化工安全 第二章-燃烧与爆炸

1、第二章 燃烧(rnsho)与爆炸本章学习本章学习(xux)目的与要求：目的与要求： 通过本章学习通过本章学习(xux)，掌握燃烧要素；，掌握燃烧要素；燃烧类型。了解燃烧过程。理解燃烧的过燃烧类型。了解燃烧过程。理解燃烧的过氧化物理论；燃烧的连锁反应理论。掌握氧化物理论；燃烧的连锁反应理论。掌握燃烧温度；燃烧速率；燃烧热等。燃烧温度；燃烧速率；燃烧热等。1精品资料第二章 燃烧(rnsho)与爆炸第一节第一节 燃烧及其特性燃烧及其特性第二节第二节 燃烧机理燃烧机理第三节第三节 燃烧速度燃烧速度(sd)(sd)第四节第四节 爆炸及其类特性爆炸及其类特性2精品资料第一节第一节 燃烧燃烧(rnsho)及

2、其特性及其特性一、燃烧概述一、燃烧概述 燃烧是一种同时有光和热发生的剧烈的氧化还燃烧是一种同时有光和热发生的剧烈的氧化还原反应。在化学反应中，失掉电子的物质原反应。在化学反应中，失掉电子的物质(wzh)(wzh)被氧化，获得电子的物质被氧化，获得电子的物质(wzh)(wzh)被还原。所以，被还原。所以，氧化反应并不限于同氧的反应。氧化反应并不限于同氧的反应。燃烧的判断：燃烧的判断：剧烈的氧化还原反应剧烈的氧化还原反应放出大量的热放出大量的热发出光发出光以上三个要点同时成立的才为燃烧。如，氢在以上三个要点同时成立的才为燃烧。如，氢在氯中燃烧。金属和酸反应非燃烧，灯泡中的灯丝非氯中燃烧。金属和酸反

3、应非燃烧，灯泡中的灯丝非燃烧。燃烧。3精品资料二、燃烧条件二、燃烧条件 燃烧三要素：燃烧三要素：有可燃物的存在；有可燃物的存在；有助燃物的存在；有助燃物的存在；有能导致着火的能源。有能导致着火的能源。 简单地说，就是燃料、氧和火源。有时虽然已具备了三个基本简单地说，就是燃料、氧和火源。有时虽然已具备了三个基本（必要）条件，但是燃烧也不一定发生，这是因为燃烧还必须有充（必要）条件，但是燃烧也不一定发生，这是因为燃烧还必须有充分的条件，即可燃物与助燃物要达到一定的比例，才能引起燃烧；分的条件，即可燃物与助燃物要达到一定的比例，才能引起燃烧；点火源也要有一定的强度（温度和热量）。对于正在进行的燃烧，

4、点火源也要有一定的强度（温度和热量）。对于正在进行的燃烧，只要充分控制三个要素中的任何一个只要充分控制三个要素中的任何一个(y )，燃烧就会终止。，燃烧就会终止。4精品资料三、燃烧过程三、燃烧过程(guchng)(guchng)和燃烧形式和燃烧形式可燃物质和助燃物质存在的相态、混合程度和燃烧过程可燃物质和助燃物质存在的相态、混合程度和燃烧过程(guchng)(guchng)不尽相同，其燃烧形式是多种多样的。不尽相同，其燃烧形式是多种多样的。 1 1均相燃烧和非均相燃烧均相燃烧和非均相燃烧按照可燃物质和助燃物质相态的不同，分为：按照可燃物质和助燃物质相态的不同，分为： 均相燃烧是指可燃物质和助燃

5、物质间的燃烧反应在同一相均相燃烧是指可燃物质和助燃物质间的燃烧反应在同一相中进行，如氢气在氧气中的燃烧，煤气在空气中的燃烧。中进行，如氢气在氧气中的燃烧，煤气在空气中的燃烧。 非均相燃烧是指可燃物质和助燃物质并非同相，如石油非均相燃烧是指可燃物质和助燃物质并非同相，如石油( (液液相相) )、木材、木材( (固相固相) )在空气在空气( (气相气相) )中的燃烧。非均相燃烧比较复中的燃烧。非均相燃烧比较复杂，需要考虑可燃液体或固体的加热，以及由此产生的相变化。杂，需要考虑可燃液体或固体的加热，以及由此产生的相变化。 5精品资料2 2混合燃烧和扩散燃烧混合燃烧和扩散燃烧 按照可燃气体的燃烧过程不

