多地吸收體系的熱量，從而減弱粉塵的爆炸性能；另一方面灰分和水分會(huì)增加粉塵的密度，加快其沉降速率，使懸浮粉塵濃度降低。三、粉塵爆炸的主要影響因素（三）揮發(fā)組分粉塵含可燃揮發(fā)組分越多，熱解溫度越低，爆炸危險(xiǎn)性和爆炸產(chǎn)生的壓力越大。（四）灰分和水分可燃粉塵中的灰分（即不燃物質(zhì)）和水分的增加，其爆炸危險(xiǎn)性便降低。因?yàn)?，它們一方面能較多地吸收體系的熱量，從而減弱粉塵的爆炸性能；另一方面灰分和水分會(huì)增加粉塵的密度，加快其沉降速率，使懸浮粉塵濃度降低。三、粉塵爆炸的主要影響因素（五）氧含量氧含量是粉塵爆炸敏感的因素，隨著空氣中氧含量的增加，爆炸濃度范圍也擴(kuò)大。在純氧中，粉塵的爆炸濃度下限下降到只有空氣中的1/3～1/4，而能夠發(fā)生爆炸的最大顆粒尺寸則可增大到空氣中相應(yīng)值的5倍。同時(shí)，粉塵爆炸壓力隨空氣中氧含量的增加而增加。三、粉塵爆炸的主要影響因素（六）空氣濕度空氣濕度增加，粉塵爆炸危險(xiǎn)性減小。因?yàn)闈穸仍龃?，有利于消除粉塵靜電和加速粉塵的凝聚沉降。同時(shí)水分的蒸發(fā)消耗了體系的熱能，稀釋了空氣中的氧含量，降低了粉塵的燃燒反應(yīng)速率，使粉塵不易爆炸。（七）可燃?xì)怏w含量當(dāng)粉塵與可燃?xì)怏w共存時(shí)，粉塵爆炸濃度下限相應(yīng)下降，且最小點(diǎn)燃能量也有一定程度的降低。即可燃?xì)怏w的出現(xiàn)，大大增加了粉塵的爆炸危險(xiǎn)性。三、粉塵爆炸的主要影響因素（八）溫度和壓強(qiáng)當(dāng)溫度升高或壓強(qiáng)增加時(shí)，粉塵爆炸濃度范圍會(huì)擴(kuò)大，所需點(diǎn)燃能量下降，危險(xiǎn)性增大。（九）點(diǎn)火源強(qiáng)度和最小點(diǎn)燃能量點(diǎn)火源的溫度越高、強(qiáng)度越大，與粉塵混合物接觸時(shí)間越長(zhǎng)，爆炸范圍就變得更寬，爆炸危險(xiǎn)性也就更大。粉塵的最小點(diǎn)燃能量越小，其爆炸危險(xiǎn)性就越大。三、粉塵爆炸的主要影響因素（一）粉塵爆炸的預(yù)防1.控制粉塵在空氣中的濃度應(yīng)采用密閉性能良好的設(shè)備，盡量減少粉塵飛散逸出；要安裝有效的通風(fēng)除塵設(shè)備，加強(qiáng)清掃工作，及時(shí)清除電機(jī)、燈具、墻壁上和地溝中的粉塵。2.控制室內(nèi)濕度粉塵爆炸通常發(fā)生在室內(nèi)或容器內(nèi)，如果設(shè)法使室內(nèi)或容器中的相對(duì)濕度提高到65%以上，將可減少粉塵飛揚(yáng)，消除靜電，避免爆炸。四、粉塵爆炸的預(yù)防與控制（一）粉塵爆炸的預(yù)防3.改善設(shè)備、控制火源凡是粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所屬級(jí)，應(yīng)采用防爆電器設(shè)備；嚴(yán)格控制點(diǎn)火源。注意防止金屬物件或砂石混進(jìn)機(jī)器內(nèi)撞擊摩擦而產(chǎn)生火花；做好接地處理，以防靜電。4.控制溫度和含氧濃度要對(duì)機(jī)器設(shè)備經(jīng)常測(cè)溫，防止摩擦發(fā)熱。凡有粉塵沉積的容器，要有降溫措施；必要時(shí)還可充入惰性氣體（如N2），以降低氧氣的含量。四、粉塵爆炸的預(yù)防與控制（一）粉塵爆炸的預(yù)防5.防止二次爆炸的發(fā)生在撲救粉塵火災(zāi)中，應(yīng)注意不要使沉積粉塵飛揚(yáng)起來(lái)，不宜用直流水、CO2滅火器等帶有沖擊力的滅火劑滅火，最好采用噴霧水流，以防發(fā)生二次爆炸。四、粉塵爆炸的預(yù)防與控制（二）粉塵爆炸的控制1.增強(qiáng)裝置的強(qiáng)度2.設(shè)置爆炸泄壓3.抑制爆炸四、粉塵爆炸的預(yù)防與控制固體材料阻燃處理06阻燃是使固體材料具有防止、減緩或終止有焰燃燒以及提高耐火的性能。在建筑、電氣及日常生活中使用的木材、塑料和紡織品，大多數(shù)是易燃材料。為了預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生，或者發(fā)生火災(zāi)以后阻止或延緩火災(zāi)的發(fā)展，往往用阻燃劑對(duì)易燃材料進(jìn)行阻燃處理，使易燃材料變成難燃，或僅碳化而不著火、不發(fā)煙，或者雖碳化、著火和發(fā)煙，但燃燒難以擴(kuò)展。（一）阻燃劑所謂阻燃劑，就是用以提高材料抗燃性即阻止材料被引燃及抑制火焰?zhèn)鞑サ闹鷦?。常用的阻燃方法有兩種：一是在材料的表面噴涂阻燃劑(防火涂料)；二是在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中加入阻燃劑制備阻燃材料。一、阻燃劑及其分類（一）阻燃劑阻燃劑的阻燃性主要通過(guò)下列作用來(lái)實(shí)現(xiàn)：

