第三章 防火防爆1

第三章防火防爆技术化工安全技术精品课1第三章防火防爆技术第一节、燃烧与爆炸基础知识第二节、火灾爆炸危险性分析第三节、点火源的控制第四节、火灾爆炸危险物质的处理第五节、工艺参数的安全控制第六节、火灾及爆炸蔓延的控制第七节、消防安全2第一节、燃烧与爆炸基础知识

化工生产中使用的原料，生产中的中间体和产品很多都是易燃、易爆的物质，而化工生产过程又多为高温、高压，若设计不合理、制造不合理、操作不当或者管理不善，容易发生火灾爆炸事故，造成人员伤亡和财产损失。3反应釜起火4567本章学习目的本章学习物质燃烧和爆炸的基本知识，以及如何对易燃易爆物质进行安全的工业化生产。使自己在今后的生活和工作中减少和防止各种事故的发生，保护自己和他人人身及财产安全。8一、燃烧的基础知识

1、燃烧是可燃物质(气体、液体或固体)与助燃物(氧或氧化剂)发生的伴有放热和发光的一种激烈的化学反应。它具有发光、发热、生成新物质三个特征。最常见、最普通的燃烧现象是可燃物在空气或氧气中燃烧。第一节、燃烧与爆炸基础知识92、燃烧的条件

必须在可燃物质、助燃物质、点火源这三个基本条件同时具备时才能发生。

所有物质分为可燃物质、难燃物质和不可燃物质。第一节、燃烧与爆炸基础知识10（1）可燃物质

可燃物质：指在火源作用下能被点燃，并且当点火源移去后能继续燃烧直至燃尽的物质。凡能与空气、氧气或其他氧化剂发生剧烈氧化反应的物质，都可称为可燃物质。可燃物质种类繁多，按物理状态可分为气态、液态和固态三类。

第一节、燃烧与爆炸基础知识11难燃物质：指在火源作用下能被点燃，当点火源移去后不能维持继续燃烧物质。

不可燃物质：指正常情况下不能被点燃的物质。所以，可燃物质是防火防爆的主要研究对象。

第一节、燃烧与爆炸基础知识12（2）助燃物质

凡是具有较强的氧化能力，能与可燃物质发生化学反应并引起燃烧的物质均称为助燃物。第一节、燃烧与爆炸基础知识13（3）点火源

凡能引起可燃物质燃烧的能源均可称之为点火源。

常见的点火源有明火、电火花、炽热物体等。

是生产中可控因素。第一节、燃烧与爆炸基础知识143、导致燃烧的三要素

三要素是可燃物、助燃物、点火源。三者缺一不可。但三要素同时存在，是否能燃烧，还要看数值上的要求，当达不到一些基本数值要求，也不能燃烧。第一节、燃烧与爆炸基础知识对于已经进行着的燃烧，若消除三要素中的一个条件或者其数量有足够的减少，燃烧便会终止，这是灭火的基本原理。

燃烧必要条件

a)有可燃物存在；

b)有助燃物存在；

c)有点火源。

燃烧充分条件：三个必要条件达到足够的量才能发生。154、燃烧的过程可燃物质的燃烧过程随可燃物质的状态不同其燃烧过程也不同。

气体最易燃烧，只要达到其氧化分解所需的热量便能迅速燃烧。

可燃液体燃烧并不是液相与空气直接燃烧，而是先蒸发为蒸汽，蒸汽再与空气混合而燃烧。

可燃固体：

1、简单物质，受热时熔化、蒸发与空气混合物燃烧。

2、复杂物质，则先受热分解出可燃气体和蒸汽，然后与空气混合而燃烧，并留下若干固体残渣。第一节、燃烧与爆炸基础知识16固体液体气体融化蒸发或分解蒸发氧化分解着火燃烧放热加热燃烧的基本过程第一节、燃烧与爆炸基础知识1.气体的燃烧情况简单，比较容易燃烧

2.液体的燃烧通常先蒸发成气态，而后蒸气氧化分解开始燃烧。3.固体的燃烧熔化蒸发或分解，再氧化燃烧。175、燃烧的种类（着火、自燃、闪燃）1.着火可燃物质+空气点火源燃点：可燃物质发生持续燃烧的最低温度，叫燃点，着火点。哈哈哈！知道吗？点燃两支高度不同的蜡烛，用一个烧杯罩住，哪个先熄灭？为什么？