6、同，分：按照可燃气体的燃烧过程不同，分： 混合燃烧：可燃气体与助燃气体预先混合而后进行的燃烧。混合燃烧：可燃气体与助燃气体预先混合而后进行的燃烧。速度速度(sd)(sd)快、温度高，一般爆炸反应属于这种形式快、温度高，一般爆炸反应属于这种形式 扩散燃烧：可燃气体由容器或管道中喷出，与周围的空气扩散燃烧：可燃气体由容器或管道中喷出，与周围的空气( (或氧气或氧气) )互相接触扩散而产生的燃烧。在扩散燃烧中，由于与互相接触扩散而产生的燃烧。在扩散燃烧中，由于与可燃气体接触的氧气量偏低，通常会产生不完全燃烧的炭黑。可燃气体接触的氧气量偏低，通常会产生不完全燃烧的炭黑。 6精品资料3.3.蒸发蒸发(z

7、hngf)(zhngf)燃烧、分解燃烧和表面燃烧燃烧、分解燃烧和表面燃烧 蒸发蒸发(zhngf)(zhngf)燃烧：可燃液体蒸发燃烧：可燃液体蒸发(zhngf)(zhngf)出的可燃蒸出的可燃蒸气的燃烧。通常液体本身并不燃烧，只是由液体蒸发气的燃烧。通常液体本身并不燃烧，只是由液体蒸发(zhngf)(zhngf)出的蒸气进行燃烧。出的蒸气进行燃烧。 分解燃烧：固体或不挥发性液体经热分解产生的可燃气体分解燃烧：固体或不挥发性液体经热分解产生的可燃气体的燃烧。如木材和煤大都是由热分解产生的可燃气体进行燃烧。的燃烧。如木材和煤大都是由热分解产生的可燃气体进行燃烧。 可燃固体和液体的蒸发可燃固体和液体

8、的蒸发(zhngf)(zhngf)燃烧和分解燃烧，均有火燃烧和分解燃烧，均有火焰产生，属火焰型燃烧。焰产生，属火焰型燃烧。 表面燃烧：当可燃固体燃烧至分解不出可燃气体时，便没表面燃烧：当可燃固体燃烧至分解不出可燃气体时，便没有火焰，燃烧继续在所剩固体的表面进行的燃烧。金属燃烧即有火焰，燃烧继续在所剩固体的表面进行的燃烧。金属燃烧即属表面燃烧，无气化过程，无需吸收蒸发属表面燃烧，无气化过程，无需吸收蒸发(zhngf)(zhngf)热，燃烧热，燃烧温度较高。温度较高。 7精品资料火源火源 (1)明火明火 在易燃液体装置附近，严禁在易燃液体装置附近，严禁(ynjn)明火。明火。 为了防火安全，常常用

9、隔墙的方法实现充为了防火安全，常常用隔墙的方法实现充分隔离。隔墙一般推荐使用耐火建筑，即礴石或分隔离。隔墙一般推荐使用耐火建筑，即礴石或混凝土的隔墙。混凝土的隔墙。 易燃液体在应用时需要采取限制措施。在易燃液体在应用时需要采取限制措施。在加工区，即使运输或贮存少量易燃液体，也要用加工区，即使运输或贮存少量易燃液体，也要用安全罐盛装。在火灾中，防止火焰扩散是绝对必安全罐盛装。在火灾中，防止火焰扩散是绝对必要的。所有罐都应该设置通往安全地的溢流管道，要的。所有罐都应该设置通往安全地的溢流管道，因而必须用拦液堤容纳溢流的燃烧液体，否则火因而必须用拦液堤容纳溢流的燃烧液体，否则火焰会大面积扩散，造成人

10、员或财产的更大损失。焰会大面积扩散，造成人员或财产的更大损失。 8精品资料物质燃烧过程的温度变化历程物质燃烧过程的温度变化历程 T T初为可燃物质开始加热的初为可燃物质开始加热的温度。初始阶段，加热的热量温度。初始阶段，加热的热量用于可燃物质的熔化或分解，用于可燃物质的熔化或分解，温度上升较缓慢。温度上升较缓慢。 到达到达(dod)T(dod)T氧，可燃物质氧，可燃物质开始氧化。由于温度较低，氧开始氧化。由于温度较低，氧化速度不快，氧化产生的热量化速度不快，氧化产生的热量尚不足以抵消向外界的散热。尚不足以抵消向外界的散热。此时若停止加热，尚不会引起此时若停止加热，尚不会引起燃烧。燃烧。初T氧T

