第二章储运安全技术

第二章储运安全技术第1页，课件共144页，创作于2023年2月第一部分：燃烧基本理论第2页，课件共144页，创作于2023年2月第一节：燃烧及其分类1、燃烧定义：

是可燃物与氧化剂（通常是空气中的氧）之间发生的一种剧烈氧化还原反应，并且反应过程伴随着发光效应和放热效应。

第3页，课件共144页，创作于2023年2月2、燃烧分类：（1）根据着火方式可燃物在空气达到一定温度时，与火焰接触即发生燃烧，将火焰移开，燃烧仍能持续进行的这种现象叫着火。能够引起着火所需的最低温度称为燃点。强制着火闪燃着火强制着火自发着火空气与可燃液体的蒸气混合后，遇到火源，发生瞬间的燃烧，这种现象叫闪燃。1）强制着火：有外部能源（即点火源）与可燃物直接接触（一般是局部或点接触）引起燃烧。第4页，课件共144页，创作于2023年2月2）自发着火（自燃）

可燃物质在没有外部火花、火焰等火源作用下，因受热或自身发热并蓄热所产生的自然燃烧现象称之为自燃。如黄磷在常温下就能和空气中的氧快速反应发生自燃。受热自燃本身自燃自燃第5页，课件共144页，创作于2023年2月例如浸满豆油的破布，当纤维与油脂的比例为6：3时，经过14个小时即可发生自燃；氧气瓶（氧气含量＞99.2%）内的高压氧气与油接触会发生剧烈的氧化反应，并放出大量的热，使可燃物发生自燃，若与人体接触，由于有机体分泌油脂，因此也会使人体灼伤。第6页，课件共144页，创作于2023年2月1）气相燃烧燃烧反应在进行时，如果可燃物和氧化剂均为气相，称为气相燃烧。气相燃烧是均相燃烧。气相燃烧的特征是有火焰产生。气相燃烧是一种最基本的燃烧形式，多数可燃物（气体、多数液体和固体（磷、硫、石蜡））燃烧时呈气相燃烧。（2）按燃烧时可燃物的状态分可燃物的状态气相燃烧液相燃烧固相燃烧第7页，课件共144页，创作于2023年2月2）液相燃烧燃烧时可燃物呈液态，称为液相燃烧（注意：并非液体燃烧）。只有某些液体在高温状态下直接发生燃烧。第8页，课件共144页，创作于2023年2月3）固相燃烧燃烧进行时可燃物为固相，称为固相燃烧。特点：没有火焰，只产生光和热（阴燃）。例子：固体焦碳，金属，不生成气态物质，在燃烧时呈炽热状态，而不呈现火焰。少数固体的燃烧，既有气相燃烧，又有固相燃烧。如天然纤维物，这类物质受热时不熔融，而是首先分解出可燃气体进行气相燃烧，最后剩下的碳不能再分解了，则发生固相燃烧。第9页，课件共144页，创作于2023年2月（3）按燃烧过程的控制因素分类1）扩散燃烧如果可燃物与氧化剂（空气）的混合是在燃烧过程中进行的，即边混合边燃烧，则这种燃烧称为扩散燃烧。燃烧速度由扩散速度来决定。一般来说，扩散燃烧较平稳。第10页，课件共144页，创作于2023年2月2）动力燃烧如果可燃物与空气（或其他氧化剂）已经混合混匀，并且完全是气相，遇火源而燃烧（爆炸），这种燃烧叫动力燃烧。

动力燃烧的燃烧速度主要取决于化学反应速度。因此，一般说来，动力燃烧的燃烧速度较快，可能导致爆炸。第11页，课件共144页，创作于2023年2月3、不同状态物质的燃烧过程自然界里一切物质，在一定的温度和压力条件下，都以一定的状态存在。固态、液态、气态三种状态的物质的燃烧特点是不同的。

三种状态物质的燃烧过程可用下面框图表示：第12页，课件共144页，创作于2023年2月气体液体固体蒸发融化蒸发氧化分解自行着火燃烧热积累放热加热分解可燃气体分解可燃气体第13页，课件共144页，创作于2023年2月（1）气体燃烧气体燃烧的情况比较简单。由于气体在燃烧时所需要的热量仅仅用于氧化或分解气体以及将气体加热到燃点，因此一般说来，气体比较容易燃烧，而且燃烧速度比较快。第14页，课件共144页，创作于2023年2月（2）液体的燃烧