为什么蜡烛一吹即灭？用扇扇炉火却越来越旺？点燃两支高度不同的蜡烛，用一个烧杯罩住，哪个先熄灭？为什么？

点燃两支高度不同的蜡烛，用一个烧杯罩住，哪一支先熄灭？室内发生火灾时，应用毛巾堵住口鼻，弯腰逃离火灾区。森林火灾逃生：用湿毛巾堵住口逆风而逃。182.自燃可燃物质受热自燃点：可燃物发生自燃的最低温度。自身发热并蓄热自热燃烧受热自燃容易发生自燃的物质有两类。一是自燃点比较低，化学性质比较活泼，在空气中易氧化或分解，从而产生热量达到自燃，如黄磷、三异丁基铝等。二是含油类（主要是植物油）的物质，它们的化学性质虽然比较稳定，但在空气中能氧化发热，引起自燃，如油布、油纸、含油金属屑等。

？？？自燃点越低，火灾危险性？影响自燃的因素有哪些？需要明火点火源吗？不需要外界的明火，所以潜在的火灾危险性更大19自燃性物质的分类1、氧化放热自燃的物质（1）黄磷（也称白磷，燃点40℃）（2）磷化氢（PH3，P2H4）（3）烷基铝（三乙基铝(C2H5)3Al，二乙基氯化铝(C2H5)2AlCl等

）（4）硫化铁（FeS2，FeS，Fe2S3）（5）煤：烟煤，褐煤，泥煤等；（6）浸油脂物品：桐油漆布，浸渍或粘附油脂的棉、麻、毛、丝绸、纸张等，浸渍油脂的锯木屑、金属屑、泡沫塑料等，含油脂的涂料渣、骨粉、鱼粉、油炸食品渣，含棉籽油的原棉，含蚕蛹油的蚕茧和蚕丝等；（7）橡胶粉末：（8）其它：碱金属(如钾、钠)、铍、镁、锌、镉、锑、铋、硼等元素的低级烷基化合物(甲基硼、二乙基镁等)，放射性物质铀、钚、钍等(这些物质遇水或在潮湿空气中更易放热自燃)。202、分解放热物质(1)硝化棉(硝酸纤维素酯或硝化纤维素)；(2)赛璐珞塑料制品及硝化纤维素电影胶片等；(3)硝化甘油。

21如甲基丙烯酸酯类CH2＝C（CH3）COOR、乙酸乙烯酯CH2＝CHOCOCH3、丙烯腈CH2＝CH－CN、异戊二烯CH2＝C(CH3)CH＝CH2、液态氰化氢HCN、苯乙烯C6H5－CH＝CH2、乙烯基乙炔CH2＝CHC≡CH、丙烯酸酯类CH2＝CHCOOR(在生产、贮存过程中因阻聚剂失效或加量不足而使单体原料自行聚合放热、易引起暴聚、冲料或火灾爆炸)。3、聚合放热自燃的物质22如活性炭，还原镍，还原铁、镁、铝、锆、锌、锰、锡及其合金粉末等。另外，煤、橡胶粉末等在空气中也有这种吸附放热作用。

4、吸附放热自燃的物质5、发酵放热自燃的物质如稻草、杂草、树叶、原棉、锯木屑、甘蔗渣、玉米芯等植物(大量堆积及受潮条件下易发酵放热、氧化放热，导致自燃)

231、碱金属及碱土金属：钾、钠、钙、钾钠合金、钾汞齐等。

2、金属氢化物：如氢化锂LiH，氢化钠NaH，氢化铝AlH3等3、硼氢化合物：如硼氢化钾KBH4，硼氢化钠NaBH4等。

4、金属磷化物：如磷化钙Ca3P2，磷化钠(Na2P、NaP3)等。5、金属碳化物：如碳化钙(电石)CaC2，碳化钠Na2C2等。6、金属粉末：如锌粉、镁铝粉、镁粉、铝粉、钡粉等。

7、其它活性物质：如氰化钠NaCN，硫化钠Na2S等。

此外遇水发热物质，如生石灰、漂白精等。遇水放热，容易引燃周围的可燃物或造成液体的飞溅(物理性爆炸)。这类物质的遇水反应放热作用可认为是一种点火源。

6、遇湿易燃物品24烟叶包发酵自燃现场25263.闪燃在一定温度下，可燃液体（包括具有升华性的可燃固体）表面所产生的蒸气与空气形成的混合气体，遇火源时产生瞬间燃烧（一闪即灭），即为闪燃。发生闪燃现象的最低温度为该液体的闪点。