11、自T自T燃TT 继续加热，到达T自，即使停止加热，温度仍自行升高。T自是理论上的自燃(z rn)点，T自是开始出现火焰的温度，为实际测得的自燃(z rn)点。T燃为物质的燃烧温度。 T自到T自的时间间隔称为燃烧诱导期（着火延滞期）。 9精品资料诱导(yudo)期与自燃点的关系10精品资料 如果按照燃烧(rnsho)起因，燃烧(rnsho)分为闪燃、点燃和自燃三种类型。闪点、着火点和自燃点分别是上述三种燃烧(rnsho)类型的特征参数。(1)闪燃和闪点 可燃液体表面的蒸气与空气形成的混合气体与火源接近时会发生瞬间燃烧(rnsho)，出现瞬间火苗或闪光的现象称为闪燃。闪燃的最低温度称为闪点。如60

12、%的乙醇的闪点为22.5。可燃液体的温度高于其闪点时，随时都有被火点燃的危险。 闪点这个概念主要适用于可燃液体，某些可燃固体，如樟脑和萘等，也能蒸发或升华为蒸气，因此也有闪点。 四、燃烧(rnsho)种类11精品资料(2)(2)点燃和着火点点燃和着火点 可燃物质在空气充足的条件下，达到一定温可燃物质在空气充足的条件下，达到一定温度与火源接触即行着火，移去火源后仍能持续燃烧（度与火源接触即行着火，移去火源后仍能持续燃烧（ 5min 5min以上），以上），这种现象称为点燃。点燃的最低温度称为着火点。如木材的着火点这种现象称为点燃。点燃的最低温度称为着火点。如木材的着火点为为295295。可燃液体

13、的着火点约高于其闪点可燃液体的着火点约高于其闪点5-205-20。但闪点在。但闪点在l00l00以下以下时，二者往往相同。在没有闪点数据的情况下，也可以用着火点表时，二者往往相同。在没有闪点数据的情况下，也可以用着火点表征征(bio zhn)(bio zhn)物质的火险。物质的火险。 12精品资料(3)(3)自燃和自燃点自燃和自燃点 在无外界火源的条件下，物质自行引发的在无外界火源的条件下，物质自行引发的燃烧称为自燃。自燃的最低温燃烧称为自燃。自燃的最低温 度称为自燃点。物质自燃有受热自度称为自燃点。物质自燃有受热自燃和自热自燃两种类型。燃和自热自燃两种类型。 受热自燃。可燃物质在外部热源作用

14、下温度升高，达到其自燃受热自燃。可燃物质在外部热源作用下温度升高，达到其自燃点而自行燃烧称之为受热自燃。因此，受热自燃的两个条件为：有点而自行燃烧称之为受热自燃。因此，受热自燃的两个条件为：有外部热源和有热量蓄积的条件。外部热源和有热量蓄积的条件。自热自燃。可燃物质在无外部热源的影响下，其内部发生物理、自热自燃。可燃物质在无外部热源的影响下，其内部发生物理、化学或生化变化而产生热量，并不断积累使物质温度上升，达到其化学或生化变化而产生热量，并不断积累使物质温度上升，达到其自燃点而燃烧，称为自热燃烧。自燃点而燃烧，称为自热燃烧。 自热自燃的三个条件：比较容易自热自燃的三个条件：比较容易产生反应热

15、的物质（如氧化热产生反应热的物质（如氧化热, ,发酵热等）、具有比较大的比表面发酵热等）、具有比较大的比表面积和良好的绝热保温性、产生的热量大于向环境积和良好的绝热保温性、产生的热量大于向环境(hunjng)(hunjng)散发的散发的热量。热量。13精品资料 引起物质自热的原因有：氧化热（如不饱和油引起物质自热的原因有：氧化热（如不饱和油脂）、分解热（如赛璐珞）、聚合热（如液相氰化脂）、分解热（如赛璐珞）、聚合热（如液相氰化氢）、吸附氢）、吸附(xf)热（如活性炭）、发酵热（如植热（如活性炭）、发酵热（如植物）等。（自学）物）等。（自学）14精品资料五、最小点火能量五、最小点火能量 处于爆炸

16、范围内的可燃气体处于爆炸范围内的可燃气体(qt)混合物中产生电火花，混合物中产生电火花，从而引起着火所必须的最小能量称为最小点火能。从而引起着火所必须的最小能量称为最小点火能。15精品资料六、氧指数六、氧指数 氧指数又叫临界氧浓度或极限氧浓度，是用来对固体材料可氧指数又叫临界氧浓度或极限氧浓度，是用来对固体材料可燃性进行评价和分类的一个特征指标。材料维持有焰燃烧的以体燃性进行评价和分类的一个特征指标。材料维持有焰燃烧的以体积百分数表示积百分数表示(biosh)(biosh)的最低氧气浓度（氧气氮气体系），此的最低氧气浓度（氧气氮气体系），此最低氧气浓度称为氧指数。最低氧气浓度称为氧指数。因此，

