第二节 危险化学品燃烧爆炸特性

1、第二节：危险化学品燃烧爆炸特性第二节：危险化学品燃烧爆炸特性12 危险物品：凡具有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质，在运输、装卸、贮存和保管过程中容易造成人身伤亡和财产损失（燃烧、爆炸、中毒、灼伤及污染环境事故）而需要特别防护的物品。 要研究的危险化学品种类：可燃（易燃）气体、液体；易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品；压缩气体和液体；氧化剂和有机过氧化物。危险化学品的消防主要需要注意两项：一是灭火；二是防泄漏。3 3一一. .可燃气体可燃气体31.11.1气体的燃烧形式和分类（1）燃烧形式：与液体和固体不同，不需经过蒸发、融化等过程。扩散燃烧：一边接触，一边燃烧，稳定的进行；举例，做饭用的天

2、然气、煤气的燃烧l 燃烧速度低、稳定式燃烧，控制好不会形成火灾。动力燃烧（混合燃烧）：燃烧前按一定比例均匀混合，形成预混气体。l 燃烧速度快，发生爆炸式燃烧。救火方法：切断气源。指遇火、受热或与氧化剂接触能着火或爆炸的气体。指遇火、受热或与氧化剂接触能着火或爆炸的气体。4 4一一. .可燃气体可燃气体41.11.1气体的燃烧形式和分类（2）燃烧分类：按爆炸极限分为两级。 一级可燃气体的爆炸下限小于10%；l 危险、绝大多数可燃气体均是。二级可燃气体的爆炸下限大于等于10%。l 少数可燃气体属于。生产和贮存过程中，以及可燃气体归为甲类火灾危险，二级可燃气体归为乙类火灾危险。5 5一一. .可燃气

3、体可燃气体51.21.2可燃气体的燃烧速度（1）通常情况，单一化学组分的气体（单元素）比组成复杂的气体（多元素）的燃烧速度快；（2）燃烧速度常以火焰的传播速度衡量，影响因素： 可燃气体的浓度； 混合气体中惰性气体浓度增加，消耗热量使火焰传播速度降低； 混合物的初始温度越高，火焰传播速度越快； 随管道直径的增加，传播速度增加，但有极限值，管径很大时，传播速度不再增大；管径很小时，火焰熄灭，不再传播。6一一. .可燃气体可燃气体61.31.3影响爆炸极限的主要因素 初始温度：温度越高，分子或原子的动能增加，碰撞次数增加，反应越易进行，下限下降，上限增高。373473573673773873973T

4、/KCH4含量/%爆炸范围7 71.31.3影响爆炸极限的主要因素 含氧量：越大，爆炸范围越大，尤其是爆炸上限提高的更多。 惰性介质：混合物中，惰性气体含量增加，系统中氧的浓度相对减少，爆炸上限剧烈下降，爆炸范围缩小。惰性气体浓度提高到某一数值时，混合物就不能爆炸了。 生产中的应用：常在易燃的气体或蒸气中掺入氮 气、二氧化碳等。一一. .可燃气体可燃气体8 81.31.3影响爆炸极限的主要因素爆炸极限 初始压力：一般压力增加，分子碰撞几率增多，危险性越大，爆炸范围扩大。反例：CO随初始压力增加，爆炸极限范围缩小。压力对爆炸上限影响显著，对下限影响较小。压力降到一定值时，上限与下限重合，此时的压

5、力称为临界压力，临界压力以下，系统不能爆炸。减压操作对安全有利反例：磷化氢与氧混合，压力降到一定值会突然爆炸等。50100150200250300350压力/atmCH4含量/%一一. .可燃气体可燃气体9 91.31.3影响爆炸极限的主要因素爆炸极限 容器：l容器的尺寸：容器、管子直径越小，爆炸范围越小。小到一定程度，火焰会熄灭。生产中的应用：干式阻火器l容器的材质：氢和氟在玻璃容器中，避光于很低温度下即会爆炸，但在银制容器中，在一般温度下才能发生反应。 能源：各种爆炸混合物都有一个最低爆炸能量，即点火能量。火花的能量、热表面的面积、火源与混合物的接触时间等，对爆炸极限均有影响。 其他因素：