物质的饱和蒸汽压越大，其闪点越低。闪点越低，火灾危险性越大。

闪燃现象出现后，受环境温度等因素的影响，液体蒸发速度往往会加快，这时遇火源就会产生持续燃烧，在一定条件下，就会出现燃烧速度比较快的燃烧现象，即爆燃。因此，闪燃现象往往是爆燃的前兆。由于爆燃能形成很高的燃烧速度和温度，因此会直接造成火灾，与闪燃现象相比，具有很大的火灾危险性。所以要积极控制和预防闪燃现象的出现。27种类级别闪点/℃举例易燃液体Ⅰt≤28汽油、酒精、甲醇、乙醇、乙醚、苯、甲苯、丙酮、二硫化碳Ⅱ28≤t≤45煤油、丁醇可燃液体Ⅲ45＜t≤120苯酚、戊醇、柴油、重油

Ⅳ＞120润滑油、桐油、植物油、矿物油、甘油液体根据闪点分类分级表

281.闪燃和闪点2.自燃和燃点3.点燃和着火点注意！！！（二）闪点与燃点的区别

（一）自燃与点燃的区别：

燃点时燃烧的不仅是蒸气，还有液体，移去火源能够继续燃烧。闪点时移去火源后闪燃即行熄灭。自燃时可燃物由于受到外界热源间接加热，受热比较均匀，发生燃烧时可燃物整体温度较高，燃烧几乎是在整个可燃物或相当大的范围内同时发生点燃时，可燃物整体温度一般不高，只有在与明火直接接触处局部温度很快升高而引起燃烧，可是燃烧时旨在热边界发生，然后依据火焰传播特性向可燃物的其他部分传播。阴燃：没有火焰的缓慢燃烧现象称为阴燃。

爆燃：以亚音速传播的爆炸称为爆燃。29

一些油品的闪点和自燃点（℃）油品名称闪点自燃点油品名称闪点自燃点汽油<28510～530重柴油>120300～330煤油28～45380～425蜡油>120300～380轻柴油45～120350～380渣油>120230～240物质名称燃点物质名称燃点物质名称燃点赤磷160聚丙烯400吡啶482白磷40醋酸纤维482有机玻璃260樟脑70聚乙烯400松香216硫磺255聚氯乙烯400硝酸纤维180一些常见可燃物质的燃点（℃）301）热值

指单位质量的可燃物质在完全烧尽时所放出的热量。

可燃物质燃烧爆炸时所达到的最高温度、最高压力及爆炸力等均与物质的热值有关。4、燃烧的特征参数

第一节、燃烧与爆炸基础知识312）燃烧温度

可燃物质燃烧时所放出的热量，部分被火焰辐射散失，而大部分则消耗在加热燃烧上，由于可燃物质所产生的热量是在火焰燃烧区域内析出的，因而火焰温度也就是燃烧温度。

第一节、燃烧与爆炸基础知识32火灾发展过程熄灭T烟气层温度t时

间初起发展最盛减弱冒烟、阴燃火苗轰然烈火熊熊消减熄灭第一节、燃烧与爆炸基础知识33火灾发展过程的几种现象第一节、燃烧与爆炸基础知识1、火旋风2、轰燃（爆燃，轻爆）3、回燃34二、爆炸的基本知识

爆炸是物质在瞬间以机械功的形式释放出大量气体和能量的现象。爆炸的外在主要特征：压力急剧升高。第一节、燃烧与爆炸基础知识1.过程快；2.爆炸点附近压力急剧升高，产生冲击波；3.发出或大或小的响声；4.使周围建筑物或装置发生震动或遭受破坏。特点：

351、爆炸的分类爆炸物理爆炸化学爆炸简单分解爆炸复分解爆炸可燃性混合物爆炸轻爆爆炸爆轰能量来源爆炸速度爆炸反应物纯可燃气体分解爆炸可燃气体混合物爆炸可燃粉尘爆炸可燃蒸气、可燃液体雾滴爆炸核爆炸第一节、燃烧与爆炸基础知识36