17、氧指数越高，阻燃性越好。需要说明的是，随着温度等因此，氧指数越高，阻燃性越好。需要说明的是，随着温度等条件的变化，氧指数随之变化。条件的变化，氧指数随之变化。16精品资料 第二节第二节 燃烧燃烧(rnsho)机理机理一、燃烧过程一、燃烧过程 可燃物质的燃烧一般是在气相进行的。由于可燃可燃物质的燃烧一般是在气相进行的。由于可燃物质的状态不同，其燃烧过程也不相同。物质的状态不同，其燃烧过程也不相同。 气体最易燃烧，燃烧所需要的热量只用于本身的气体最易燃烧，燃烧所需要的热量只用于本身的氧化分解，并使其达到着火点。气体在极短的时间内氧化分解，并使其达到着火点。气体在极短的时间内就能全部燃尽。就能全部燃

18、尽。 液体在火源作用下，先蒸发成蒸气，而后氧化分液体在火源作用下，先蒸发成蒸气，而后氧化分解进行燃烧。与气体燃烧相比解进行燃烧。与气体燃烧相比(xin b)，液体燃烧多，液体燃烧多消耗液体变为蒸气的蒸发热。消耗液体变为蒸气的蒸发热。17精品资料固体燃烧有两种情况：对于硫、磷等简单物质，受固体燃烧有两种情况：对于硫、磷等简单物质，受热时首先熔化，而后蒸发为蒸气进行燃烧，无分解过热时首先熔化，而后蒸发为蒸气进行燃烧，无分解过程；对于复合程；对于复合(fh)物质，受热时首先分解成其组成部物质，受热时首先分解成其组成部分，生成气态和液态产物，而后气态产物和液态产物分，生成气态和液态产物，而后气态产物和

19、液态产物蒸气着火燃烧。蒸气着火燃烧。 可见，任何可燃物质的燃烧都经历氧化分解、可见，任何可燃物质的燃烧都经历氧化分解、着火、燃烧等阶段。着火、燃烧等阶段。 18精品资料 初始阶段，加热的大部初始阶段，加热的大部分热量用于可燃物质的熔分热量用于可燃物质的熔化或分解，温度上升比较化或分解，温度上升比较(bjio)缓慢。缓慢。 达到达到T氧，可燃物质开始氧化。氧，可燃物质开始氧化。由于温度较低，氧化速度不快，由于温度较低，氧化速度不快，氧化产生的热量尚不足以抵消向氧化产生的热量尚不足以抵消向外界的散热。此时若停止加热外界的散热。此时若停止加热(ji r)，不会引起燃烧。，不会引起燃烧。 如继续加热，

20、温度上升很如继续加热，温度上升很快，达到快，达到T自自，即使停止加，即使停止加热，温度仍自行升高，达到热，温度仍自行升高，达到T自自就着火燃烧。就着火燃烧。 T自自是开始出现火焰的温是开始出现火焰的温度，为实际测得的自燃点。度，为实际测得的自燃点。 T燃燃为物质的燃烧温度。为物质的燃烧温度。 T燃燃为物质的燃烧温度。为物质的燃烧温度。T自自到到T自自间的时间间隔称为燃烧间的时间间隔称为燃烧诱导期，在安全上有一定实际诱导期，在安全上有一定实际意义。意义。任何可燃物质的燃烧都经历任何可燃物质的燃烧都经历氧化分解氧化分解、着火着火、燃烧燃烧等阶段。等阶段。19精品资料第二节第二节 燃烧燃烧(rnsh

21、o)机理机理 在燃烧反应中，气体分子间互相作用，往往不是两个分子直接反应生成 最后产物，而是活性分子自由基与分子间的作用。 活性分子自由基与另一个分子作用产生新的自由基，新自由基又迅速参加(cnji)反应，如此延续下去形成一系列连锁反应。 连锁反应通常分为直链反应和支链反应两种类型。 20精品资料21精品资料任何链反应均由三个阶段构成任何链反应均由三个阶段构成(guchng)，即链的引发、链的传递（包括支化）和链的终止。，即链的引发、链的传递（包括支化）和链的终止。22精品资料燃烧的过氧化物燃烧的过氧化物(u yn hu w)理论理论 在燃烧反应中，氧首先在热能在燃烧反应中，氧首先在热能(rn