6、如光、表面活性剂。杂质：水等杂质影响很大，如无水，干燥的氯无氧化功能，干燥的空气不能氧化钠或磷，干燥的氢氧混合物在1000 下也不爆炸；少量的硫化氢会大大降低水煤气的燃点。一一. .可燃气体可燃气体1010会导致爆炸气体的爆炸极限范围变大的条件是（）A 初始温度降低B 管径减小C 点火源能量减小D 初始压力增大可燃性粉尘与空气混合物的温度降低，其爆炸危险性（）A 增大B 减小C 不变D 不一定在爆炸性混合气体中加入惰性气体，当惰性气体增加到某一值时，（）A 爆炸上、下限差值为常数，但不为0B 爆炸上、下限趋于一致C 爆炸上限不变，下限增加D 爆炸上限不变，下限减少一一. .可燃气体可燃气体1.

7、31.3练习题相应安全措施相应安全措施（1 1）溢漏处理）溢漏处理了解气体种类，做好相了解气体种类，做好相应的人身防护，及时设应的人身防护，及时设法拧紧气嘴。法拧紧气嘴。（2 2）着火处理）着火处理当漏出的气体着火时，当漏出的气体着火时，应将相邻的气瓶移到安应将相邻的气瓶移到安全距离以外；冷却受热全距离以外；冷却受热气瓶。气瓶。1111二二. .可燃液体可燃液体112.12.1燃烧形式和液体火灾（1）燃烧形式：受热汽化形成蒸气，按气体的燃烧方式进行。（2）液体火灾： 沸溢火灾：贮槽内液体在加热（外部给热）的过程中，随时间的延长，除表面被加热外，里层也逐渐被预热。l对于沸腾温度比贮槽侧壁温度高的

8、可燃液体（温度高的密度小，在上层），其里层的加热是以热传导的方式进行的，随着离开液面距离的加大，里层温度很快下降，里面液体预热不严重。指遇火、受热或与氧化剂接触能着火或爆炸的液体物质。闪点=318K的称为可燃液体。1212二二. .可燃液体可燃液体122.12.1燃烧形式和液体火灾（2）液体火灾： 沸溢火灾：l 对于沸腾温度比贮槽侧壁温度低的可燃液体（温度高的密度小，在上层），其以对流的方式沿整个深度进行加热，这种在较大程度内进行的加热可造成该液体由于剧烈沸腾而溢出或溅落在附近地面，使火蔓延。l 由多种成分组成的可燃液体的分馏产物在贮槽内的加热。例如重油、黑油等石油产品的燃烧。1313二二.

9、.可燃液体可燃液体132.12.1燃烧形式和液体火灾（2）液体火灾： 喷溅火灾：贮槽内有水垫，且沸腾温度比贮槽温度低的可燃液体，或由多种成分组成的可燃液体的分馏产物，讲义对流的方式加热里层液体，水便气汽化产生大量的蒸汽，随着蒸汽压力的逐渐升高，达到足以把上面的油层抛向上空，而向四周喷溅。1414二二. .可燃液体可燃液体142.12.1燃烧形式和液体火灾（2）液体火灾： 喷流火灾：处于压力下的可燃液体的燃烧。l 喷流式燃烧速度快、冲力大、火焰传播迅速，火灾初期阶段如能及时切断可燃液体来源，较易扑灭；若燃烧时间延长，则较难扑灭。1515二二. .可燃液体可燃液体152.12.1燃烧形式和液体火灾