1、爆炸的分类：（1）按照爆炸能量来源的不同分类：

A、物理性爆炸：是由物理因素（如温度、体积、压力）变化而引起的爆炸现象。

特征：爆炸前后物质化学成分不改变。

如锅炉、煤气瓶。

B、化学性爆炸：使物质在短时间内完成化学反应，同时产生大量气体和能量而引起的爆炸现象。

特征：爆炸前后，物质的性质和化学成分均发生了根本的变化。第一节、燃烧与爆炸基础知识37C、核爆炸：指有原子核分裂或热核的反应引起的在几微秒的瞬间释放出大量能量的爆炸。

核爆炸的杀伤和破坏效应：核爆炸是通过冲击波、光辐射、早期核辐射、核电磁脉冲和放射性沾染等效应对人体和物体起杀伤和破坏作用的。光辐射是核爆炸的瞬间产生的几千万度的高温火球，向四周辐射光和热，又称热辐射。核爆核瞬间产生的光辐射，超过数千度的高温迅速扩散，能把一切建筑和人都活活化为灰烬。在日本的原子弹爆炸中，强烈的光波，瞬间毁灭了一座城市，离爆炸区更远一些的地方，有些人虽然还侥幸活着，但不是被严重烧伤，就是双目被烧成两个窟窿，成千上万的人双目失明。目前在日本的原子弹爆炸纪念馆陈列还陈列着一节手骨和玻璃，在当年原子弹爆炸的高温下，两样东西已融为一体，几乎认不出是手骨还是玻璃了。

在核爆炸之后，还有很强的核辐射。核辐射是核武器所特有的杀伤因素，在核爆炸的五大杀伤破坏效应，对人类的危害最大。核爆炸时产生的大量放射性核素能够放射出几种射线，这些射线各具特定能量，对物质具有不同的穿透能力和间离能力，从而使物质或机体发生一些物理、化学、生化变化。如果人体受到长时间大剂的射线照射，就会使细胞器官组织受到损伤，破坏人体DNA分子结构，有时甚至会导致癌症，或者造成下一代遗传上的缺陷。并且它对人体的损害无声无息，使人难以觉察。即使在核爆炸中幸存的人，一旦染上了核辐射，也会得原子病，失明、脱发、肌体萎缩，最后痛苦地死去。而且受辐射的人很难与健康的人结婚，他们结婚后出生的婴儿，全部智力迟钝。甚至出现畸形，这样，侥幸大难不死的人，也有无尽的痛苦与他们终生为伴。38（2）按照爆炸的瞬时燃烧速度分类（1）轻爆：指物质爆炸时的燃烧速度为每秒零点几米到数米。特点：无多大破坏力，声响也不大。（2）爆炸：指物质爆炸时的燃烧速度为每秒十几米到数百米。特点：爆炸时爆炸点压力剧增，有较大的破坏力，有震耳的声响。（3）爆轰：指物质爆炸时的燃烧速度为每秒一千米到数千米以上的爆炸过程。特点：突然引起极高的压力，并产生超音速的冲击波，能引起该处的其他爆炸性气体混合物发生爆炸。第一节、燃烧与爆炸基础知识392、化学性爆炸物质按爆炸时所进行的化学反应，化学性爆炸物质可分为以下几种。

(1)、简单分解的爆炸物这类物质爆炸时分解为元素，并在分解过程中产生热量。如乙炔酮、碘化氮等。

这类物质不稳定，在受到摩擦、撞击，甚至轻微震动可能发生爆炸。第一节、燃烧与爆炸基础知识40（2）复杂分解的爆炸物这类物质包括各种含氧炸药，其危险性较简单分解的爆炸物稍低，含氧炸药在发生爆炸时伴有燃烧反应，燃烧所需的氧由物质本身分解供给。如苦味酸、TNT、烟花爆竹等都属于此类。第一节、燃烧与爆炸基础知识41（3）可燃性混合物爆炸指由可燃物质与助燃物质组成的爆炸物质。所有可燃气体、蒸汽和可燃粉尘与空气（氧气）组成的混合物均为这类。

通常称可燃性混合物为有爆炸危险物质，只有在适当条件下，才会成为危险的物质。条件是：可燃物质的浓度、氧化剂的浓度以及点火能量等。第一节、燃烧与爆炸基础知识423、爆炸极限（1）可燃气体、蒸汽或可燃粉尘与空气组成的混合物，并不是在任何浓度下都会燃烧或爆炸，而是必须在一定的范围内才能发生燃烧和爆炸。混合的比例不同，爆炸的危险程度也不同。