22、ng)作用下作用下被活化成过氧键被活化成过氧键OO，可燃物质与过氧键加和，可燃物质与过氧键加和成为过氧化物。过氧化物不稳定，在受热、撞击、成为过氧化物。过氧化物不稳定，在受热、撞击、摩擦等条件下，容易分解甚至燃烧或爆炸。过氧化摩擦等条件下，容易分解甚至燃烧或爆炸。过氧化物是强氧化剂，不仅能氧化可形成过氧化物的物质，物是强氧化剂，不仅能氧化可形成过氧化物的物质，也能氧化其他较难氧化的物质。也能氧化其他较难氧化的物质。 过氧化物是可燃物质被氧化的最初产物，过氧化物是可燃物质被氧化的最初产物，是不稳定的化合物，极易燃烧或爆炸。是不稳定的化合物，极易燃烧或爆炸。23精品资料一、可燃气体的燃烧速度一、可

23、燃气体的燃烧速度 气体燃烧速度：单位时间内燃烧表面的火焰气体燃烧速度：单位时间内燃烧表面的火焰(huyn)沿垂直于表面沿垂直于表面的方向向未燃烧部分传播的距离，的方向向未燃烧部分传播的距离，m/s。 燃气的燃烧速度用火焰燃气的燃烧速度用火焰(huyn)传播速度来衡量。传播速度来衡量。 管道中气体的燃烧速率与管径有关。当管径小于某个小的量值时，管道中气体的燃烧速率与管径有关。当管径小于某个小的量值时，火焰火焰(huyn)在管中不传播（阻火器原理）。火焰在管中不传播（阻火器原理）。火焰(huyn)传播速率随传播速率随管径的增加而增加；但当管径增加到某个量值时，火焰管径的增加而增加；但当管径增加到某

24、个量值时，火焰(huyn)传播传播速率便不再增加，此时即为最大燃烧速率。速率便不再增加，此时即为最大燃烧速率。第三节第三节 燃烧燃烧(rnsho)速度速度24精品资料氢气：受热燃烧氢气：受热燃烧(rnsho)烃类气体：受热分解燃烧烃类气体：受热分解燃烧(rnsho)25精品资料可燃混合气体的火焰传播速度的影响(yngxing)因素26精品资料二、可燃液体的燃烧速度二、可燃液体的燃烧速度液体的着火速度和其蒸气压密切相关。液体的着火速度和其蒸气压密切相关。表示表示(biosh)方式：方式：质量速度：每平方米面积上每小时燃烧容器内液体质量质量速度：每平方米面积上每小时燃烧容器内液体质量kgm-2h-

25、1。 直线速度：每小时烧掉容器内液体的高度直线速度：每小时烧掉容器内液体的高度cmh-1 。 影响因素：影响因素：液体初温、液体热容、蒸发潜热、火焰辐射强度、液面高低液体初温、液体热容、蒸发潜热、火焰辐射强度、液面高低等。等。27精品资料三、可燃固体的燃烧速度可燃固体经历受热、溶解、蒸发、分解、氧化燃烧等阶段。可燃固体中的不稳定(wndng)含氧基团对燃烧有促进作用，如硝基化合物，硝化纤维等。燃烧速度与比表面积有关。知识点：燃烧热单位质量的物质在25的氧中燃烧释放出的热量。可燃物质燃烧、爆炸时所达到的最高温度、最高压力和爆炸力均与物质的燃烧热有关。从一般的物性数据手册中查阅。28精品资料29精

26、品资料事故事故(shg)案例分析案例分析 某日下午，某化工厂一车间（氰酸钠、氰酸钾车间）尾气（氨气）吸收装置某日下午，某化工厂一车间（氰酸钠、氰酸钾车间）尾气（氨气）吸收装置附近有一台水吸泵工作不正常，该厂分管生产附近有一台水吸泵工作不正常，该厂分管生产(shngchn)和安全的副厂长郭某便利和安全的副厂长郭某便利用职工交接班间歇，指挥机修工陶某（无特种作业操作证）对该泵边上一台不用的用职工交接班间歇，指挥机修工陶某（无特种作业操作证）对该泵边上一台不用的泵通过气割作业进行割除，以方便对有问题的水吸泵进行维修，但气割作业前未对泵通过气割作业进行割除，以方便对有问题的水吸泵进行维修，但气割作业前