10、（2）液体火灾： 池火灾：可燃液体（如汽油、柴油等）泄漏后流到地面形成液池，或流到睡眠并覆盖水面，遇到火源燃烧而成池火。大多数液体火灾属于此种情况。l 池火灾的规模不仅取决于液体燃料的量，而且取决于油的面积，油的面积越大，则火灾规模越大。l 要减小火灾必须防止油面的扩大。1616二二. .可燃液体可燃液体162.22.2可燃液体的分类（1）按闪点不同： 低闪点液体：闪点-18; 中闪点液体： -18闪点23 ； 高闪点液体： 23闪点61 .闪点45，成为易燃液体。l 使用汽油（闪点小于-20）洗手欧、洗工作服或擦地板等都是造成火灾爆炸事故的常见原因，必须严格禁止。1717二二. .可燃液体可

11、燃液体172.22.2可燃液体的分类l 同一类有机化合物中，一般是分子量小的火灾危险性越大（闪点越低），但自燃点越高。如在醇类化合物中，甲醇的火灾危险性要比分子量较大的乙醇、丙醇的大。l 在脂肪族碳氢化合物中，醚的火灾危险性最大，醛、酮、酯类次之，醇类又次之，酸类最小。l 在芳香族碳氢化合物中，以氯基、氢氧基、胺基等基团取代了苯环中的氢而形成的各种衍生物，其火灾危险性都较小。含碳酸基的不易着火；相反含硝基的化合物则很容易着火。1818二二. .可燃液体可燃液体182.22.2可燃液体的分类（2）按化学性质和商品类别不同： 化学化工原料及溶剂; 硅的有机化合物； 各种易燃性油漆类； 各种树脂和粘

12、合剂； 各种油墨和调色油； 含有易燃液体的物品； 盛放于易燃液体中的物品； 其他。1919二二. .可燃液体可燃液体192.32.3液体的燃烧速度 取决于液体的蒸发速度，燃烧的速度可有两种表示方法： 单位时间被燃烧消耗的液层厚度，称为液体的直线速度； 单位时间内没单位面积上被燃烧消耗的液体质量，成为液体的质量速度。 为了加快液体的燃烧速度和燃烧效率可采用喷雾燃烧，即通过喷嘴将液体喷成雾滴，从而扩大液体蒸发的表面积。油中掺水即乳化燃烧也行。2020二二. .可燃液体可燃液体202.42.4评价液体燃爆危险性的主要技术参数 闪点、饱和蒸气压、爆炸极限，此外还有相对密度、流动扩散性、沸点等。 饱和蒸

13、气压：单位时间内从液体蒸发出来的分子数等于回到液体里的分子数的蒸气，其具有的压力。l 蒸气压越大，则蒸发速度越快，闪点越低，所以火灾危险性越大；l 蒸汽压与温度有关，温度升高，蒸汽压增加，温度超过沸点时所对应的汽压力，能导致容器爆裂，造成火灾蔓延。2121二二. .可燃液体可燃液体212.42.4评价液体燃爆危险性的主要技术参数 爆炸极限：可燃液体的着火和爆炸是蒸气而不是液体本身，因此爆炸极限对液体燃爆危险性的影响和评价同可燃气体。 闪点：闪点越低，表示越易起火。l 可燃液体的闪点随其水溶液浓度的降低而升高。因此对水溶性液体的火灾，可用大量水扑救，降低可燃液体的浓度。l 在易燃的溶剂中加入四氯

14、化碳，其闪点提高，加入一定数值后，不能闪燃。在安全上可甲乙利用。2222二二. .可燃液体可燃液体222.42.4评价液体燃爆危险性的主要技术参数 相对密度：同体积液体和水的质量之比。可燃液体的相对必读大多小于1.l 相对密度越小，则蒸发速度越快，闪点越低，因而其火灾爆炸的危险性越大；l 比水轻且不溶于水的液体着火，不能用直流水扑救。比水重且不溶于水的可燃液体（如二硫化碳）可贮存于水中，既安全防火又经济方便。2323二二. .可燃液体可燃液体232.42.4评价液体燃爆危险性的主要技术参数 带典性：大部分可燃液体是高电阻率（电阻大）的电介质，具有带电能力，如醚类、酮类、酯类、芳香烃类、石油及其