第一节、燃烧与爆炸基础知识43所以，可燃混合物有一个发生燃烧和爆炸的范围，即有一个最低含量和最高含量。混合物中的可燃物只有在这两个含量之间，才会有燃爆危险。爆炸上限:空气中可燃性气体，蒸气或薄雾的浓度，高于该浓度就不能形成爆炸性气体环境。

爆炸下限:空气中可燃性气体，蒸气或雾的浓度，低于该浓度就不能形成爆炸性气体环境.第一节、燃烧与爆炸基础知识44

在爆炸下限和爆炸上限范围之间才能发生爆炸！！！

爆炸下限

低于下限，体系内含有过量空气，其冷却作用阻止火焰蔓延；爆炸上限高于上限，含有过量可燃性物质，氧气不足，火焰也不能蔓延。

一氧化碳在空气中所占不同体积比例组成的混合物燃爆情况CO在混合气中所占体积/%<12.512.512.5～303030～74>74燃爆情况不燃不爆轻度燃爆燃爆逐步加强燃爆最强烈燃爆逐渐减弱不燃不爆

知识点：可燃物质混合物的爆炸下限越低，爆炸极限范围越宽，其爆炸的危险性越大。注意：处在爆炸上限的混合物决不是安全的，因为，一旦补充进空气就具有了危险性。45（2）影响爆炸的因素A、温度：温度升高会使爆炸的危险性增大。B、压力：减压操作，有利于减少爆炸的危险性。第一节、燃烧与爆炸基础知识C、惰性介质：加入惰性介质可以缩小爆炸极限范围。D、杂物：影响复杂，有时少量混入，会引起剧烈爆炸。E、容器：容器直径越小，混合物的爆炸极限范围则越低。

临界直径或最大灭火间距：指容器直径或火焰通道小到一定数值时，火焰不能蔓延，可消除爆炸危险。这时容器直径为临界直径。46F、氧含量：混合物中含氧量增加，爆炸极限范围扩大，尤其是爆炸上限显著提高。G、点火源：它的能量、热表面的面积，点火源与混合物的作用时间等均对爆炸极限有影响。各种爆炸性混合物都有一个最低引爆能量，即点火能量。它是混合物爆炸危险性的一项重要参数。知识点：爆炸性混合物的点火能量越小，其燃烧爆炸性越大。第一节、燃烧与爆炸基础知识474、粉尘爆炸（1）粉尘爆炸是粉尘粒子表面和氧作用的结果。形成过程：当粉尘表面达到一定温度时，由于热分解或干馏作用，粉尘表面释放出可燃气体，这些气体与空气形成爆炸性混合物，而发生爆炸。

实质：粉尘爆炸是气体爆炸。粉尘表面温度升高的原因是热辐射的作用。第一节、燃烧与爆炸基础知识48（2）影响因素A、物质化学反应：燃烧热越大的粉尘越易引起爆炸。氧化速度越大的粉尘越易引起爆炸。越易带静电的粉尘越易引起爆炸。粉尘所含的挥发度越大越易引起爆炸。B、粉尘颗粒大小：比表面积越大，化学活性越强，燃点越低，粉尘爆炸下限越小，爆炸危险性越大。爆炸粒径范围在：0.1—100um左右。第一节、燃烧与爆炸基础知识49C、粉尘的悬浮性：粉尘悬浮性越好，在空气中停留时间越长，爆炸危险性越大。悬浮性与颗粒大小、密度、形态等因素有关。D、空气中粉尘的浓度：

粉尘爆炸也有一定的浓度范围，即爆炸上下限，一般只表示下限。爆炸极限范围越宽，其爆炸的危险性越大。第一节、燃烧与爆炸基础知识50一、产生和贮存的火灾爆炸危险性分类分为五类：甲、乙、丙、丁、戊。

具体各类特征与建筑设计防火规范（GBJ16）中生产的火灾危险性的五类一样。

第二节火灾爆炸危险性分析51甲类丁类丙类戊类乙类危险性分类确定建筑物的耐火等级、布置工艺装置、选择电器设备型号、采取防火防爆措施的重要依据第二节