27、未对装置内残留氨气进行置换，也未检测可燃气体浓度。约装置内残留氨气进行置换，也未检测可燃气体浓度。约16时时45分左右，气割作业引分左右，气割作业引发装置内可燃气体发生爆炸。当时在爆炸现场的人员有：副厂长郭某，机修工陶某，发装置内可燃气体发生爆炸。当时在爆炸现场的人员有：副厂长郭某，机修工陶某，在该厂送货的某运输公司押运员魏某，在一车间内作业的操作工马某、戴某，以及在该厂送货的某运输公司押运员魏某，在一车间内作业的操作工马某、戴某，以及在一车间附近的操作工刘某。爆炸造成郭某和魏某当场死亡，一车间北墙倒塌，屋在一车间附近的操作工刘某。爆炸造成郭某和魏某当场死亡，一车间北墙倒塌，屋顶全部掀翻，周围

28、顶全部掀翻，周围200米以内建筑物玻璃全部破碎、屋顶受到不同程度破坏。陶某米以内建筑物玻璃全部破碎、屋顶受到不同程度破坏。陶某和戴某被爆炸废墟掩埋死亡，马某、刘某在爆炸中头部和手臂分别不同程度受伤。和戴某被爆炸废墟掩埋死亡，马某、刘某在爆炸中头部和手臂分别不同程度受伤。 30精品资料二、事故原因分析二、事故原因分析 直接原因：直接原因：1、郭某作为企业分管生产和安全的副厂长，安全意识淡薄，违反、郭某作为企业分管生产和安全的副厂长，安全意识淡薄，违反动火作业规程，在动火作业范围内，未进行可燃气体检测，硫酸氨储罐未进行置换动火作业规程，在动火作业范围内，未进行可燃气体检测，硫酸氨储罐未进行置换的情

29、况下，违章指挥不具备焊接作业资格的机修工陶某进行气割作业；的情况下，违章指挥不具备焊接作业资格的机修工陶某进行气割作业；2、陶某在、陶某在不具备资质的情况下，违章操作，引发可燃气体爆炸不具备资质的情况下，违章操作，引发可燃气体爆炸(bozh)。 间接原因：该化工厂在厂房、仓库未经消防验收的情况下就投入使用，企业特间接原因：该化工厂在厂房、仓库未经消防验收的情况下就投入使用，企业特种作业人员无证上岗，未能教育和督促员工严格执行本单位规章制度和操作规程。种作业人员无证上岗，未能教育和督促员工严格执行本单位规章制度和操作规程。 三、事故教训与防范措施三、事故教训与防范措施 一是要严格按照安全生产相关

30、规定，取得本单位建设项目的行政许可，确保本一是要严格按照安全生产相关规定，取得本单位建设项目的行政许可，确保本单位具备安全生产条件；单位具备安全生产条件； 二是要加强对企业员工的安全培训和教育，确保特种作业人员持证上岗；二是要加强对企业员工的安全培训和教育，确保特种作业人员持证上岗； 三是三是 要督促员工严格按照操作规程进行作业，严禁出现违章要督促员工严格按照操作规程进行作业，严禁出现违章 指挥和冒险作业指挥和冒险作业的情况。的情况。 31精品资料第四节第四节 爆炸爆炸(bozh)及其特性及其特性一、爆炸概述一、爆炸概述 爆炸是指物系自一种状态迅速转变为另一状态，爆炸是指物系自一种状态迅速转变

31、为另一状态，并在瞬间以对外作机械功的形式放出大量能量的现并在瞬间以对外作机械功的形式放出大量能量的现象。象。 在爆炸过程中，爆炸物质所含能量的快速释放，在爆炸过程中，爆炸物质所含能量的快速释放，变为对爆炸物质本身、爆炸产物及周围介质变为对爆炸物质本身、爆炸产物及周围介质(jizh)(jizh)的压缩能或运动能。的压缩能或运动能。 物质爆炸时，大量能量极短的时间在有限体积物质爆炸时，大量能量极短的时间在有限体积内突然释放并聚积，造成高温高压，对邻近介质内突然释放并聚积，造成高温高压，对邻近介质(jizh)(jizh)形成急剧的压力突变并引起随后的复杂运形成急剧的压力突变并引起随后的复杂运动。动。

32、32精品资料 爆炸常伴随发热、发光、高压、真空、电离等现象，并且具有很大的破坏作用。爆炸的破坏作用与爆炸物质的数量和性质、爆炸时的条件以及爆炸位置等因素有关。 爆炸的威力(wil)是巨大的。在遍及爆炸起作用的整个区域内，有一种令物体震荡、使之松散的力量。爆炸发生时，爆炸力的冲击波最初使气压上升，随后气压下降使空气振动产生局部真空，呈现出所谓的吸收作用。 由于爆炸的冲击波呈升降交替的波状气压向四周扩散，从而造成附近建筑物的震荡破坏。 特征：特征：爆炸过程进行得很快；爆炸点附近瞬间压力急剧爆炸过程进行得很快；爆炸点附近瞬间压力急剧(jj)上升上升发出声响；周围建筑物或装置发生震动或遭到破坏。发出声