15、产品等。有带电能力的液体在灌注、运输和流动过程中，都有因摩擦产生静电放电而发生火灾的危险。醇类、醛类和羧酸类不是电介质，电阻率低，一般没有带电能力，静电火灾危险性小。相应安全措施（1）对于石油、汽油、煤油等比水轻且又不溶于水或微溶于水的烃基化合物的液体火灾，可用泡沫、干粉、卤代烷等灭火剂扑救；（2）对于比水轻能溶于水或部分溶于水的甲醇等醇类，酯类或酮类的易燃液体着火时，可用雾状水、干粉等灭火剂进行施救；（3）比水重又不溶于水的液体，可用水扑救 。2424三三. .可燃固体可燃固体243.13.1固体燃烧过程和分类（1）燃烧过程： 简单固体（单元素组成，熔点低，因为熔点与碳数有关）：先熔化再蒸发

16、并分解、氧化而燃烧； 复杂固体（多种元素组成）：直接分解放出气态产物，再氧化燃烧。 焦炭和金属等燃烧时呈炽（chi）热状态，无火焰发生，属于无焰燃烧。 木材的燃烧需要注意。指遇火、受热、摩擦撞击或与氧化剂接触能着火的固体物质。燃点在573K以下的称为易燃固体，573K以上的称为可燃固体。2525三三. .可燃固体可燃固体253.13.1固体燃烧过程和分类特例：l萘的片状晶体，有易于升华的特点，当受热后即蒸发，可以不经过熔化而直接变成气体分子受氧化而燃烧；l某些金属粉末如镁粉、铝粉等，遇火源能与氧直接化合而燃烧，不会产生气体和火焰，只发生灼热的火光。2626三三. .可燃固体可燃固体263.13

17、.1固体燃烧过程和分类（2）分类：按燃烧的难易程度 易燃固体：燃点（着火点）=300。2929三三. .可燃固体可燃固体293.23.2固体燃烧速度l 与燃烧的比表面积有关，比表面积越大，单位体积所受热量越大，燃烧速度越快；l 密度越大，燃烧速度越慢；l 含水量越大燃烧速度越慢。3030三三. .可燃固体可燃固体303.33.3可燃固体的火灾危险性（评价固体危险性的参数）（1）燃点：燃点越低，越容易着火，火灾危险性越大。控制可燃物的温度在燃点以下是防火措施之一。（2）熔点：物质由固态转变为液态的最低温度。熔点低的受热容易蒸发或汽化，因此燃点越低，燃烧速度越快。（3）自燃点：固体物质组成中分子间

18、隔小，单位体积密度大，受热时蓄热条件好，自燃点一般低于可燃液体和气体。自燃点越低，越危险。3131三三. .可燃固体可燃固体313.43.4粉尘爆炸以下7类粉尘具有爆炸性： 金属； 煤炭； 粮食； 合成材料； 饲料； 农副产品； 林产品。3232三三. .可燃固体可燃固体323.43.4粉尘爆炸（1）爆炸机理：有爆炸下限和爆炸上限。在火源作用下，先产生原始小火球，随着热和活性中心（小火球）的发展和传播，火球不断扩大而形成爆炸。（2）与气体混合物爆炸相比的特点：l爆炸时燃烧并不完全，举例；l有产生二次爆炸的可能性；l爆炸的感应期长（有一潜伏期）；l点火起始能量大，为气体的近百倍；l产生两种有毒气

19、体，一种是一氧化碳，另一种是爆炸物自身分解出的毒性气体。3333三三. .可燃固体可燃固体333.43.4粉尘爆炸（3）爆炸极限：以爆炸浓度下限来表示。因为此下限浓度时，所含固体物已相当多，以云雾（尘云）的形式而存在，一般在设备内部或直接接近粉尘的发源地的地方才能达到。置于爆炸上限，浓度太高，一般场合不会达到，所以没有实际意义。l粉尘混合物的爆炸下限不是固定不变的，与粉尘的分散度、湿度、火源性质、可燃气含量、氧含量、惰性粉尘和灰分、温度等有关。分散度越高、可燃气体和氧的含量越大、火源强度和原始温度越高、湿度越低、惰性粉尘和灰分越少，爆炸范围越大；粒度越细的粉尘，其单位体积的表面积越大，越容易爆