多数液体呈气相燃烧。液体在火源作用（加热）下，通常首先被蒸发呈气态，而后蒸发氧化分解，开始燃烧。蒸汽燃烧：

只有液体产生的蒸气进行的燃烧叫做蒸气燃烧；分解燃烧：

由液体热分解产生可燃气体，叫做分解燃烧。第15页，课件共144页，创作于2023年2月（3）固体的燃烧多数固体呈气相燃烧，有些固体则是同时产生气相燃烧与固相燃烧。不同化学组成的固体的燃烧过程有所不同。有些固体，如硫、磷、石蜡等，受热时首先熔化为液体，然后蒸发、燃烧。气相燃烧：而有些组成较为复杂的固体，如沥青、木柴等则是受热后先分解成气态和液态物质，而后气态产物和液态产物的的蒸气着火燃烧，即气相燃烧。固相燃烧：在蒸发、分解过程中会留下一些不分解、不挥发的固体，燃烧可在气、固相界面进行，即呈固相燃烧。第16页，课件共144页，创作于2023年2月固体可燃物硫、磷、石蜡复杂化合物受热融化或升华蒸汽氧化分解燃烧受热分解气态或液态产物固体气相燃烧过程第17页，课件共144页，创作于2023年2月4、燃烧过程温度的变化

T初T氧T自T自’T燃T初：可燃物开始加热温度T氧：开始氧化时的温度T自：氧化时产生的热量与体系向外三十的热量相等时的温度。T自’：出现火焰并燃烧的温度。T燃：物质燃烧温度。温度时间第18页，课件共144页，创作于2023年2月T初：是可燃烧开始加热时的温度，在这最初阶段，外界提供加热的热量主要用于可燃烧的熔化、蒸发和分解，可燃物温度上升缓慢。T氧：当可燃物温度达到T氧时，开始发生氧化反应并放热．但由于温度尚低，故氧化速度较慢，氧化所产生的热量还不足以抵消体系向周围环境的散热。此时若停止供热，可燃物将降低温度，因而不能发生燃烧；若继续在热的环境中加热，则因氧化反应逐步加剧，温度上升很快；第19页，课件共144页，创作于2023年2月

T自：当可燃物温度上升到T自时，可燃物氧化产生的热量和体系向环境散失的热量相等，也就是说，体系产生的热量和向环境散失的热量达到平衡。若再供一点热，便温度升高一点，即可打破这种平衡状态。此时可燃物氧化产生的热量多于体系向环境傲失的热量，这时即使环境停止加热，温度亦能上升，因此，T自即为自燃点。T自’：当可燃物温度上升到T自’时，可燃物就燃烧起来，同时出现火焰，并且温度继续上升。T燃：物质的燃烧温度。第20页，课件共144页，创作于2023年2月着火延滞期：又称诱导期，T自到T′自这一段延滞时间称为诱导期，是指可燃物质和助燃气体混合物在高温下从开始暴露到着火的时间间隔。混合气的着火延滞期等于混合气由最初浓度n0到着火浓度nB所需时间单位时间内燃料浓度的变化，即反应速度第21页，课件共144页，创作于2023年2月着火延滞期影响因素（1）燃料本身的性质在同一温度下，烃类的着火延滞期按正烷烃，环烷烃，芳香烃的顺序依次增大；（2）温度和压力的影响温度和压力的影响可用下式来描述：E是氧化反应中速度控制阶段的表面活化能。压力和温度升高都能显著降低煤油着火延滞期，但压力影响更为显著。第22页，课件共144页，创作于2023年2月5、燃烧火焰

发光的气相燃烧区域称为火焰。火焰的存在是燃烧过程进行中最明显的标志。气体燃烧一般存在火焰。液体燃烧一般是指液体受热蒸发出的蒸气燃烧，也存在火焰。有挥发性热解产物产生的固体燃烧存在火焰，而无热解产生的固体燃烧，无火焰存在，如木炭、焦碳等，它只有发光的灼热燃烧，这种现象被称为无焰燃烧。第23页，课件共144页，创作于2023年2月1、气体火焰气体火焰预混火焰扩散火焰可燃气体和空气预先混合后再燃烧。可燃气体和空气边混合边燃烧，可燃气体和助燃气体由火焰面分开。火焰黄色内区绿色，外区紫红色第24页，课件共144页，创作于2023年2月扩散火焰：呈现黄色：在扩散火焰中由于燃烧不充分会产生碳粒，碳粒在高温下辐射出黄色光而使整个火焰呈黄色。扩散火焰第25页，课件共144页，创作于2023年2月预混火焰预混火馅由两部分组成内区呈绿色，外区呈紫红色；内区是可燃气与氧气进行化学反应时的气体辐射；外区是已燃气体的微弱可见光辐射。