33、响；周围建筑物或装置发生震动或遭到破坏。33精品资料 化工装置、机械设备、容器等爆炸后，变成碎片飞散出去会在相当大的范同内造成危害。化工生产中属于爆炸碎片造成的伤亡占很大比例。爆炸碎片的飞散距离一般可达100-500m。 爆炸气体扩散通常(tngchng)在爆炸的瞬间完成，对一般可燃物质不致造成火灾，而且爆炸冲击波有时能起灭火作用。但是爆炸的余热或余火，会点燃从破损设备中不断流出的可燃液体蒸气而造成火灾。 爆炸在化学工业中一般是以突发或偶发事件的形式出现的，而且往往伴随火灾发生。爆炸所形成的危害性严重，损失也较大。 34精品资料二、爆炸二、爆炸(bozh)(bozh)分类分类1 1按爆炸性质分

34、类按爆炸性质分类(1)(1)物理爆炸：指物质的物理状态发生急剧物理爆炸：指物质的物理状态发生急剧(jj)(jj)变化而引起的变化而引起的爆炸。例如蒸汽锅炉、压缩气体、液化气体过压等引起的爆炸，都爆炸。例如蒸汽锅炉、压缩气体、液化气体过压等引起的爆炸，都属于物理爆炸。物质的化学成分和化学性质在物理爆炸后均不发生属于物理爆炸。物质的化学成分和化学性质在物理爆炸后均不发生变化。变化。(2)(2)化学爆炸：指物质发生急剧化学爆炸：指物质发生急剧(jj)(jj)化学反应，产生高温高压化学反应，产生高温高压而引起的爆炸。物质的化学成分和化学性质在化学爆炸后均发生了而引起的爆炸。物质的化学成分和化学性质在化

35、学爆炸后均发生了质的变化。质的变化。35精品资料2 2按爆炸速度按爆炸速度(sd)(sd)分类分类 (1)(1)轻爆轻爆 爆炸传播速度爆炸传播速度(sd)(sd)在每秒零点几米至数米之间的爆炸在每秒零点几米至数米之间的爆炸过程；过程；(2)(2)爆炸爆炸 爆炸传播速度爆炸传播速度(sd)(sd)在每秒十米至数百米之间的爆炸过在每秒十米至数百米之间的爆炸过程；程； (3)(3)爆轰爆轰 爆炸传播速度爆炸传播速度(sd)(sd)在每秒在每秒1 1千米至数千米以上的爆炸过千米至数千米以上的爆炸过程。程。其他分类方法其他分类方法p35-36(p35-36(看书）看书）36精品资料1、爆炸极限：可燃气体

36、或蒸气与空气（氧）组成的混合物、爆炸极限：可燃气体或蒸气与空气（氧）组成的混合物在点火之后可以使火焰蔓延的最低浓度，称为该气体或蒸气在点火之后可以使火焰蔓延的最低浓度，称为该气体或蒸气的爆炸下限（也称燃烧下限）；同理，能使火焰蔓延的最高的爆炸下限（也称燃烧下限）；同理，能使火焰蔓延的最高浓度称为爆炸上限（也称燃烧上限）。浓度称为爆炸上限（也称燃烧上限）。当浓度低于下限时，空气过剩，空气的冷却作用阻碍火焰当浓度低于下限时，空气过剩，空气的冷却作用阻碍火焰的蔓延。的蔓延。当浓度高于上限时，空气不足当浓度高于上限时，空气不足(bz)，火焰也不能蔓延。，火焰也不能蔓延。可燃气体爆炸极限的表示方式：通常

37、用混合物可燃气体的可燃气体爆炸极限的表示方式：通常用混合物可燃气体的体积百分数，有时用单位体积中可燃物的质量表示。体积百分数，有时用单位体积中可燃物的质量表示。三、爆炸三、爆炸(bozh)极限及其估算极限及其估算37精品资料2、爆炸极限的影响、爆炸极限的影响(yngxing)因素：因素：原始温度，温度升高爆炸极限范围扩大。原始温度，温度升高爆炸极限范围扩大。38精品资料原始压力，压力升高爆炸极限原始压力，压力升高爆炸极限(jxin)范围扩大。范围扩大。39精品资料惰性惰性(duxng)介质，惰性介质，惰性(duxng)介质加入爆炸极限范围介质加入爆炸极限范围缩小。缩小。图图12表明惰性表明惰性