20、炸。3434三三. .可燃固体可燃固体34相应安全措施（1）绝大多数可以用水扑救；（2）镁粉、铝粉等金属元素的粉末火灾，不可用水、二氧化碳等施救，宜用雾状水、开花水扑救。（3）由于三硫化四磷、五硫化二磷等硫的磷化物遇水或潮湿空气，可分解产生易燃有毒的硫化氢气体，所以也不可用水施救。3535四四. .其他危险物品其他危险物品354.14.1遇水燃烧物质凡与水或潮气接触能分解产生可燃气体，同时放出热量引起燃烧或爆炸或遇明火引起燃烧或爆炸的物质。也能与酸或氧化剂发生反应，而且更剧烈。4.1.14.1.1分类-引起着火的情况（1）遇水发生剧烈反应，释放出的高热能把反应产生的可燃气体加热至自燃点，不经点

21、火也会着火燃烧。（2）遇水反应，但放热少，不足以把产生的可燃气体加热至自燃点。不过当一旦接触火源也会立即着火燃烧。3636四四. .其他危险物品其他危险物品364.1.14.1.1分类-引起爆炸的情况（1）在封闭的空间（容器）内，物质遇水或潮气作用，放出可燃气体和热量，l与容器内空气形成爆炸性混合气，有爆炸隐患；l由于气体体积膨胀，容器压力逐渐增大，造成爆炸；l在受热、撞击、摩擦、振动等外力作用（额外提供了热量）下，造成容器胀裂而引起爆炸，如电石桶。（2）物质与水发生剧烈反应，即使在敞开的空间，释放出的可燃气体迅速与周围空气混合达到爆炸极限，由于自燃或遇明火而引起爆炸，如金属钠、钾等。3737

22、四四. .其他危险物品其他危险物品374.1.14.1.1分类-反应的剧烈程度和危险性大小（1）一级遇水燃烧物质：剧烈反应，单位时间内产生的可燃气体多且放热大，容易引起燃烧爆炸。l活泼金属（常指碱金属，第一主族的元素）及其氢化物；l硫的金属化合物，（两种金属和硫化和的物质）；l磷化物，如磷化钙、磷化锌等，遇水分解出磷化氢；l硼烷（硼氢化合物），遇水不稳定。（2）二级遇水燃烧物质：反应，放热小，一般需在火源下才能引起燃烧。如金属钙、锌粉等。生产中，所有遇水燃烧物质均划为甲类火灾危险。3838四四. .其他危险物品其他危险物品384.1.24.1.2火灾爆炸危险性（1）不同遇水燃烧物质除了反应的剧

23、烈程度和释放出的热量不同外，所产生的可燃气体的性质也有所不同。l生成氢气；l生成碳氢化合物，如甲烷；l生成其他可燃气体，如磷化氢、氨气等。（2）危险性表现： 燃烧性：在贮存、运输和使用时，应注意防火、防潮、防雨雪。遇水着火时不准用水或酸碱泡沫灭火剂及泡沫灭火剂扑救。应用干砂、干粉灭火剂、二氧化碳灭火剂等进行扑救。3939四四. .其他危险物品其他危险物品394.1.24.1.2火灾爆炸危险性（2）危险性表现： 自燃性：有些遇水燃烧物质放置在空气中即具有自燃性。这类物质的贮存为：浸没于矿物油或液体石蜡等不吸水物质中并密封，以隔离空气和水蒸气。 爆炸性：装有遇水燃烧物质的容器，装卸作业时不得翻滚、