预混火焰第26页，课件共144页，创作于2023年2月如果预混气中空气不足，在内区氧气燃烧完以后尚有部分多余可燃气体穿过内区与大气中扩散进入的氧气在绿色内区与紫红色外区之间进行扩散燃烧，于是，火焰就由三部分构成：即绿色内区、黄色中区和紫红色外区。过渡燃烧火焰过渡燃烧火焰第27页，课件共144页，创作于2023年2月

2．液体火焰液体受热后，液体表面上的蒸气达到一定浓度后，其蒸气与空气的混合气遇火源发生燃烧，初起时的燃烧源于预混燃烧，是预混火焰。当预混气燃完以后，其后的燃烧则是蒸气不断地蒸发进入火焰面，空气从周围不断扩散到火焰面，两者在火焰面处边混合边燃烧。因此，液体燃烧主要方式是扩散燃烧，其火焰是扩散火焰。第28页，课件共144页，创作于2023年2月3、固体燃烧火焰一般固体可燃物(如木材)受热后不断释放出热解产物进入火焰．与环境中不断进入火焰的空气边混合边燃烧，因此，固体燃烧火焰一般都属于扩散火焰。第29页，课件共144页，创作于2023年2月6、燃烧产物物质的燃烧可能出现完全燃烧和不完全燃烧两种情况。完全燃烧：物质燃烧后产生不能继续燃烧的物质（如CO2、SO2、水蒸汽等），这种燃烧成为完全燃烧。不完全燃烧：物质燃烧后产生还能继续燃烧的物质（如CO、未燃尽的碳、甲醇、丙酮，等），这种燃烧成为不完全燃烧。燃烧是否完全与氧化剂的供给程度以及其他燃烧条件有直接关系。第30页，课件共144页，创作于2023年2月无机可燃物多为单质，其燃烧产物的组成较为简单，主要是它的氧化物。如Na2O、CaO，等。有机可燃物主要成分为C、H、O、S、P、N。可能的产物为CO、CO2、H2O、SO2、P2O5。氮在一般条件下不参与反应，在特定条件下氮也会被氧化成NO、NO2。燃烧中，还会生成一些酮类、醛类、醇类、酚类、醚类等。

燃烧产物中CO2为窒息性气体；CO、P2O5、NO、NO2等都是有毒气体。第31页，课件共144页，创作于2023年2月烟灰是不完全燃烧产物，它由悬浮在空气中的未燃尽的细炭粒及分解产物构成。烟雾由悬浮在空气中的为小液滴形成。烟灰、烟雾对人体也是有害的，还会造成环境污染。第32页，课件共144页，创作于2023年2月第二节：燃烧极限1、燃烧极限在一定的温度和压力下，只有浓度在一定范围内的可燃气体混合气，才能被点燃并传播火焰。燃料的浓度范围称为燃烧极限范围。

LR01.0燃烧极限范围注意：一般情况提及的爆炸极限是指可燃气体或蒸气在空气中的浓度极限。

第33页，课件共144页，创作于2023年2月可燃性混合物的燃烧极限范围越宽、燃烧下限越低和燃烧上限越高时，其爆炸危险性越大。这是因为爆炸极限越宽则出现爆炸条件的机会就多；爆炸下限越低则可燃物稍有泄漏就会形成爆炸条件；爆炸上限越高则有少量空气渗入容器，就能与容器内的可燃物混合形成爆炸条件。应当指出，可燃性混合物的浓度高于燃烧上限时，虽然不会着火和爆炸，但当它从容器或管道里逸出，重新接触空气时却能燃烧，仍有发生着火的危险。第34页，课件共144页，创作于2023年2月燃烧过程中化学反应速度或释放热能的速度是燃料和空气二者浓度的乘积决定的V=f(C空气×C燃料）因此，任意因素的浓度严重降低，均能使反应速度减少。由于前者的可燃物浓度不够，过量空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延；而后者则是空气不足，导致火焰不能蔓延的缘故。