38、(duxng)气体种类和加入量都会影响爆气体种类和加入量都会影响爆炸极限范围。炸极限范围。40精品资料容器容器(rngq)，容器，容器(rngq)直径越小，爆炸范围越窄。直径越小，爆炸范围越窄。临界直径临界直径(zhjng)的计算的计算p 用散热损失和器壁效应解释此现象41精品资料点火能源点火能源(nngyun)，点火能源，点火能源(nngyun)加大使爆炸范围变宽。加大使爆炸范围变宽。42精品资料氧含量，氧含量增加氧含量，氧含量增加(zngji)爆炸极限范围扩大。爆炸极限范围扩大。浓度低于下限不能爆炸的原因是：空气过剩，空气的冷却作用浓度低于下限不能爆炸的原因是：空气过剩，空气的冷却作用阻碍

39、火焰的蔓延。此时增加阻碍火焰的蔓延。此时增加(zngji)氧含量，爆炸下限降低幅度氧含量，爆炸下限降低幅度不大。不大。浓度高于上限不能爆炸的原因是：空气不足，火焰不能蔓延。浓度高于上限不能爆炸的原因是：空气不足，火焰不能蔓延。此时增加此时增加(zngji)氧含量会使上限显著提高。氧含量会使上限显著提高。43精品资料点火方向，下部点火方向，下部(xi b)点火，爆炸下限值小，上限值大（范点火，爆炸下限值小，上限值大（范围最大）围最大）上部点火，爆炸下限值大，上限值小（范围最小）上部点火，爆炸下限值大，上限值小（范围最小）水平点火，介于两者之间水平点火，介于两者之间44精品资料3、爆炸、爆炸(bo

40、zh)极限的估算：极限的估算：A、闪点法、闪点法 可燃液体在闪点时的饱和蒸气分压正好对应着火的最低体积分可燃液体在闪点时的饱和蒸气分压正好对应着火的最低体积分数。数。 利用此规律可以根据闪点计算爆炸利用此规律可以根据闪点计算爆炸(bozh)下限，或根据爆炸下限，或根据爆炸(bozh)上限求闪点。上限求闪点。 45精品资料B、经验(jngyn)法 L下0.55C0 L上3.5C0 46精品资料C、多组分可燃气体的爆炸极限、多组分可燃气体的爆炸极限 经验公式经验公式 *各组分气体活化能各组分气体活化能E、摩尔、摩尔(m r)燃烧热燃烧热Q、指前因子、指前因子k等近似的混等近似的混合气才能用此公式。

41、合气才能用此公式。 *公式中需注意公式中需注意yaybyc.=147精品资料48精品资料D、可燃气体与惰性气体混合物的爆炸极限、可燃气体与惰性气体混合物的爆炸极限经验经验(jngyn)公式公式 49精品资料50精品资料51精品资料三、爆炸三、爆炸(bozh)范围图范围图 （1）可燃气F，助燃(zhrn)气S，惰性气体I（2）可燃气F1、F2，助燃(zhrn)气S （3）可燃气F，助燃(zhrn)气S1、S2、 52精品资料53精品资料四、爆炸与爆轰四、爆炸与爆轰 预混物的组成或预热条件合适，爆炸波的速度可能高达预混物的组成或预热条件合适，爆炸波的速度可能高达1000m/s以上，产生比普通爆炸的

42、破坏力更大，称爆轰。以上，产生比普通爆炸的破坏力更大，称爆轰。 爆轰现象只发生在一定的浓度范围，称爆轰范围，其数值爆轰现象只发生在一定的浓度范围，称爆轰范围，其数值(shz)介于爆炸上、下限之间。介于爆炸上、下限之间。54精品资料影响因素: a.混合气体的初始温度 b.初始压力 c.管道(gundo)或容器的长径比 d.点火源的强度55精品资料五、分解爆炸五、分解爆炸(bozh)性气体爆炸性气体爆炸(bozh) 某些单一成分的气体，在一定的温度和压力下会发生分解某些单一成分的气体，在一定的温度和压力下会发生分解反应（放热），在无助燃物的情况下可能发生分解爆炸反应（放热），在无助燃物的情况下可能发生分解爆炸(bozh)。当压力低于某数值时，不会发生分解爆炸当压力低于某数值时，不会发生分解爆炸(bozh)。如乙炔。如乙炔分解爆炸分解爆炸(bozh)的临界压力为的临界压力为1.4105Pa。56精品资料六、粉尘爆炸六、粉尘爆炸悬浮在空气中的可燃性煤粉、有机物、高分子、面粉