1．捕捉自由基

2．吸收熱量

3．覆蓋作用

4．稀釋作用

5．轉(zhuǎn)移效應(yīng)

6．增強(qiáng)效應(yīng)一、阻燃劑及其分類（二）阻燃劑的分類具有阻燃作用的常用化學(xué)元素有Cl、Br、P、Sb、Al、Mg等，若這些元素是以化學(xué)鍵的形式結(jié)合到聚合物鏈上的，稱為反應(yīng)型阻燃劑；若摻混在聚合物中，則稱為添加型阻燃劑。其中添加型阻燃劑分為無(wú)機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑。一、阻燃劑及其分類（二）阻燃劑的分類1.無(wú)機(jī)阻燃劑無(wú)機(jī)阻燃劑的阻燃作用主要是吸熱作用和提高材料表面致密性，它有穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、不析出、低毒、價(jià)格低廉、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是：為達(dá)到較好的阻燃效果添加量大，從而導(dǎo)致聚合物材料的加工性能和物理機(jī)械性能下降。常見(jiàn)的無(wú)機(jī)阻燃劑有氫氧化鋁、聚磷酸銨、次磷酸鋁。一、阻燃劑及其分類（二）阻燃劑的分類2.有機(jī)阻燃劑有機(jī)阻燃劑品種很多，按化合物類別來(lái)區(qū)分，主要有機(jī)磷系阻燃劑、有機(jī)鹵系阻燃劑、有機(jī)硼系阻燃劑等。在有機(jī)磷系阻燃劑中又可分為含鹵和不含鹵兩類。在鹵系阻燃劑中則分為氯系和溴系兩類。一、阻燃劑及其分類（二）阻燃劑的分類2.有機(jī)阻燃劑有機(jī)阻燃劑品種很多，按化合物類別來(lái)區(qū)分，主要有機(jī)磷系阻燃劑、有機(jī)鹵系阻燃劑、有機(jī)硼系阻燃劑等。在有機(jī)磷系阻燃劑中又可分為含鹵和不含鹵兩類。在鹵系阻燃劑中則分為氯系和溴系兩類。一、阻燃劑及其分類（一）高聚物的阻燃技術(shù)1．物理共混技術(shù)（1）與難燃聚合物共混法這是在保持材料性能基本不變的情況下，將阻燃性差的聚合物與難燃聚合物共混，使共混后聚合物阻燃性提高，例如ABS/PVC合金材料。二、固體材料的阻燃和防護(hù)技術(shù)（一）高聚物的阻燃技術(shù)1．物理共混技術(shù)（2）添加阻燃劑法在各類聚合物中添加阻燃劑，以達(dá)到改善材料阻燃性能的目的，這是目前最常采用的方法，也是最經(jīng)濟(jì)、最簡(jiǎn)便的方法。在生產(chǎn)實(shí)踐中，為了增加無(wú)機(jī)阻燃劑與聚合物的相容性，一般要求對(duì)無(wú)機(jī)阻燃劑進(jìn)行表面活性處理，以增加聚合物加工過(guò)程中的流動(dòng)性和改善聚合物的物理機(jī)械性。二、固體材料的阻燃和防護(hù)技術(shù)（一）高聚物的阻燃技術(shù)2．化學(xué)反應(yīng)技術(shù)以往多數(shù)阻燃劑均是在普通樹(shù)脂中添加阻燃劑，這種添加型阻燃樹(shù)脂存在阻燃效果不穩(wěn)定、阻燃劑用量大、樹(shù)脂加工性差、強(qiáng)度損失大等缺點(diǎn)。近幾年，國(guó)內(nèi)外把重點(diǎn)均放在開(kāi)發(fā)反應(yīng)型阻燃樹(shù)脂上，反應(yīng)型聚酯復(fù)合材料的阻燃主要是將可燃性基體樹(shù)脂轉(zhuǎn)變?yōu)殡y燃或不燃樹(shù)脂。常用的主要原料有二溴新戊二醇、四溴苯酚等含鹵原料。二、固體材料的阻燃和防護(hù)技術(shù)（二）木材的阻燃處理對(duì)木材及其制品的阻燃處理方法常用的有浸漬、涂刷和添加阻燃劑。對(duì)纖維板、木屑板等木制品采用添加阻燃劑進(jìn)行阻燃處理；對(duì)于木材表面常采用涂刷防火涂料進(jìn)行阻燃處理。對(duì)板材等原木制品可采用浸漬處理