这就是可燃气体浓度过高或过低都不能顺利点火的原因。为什么存在燃烧极限？第35页，课件共144页，创作于2023年2月燃烧上限：燃烧浓度范围中最高浓度，R燃烧下限：燃烧浓度范围中最低浓度，L燃烧上限或下限单位：（1）体积百分数，(v)％；（2）质量百分数，毫克每升(mg／L)或g/m3来表示。可燃粉尘的燃烧极限是以混合物中所占体积的质量比g／m3来表示的，例如铝粉的燃烧极限为40g／m3。

木粉的爆炸下限为409／m3，煤粉的爆炸下限为359／m3可燃粉尘的爆炸上限，因为浓度太高，大多数场合都难以达到，一般很少涉及。第36页，课件共144页，创作于2023年2月烃类和液体燃料的燃烧在空气中极限第37页，课件共144页，创作于2023年2月第38页，课件共144页，创作于2023年2月2、燃烧极限的影响因素：（1）分子结构一般随着C原子数目增加，极限范围变窄。常见的烃类中乙炔和乙烯的燃烧极限最宽，芳香烃的燃烧极限稍窄。第39页，课件共144页，创作于2023年2月（2）温度影响一般来说，温度上升、下限变低，上限升高，燃烧范围扩大，多数物质的燃烧极限值与温度成直线关系。原因：系统温度升高，分子内能增加，使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统。第40页，课件共144页，创作于2023年2月——燃烧时的纯热量，KJ.mol-1——温度，℃第41页，课件共144页，创作于2023年2月（3）压力影响：一般随压力增加，极限范围扩大。

原因：系统压力增高，使分子间距离更为接近，碰撞几率增高，使燃烧反应更易进行。临界压力：混合物的初始压力升高，则燃爆下限降低，火爆危险性增大。反之，混合物的初始压力降低，燃爆下限上升，燃爆下限和上限之间的差距缩小。当压力降低至其一点时，上、下限合为一点，这时的压力称为燃爆临界压力。压力低于临界压力值时，混合物就失去了燃爆性。在已知的气体中，只有CO的爆炸范围是随压力增加而变窄的。

第42页，课件共144页，创作于2023年2月压力增加对上限的影响，可以用下列公式表示：L上—大气压为1MPa时的爆炸上限；L上(p)—压力为p时的爆炸上限。第43页，课件共144页，创作于2023年2月（4）惰性气体影响在混合气体中掺入惰性气体，燃烧极限相应的缩小。各种惰性气体浓度对甲烷爆炸极限的影响第44页，课件共144页，创作于2023年2月（5）氧含量影响混合气体中增加氧含量，混合物燃烧爆炸危险性增大。Eg.H2在空气中燃烧极限为4%～75%，在氧气中燃烧极限为4%～94%。第45页，课件共144页，创作于2023年2月空气与氧气环境条件下燃烧极限对比特征：下限影响小，上限影响大第46页，课件共144页，创作于2023年2月（6）容器影响容器、管子直径越小，则爆炸范围就越小。当管径(火焰通道)小到一定程度时，单位体积火焰所对应的固体冷却表面散出的热量就会大于产生的热量，火焰便会中断熄灭。火焰不能传播的最大管径称为该混合系的临界直径。如甲烷的临界直径为0.4～0.5mm，氢和乙炔为0.1～0.2mm。

第47页，课件共144页，创作于2023年2月临界直径的计算d—临界直径，cmE点—某一物质的最小，J。第48页，课件共144页，创作于2023年2月（7）点火能的影响点火能加大，爆炸范围变宽。点火能对甲烷爆炸极限的影响第49页，课件共144页，创作于2023年2月3、燃烧极限的估算A闪点法P总——混合气的总压力，常压时为1.013×105Pa；P闪——闪点是该液体的蒸汽分压，Pa。第50页，课件共144页，创作于2023年2月B经验法根据化学理论体积分数近似计算，气体完全燃烧时，其化学理论体积分数可用来确定链烷烃类的爆炸下限，公式如下：

L下≈0.55C0

C0——气体完全燃烧时物质的量浓度。若空气中氧体积分数按20.9%计，c0可用下式确定

：

c0=0.209/（0.209+n0）

式中n0——可燃气体完全燃烧时所需氧分子数。

第51页，课件共144页，创作于2023年2月

如甲烷燃烧时，其反应式为

CH4+2O2→CO2+2H2O

此时n0=2

则L下=0.55×0.209/（0.209+2）=5.2%

由此得甲烷爆炸下限计算值比实验值5%相差不超过10%。

第52页，课件共144页，创作于2023年2月C：混合气体的燃烧极限计算已知混合气体中各单一气体的着火极限，利用勒·夏德里公式便可计算出混合可燃气体的着火极限：L——混合可燃气体的燃烧上限或下限；Lk——各组分的燃烧上限或下限；Pk——各组分在混合气体中的体积百分比第53页，课件共144页，创作于2023年2月推导过程