24、撞击、摩擦、倾倒等，必须轻装轻卸。若容器鼓包，应及时处理。 其他危险性：搬运场所应通风、散热、并严禁火源。相应安全措施（1）不可使用的灭火剂：A、水和含水的灭火剂；B、二氧化碳、卤代烷；（2）可使用的灭火剂：干粉、黄土、干砂、石粉等。4040四四. .其他危险物品其他危险物品404.24.2自然物质（1）一级自燃物质：与空气接触极易氧化，反应速率快，自燃点低，火灾危险性大；（2）二级自燃物质：与空气接触氧化速度慢，自燃点低，如果通风不良，积热不散也能引起自燃。4.2.14.2.1自然物质分类-自燃的难易程度和危险性大小指凡是不需要明火作用，与空气接触或空气中的水分接触即能进行放热的氧化或水解反

25、应，当温度升到自燃点就会发生自行燃烧的物质。4141四四. .其他危险物品其他危险物品41（1）化学活泼性：极易氧化而引起自燃。如黄磷，自燃点34左右，可贮存于水中，与其着火，可用长铁夹夹出放入水中，不可用高压水枪，以防着火的黄磷被冲散扩大火势；（2）化学性质不稳定，容易分解导致自燃。如硝化纤维及其制品，着火时可用泡沫和水进行扑救，但表面或扑灭后，内部因氧化反应还在继续，放热继续，有复燃可能，因此灭火后应及时深埋。（3）分子具有高的键能（不饱和键），容易与空气中氧作用。如桐油。4.2.24.2.2自然物质的燃烧性质-一种分类方法相应安全措施（1）除三乙基铝和铝铁溶剂（三乙基铝遇水产生乙烷，铝铁

26、熔剂燃烧时温度极高，能使水分解产生氢气）不能用水扑救外，一般可用大量的水进行灭火，也可用砂土、二氧化碳和干粉灭火；（2）对于本身或产物有毒的自燃物品，扑火时一定注意防毒。4242四四. .其他危险物品其他危险物品424.34.3氧化剂（1）无机氧化剂：得到电子（化合价降低）的物质。l一级无机氧化剂：碱金属或碱土金属的过氧化物和盐类，极不稳定，容易分解，氧化性很强，能引起燃烧或爆炸；l二级无机氧化剂：除一级以外的所有氧化剂，虽也容易分解，但比一级较稳定，能引起燃烧。（2）有机氧化剂：反应中失去氧或获得氢的物质。l一级有机氧化剂：有机物的过氧化物或硝酸化合物，极不稳定；l二级有机氧化剂：比一级中化

27、学性质稳定的有机过氧化物。4.3.14.3.1氧化剂的分类-化学组成指具有氧化性能，遇酸碱、强热、摩擦或与易燃物、还原剂等接触能分解并引起燃烧或爆炸的物质，包括有机过氧化物。4343四四. .其他危险物品其他危险物品43（3）氧化剂氧化性强弱：元素：非金属性（得电子能力）强，氧化性越强；化合物：含高价态元素，且该元素化合价越高，氧化性越强。4.3.14.3.1氧化剂的分类-化学组成4444四四. .其他危险物品其他危险物品44（1）氧化性或助燃性：具有强烈的氧化性能，在接触易燃物、有机物、还原剂时能发生氧化反应，剧烈时引起燃烧。（2）燃烧爆炸性：受热、摩擦、撞击等作用，容易迅速分解，产生大量气体和热量，有引起爆炸的危险，且大多数有机氧化剂可燃烧，在遇明火或其他爆炸力作用下，容易引起火灾。（3）毒害性和腐蚀性：许多氧化剂不仅本身有毒，反应后可产生有毒有害气体。4.3.24.3.2氧化剂的危险性相应安全措施相应安全措施（1）大部分氧化剂着火或被卷入火中时，应使用大量的水或用水淹浸的方法灭火。（2 2）对过氧化物和不溶于水的液体有机氧化剂，应用干砂土或二氧化碳、干粉等灭火，不能用水和泡沫灭火。（因为，过氧化物遇水反应能放出氧而加速燃烧；不溶于水的液体有机氧化剂比重比