（1）设各种可燃混气体积为：V1，V2，V3，------，Vi；（2）各组可燃气体在爆炸下限下其混合气体积分别为：（3）各组气体混合后总的可燃气体积为：V=V1+V2+V3+------+Vi（4）各组气体混合后总的混合气体的体积为：

V=V

1+V2+V3+------+Vi第54页，课件共144页，创作于2023年2月（5）设总的可燃混气的爆炸下限为x下。则有

（6）设，，，------，则有第55页，课件共144页，创作于2023年2月例题：一天然气组成如下：甲烷80%（L下=5.0%）、乙烷15%（L下=3.22%）、丙烷4%（L下=2.37%）、丁烷1%（L下=1.86%）求爆炸下限。

Lm=100/（80/5+15/3.22+4/2.37+1/1.86）=4.369%第56页，课件共144页，创作于2023年2月Lm’——含有惰性气体的可燃混合气的燃烧上限或下限；Lm——混合可燃部分的爆炸上限或下限；B——惰性气体体积分数D:可燃气体与惰性气体混合物的燃烧极限第57页，课件共144页，创作于2023年2月混合气组成如下表所示：先计算可燃部分的Lm。该混合气中可燃气体为40.4%，惰性气体59.6%求解过程：第58页，课件共144页，创作于2023年2月可燃气体部分燃烧上限和下限混合有惰性气体的燃烧上限和下限第59页，课件共144页，创作于2023年2月燃烧极限测量装置第60页，课件共144页，创作于2023年2月（4）危险度H已知燃烧下限及上限数据后，可以计算物质危险度R——燃烧上限，%；L——燃烧下限，%；H——危险度第61页，课件共144页，创作于2023年2月第62页，课件共144页，创作于2023年2月第63页，课件共144页，创作于2023年2月（5）爆炸温度极限可燃液体在一定温度下，由于蒸发而形成的等于爆炸浓度极限的蒸气浓度，这时的温度称为爆炸温度极限。爆炸温度下限液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度下限的蒸气浓度，此时的温度称为爆炸温度下限。液体的爆炸温度下限实际上就是液体闪点。爆炸温度上限·液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度上限的蒸气温度，此时的温度称为爆炸温度上限。第64页，课件共144页，创作于2023年2月爆炸浓度极限（℃）液体名称爆炸温度极限（℃）下限上限下限上限3.018.0酒精甲苯松节油车用气油+11+401.57.0+5.5+310.862.0+33.5+531.77.2-38-81.47.5+40通常所说的爆炸极限，如果没有标明，就是指爆炸浓度极限。第65页，课件共144页，创作于2023年2月作业：已知某混合气体的组成及爆炸极限数据如下表所示：问此混合物有无爆炸危险？第66页，课件共144页，创作于2023年2月第三节：燃烧条件

燃烧必须同时具备下列三个条件：可燃物：凡是能与空气中的氧或其他氧化剂发生热化学反应的物质都是可燃物，可燃物是燃烧的主体，无可燃物，燃烧就无法进行。助燃物：能够帮助和支持燃烧的物质都是助燃物。引火源：第67页，课件共144页，创作于2023年2月常见火源种类（1）明火（2）高温表面（3）摩擦撞击（4）化学反应热（5）电气火花（6）静电（7）绝热压缩（8）雷电

引火源第68页，课件共144页，创作于2023年2月气体在绝热压缩时，温度迅速上升，当温度达到可燃气体的自燃温度时，可导致起火或爆炸。T1——绝热压缩前温度，K；P2——安全阀起跳时压力，Pa；P1——绝热压缩前压力，Pa；K——气体的热容比；Eg.T1=288k,P2=3.04MPa,P1=9.8×104Pa,K=1.29,得T2=350.25C乙炔的自燃点为305C，若绝热压缩时安全阀压力为3.04MPa，则可形成引燃源。第69页，课件共144页，创作于2023年2月燃烧三角形必要条件可燃物、助燃物、点火源三者的结合是燃烧的基本条件。第70页，课件共144页，创作于2023年2月引起燃烧必须具备如下两个条件，缺一不可：--浓度条件

(可燃物达到适合燃烧之状态）—能量条件

(具有提供发生燃烧所需之能量)第71页，课件共144页，创作于2023年2月浓度条件要发生燃烧，一定要使可燃物质在适当的浓度范围之内，对于气体或蒸汽，如果浓度太浓或太稀，都不会发生燃烧。适当的浓度范围称之为燃烧极限.

第72页，课件共144页，创作于2023年2月能量条件当物质满足浓度条件时，如果给于适当之能量，就会发生燃烧或爆炸，激发燃烧或爆炸的能量来源称为为点火源，俗称火源。“点火源”这一燃烧条件的实质是提供了一个初始能量，在这一能量激发下，使可燃物与氧化剂发生剧烈的氧化反应，引起燃烧。所以这一燃烧的必要条件可以表达为“初始能量”最小点火能量(Minimumignitionenergy,MIE)发生燃烧或爆炸所需最小能量。在防爆设计上，若能設計使装置产生的能量不超过MIE，则可防止发生燃烧爆炸事故。第73页，课件共144页，创作于2023年2月最小点火能的测定可用电火花法，其放电量可以通过计算求得。即在放电电极上并联一定容量的电容器，设其容量为c，当电极上的火花电压为v时，放电能量E可由下式计算：1F=103mF=106μF=109nF=1012pF式中C——人体对地的电容，PF，一般按100pF计算；V——人体静电电位，V，一般按2000V；带入上式得到：W=0.2mJ第74页，课件共144页，创作于2023年2月气体或蒸汽点火能（mJ）甲烷0.29丙烷0.25环丙烷0.18乙烯0.08乙炔0.017氢0.017第75页，课件共144页，创作于2023年2月第76页，课件共144页，创作于2023年2月第77页，课件共144页，创作于2023年2月第4节：燃烧机理18世纪前，欧洲盛行燃烧素学说；1777年，法国化学家拉瓦锡提出了燃烧的氧学说，认为燃烧是可燃物与氧的化合反应，同时放出光和热，这是对燃烧科学的一个重大贡献；后来又提出了活化能理论，对燃烧机理作了比较令人满意的解释；20世纪初前苏联化学家谢苗诺夫提出的链锁反应理论，得到了世界化学界的公认。第78页，课件共144页，创作于2023年2月1、链锁反应理论链锁反应：由一个单独分子变化而引起一连串分子变化的化学反应。链锁反应理论认为，气态分子之间的作用不是两个分子直接作用生成最后产物，而是活化分子先离解成自由基，然后自由基与另一分子作用产生新的自由基，新基又迅速参与反应，如此延续下去而形成一系列的链锁反应。自由基：在链锁体系中存在的一种活性中间物，是链锁反应的载体。第79页，课件共144页，创作于2023年2月2、链锁反应过程链锁反应三个阶段：链的引发：在热、光或引发剂等的作用下，起始分子吸收能量产生自由基的过程。链传递：自由基作用于反应物分子时，产生新的自由基和产物，使反应一个传一个地进行下去。链的终止：自由基销毁，使链锁反应不再进行的过程。第80页，课件共144页，创作于2023年2月链的引发链的传递链的终止第81页，课件共144页，创作于2023年2月3、链锁反应分类直链反应：在链传递过程中，自由基的数目保持不变的链锁反应。支链反应：在链传递过程中，一个自由基在生成产物的同时，产生两个或两个以上自由基的链锁反应。第82页，课件共144页，创作于2023年2月第一阶段：链的引发第二阶段：链的发展支链反应：第三阶段：链的中止第83页，课件共144页，创作于2023年2月可燃物点火源助燃物自由基燃烧四面体4、燃烧四面体与灭火基本方法=燃烧四个必要条件第84页，课件共144页，创作于2023年2月充分条件浓度条件能量条件第85页，课件共144页，创作于2023年2月去除可燃物---隔离法(移除法或拆卸法)去除助燃物---窒息法去除点火源---冷却法切断链锁反应---抑制法（化学中断法）第86页，课件共144页，创作于2023年2月第5节：燃烧速度1、链锁反应速度F（c）——反应物浓度函数；fs——链在器壁上销毁因素；fc——链在气相中销毁因素；A——与反应物浓度有关函数

——链的分类数，直链反应=1，支链反应>1.在一定条件下，如果fs+fc+A(1-)->0，就会发生爆炸。第87页，课件共144页，创作于2023年2月2、燃烧速度定义：单位面积上、单位时间烧掉的可燃物质的质量（质量速度），kg/(m2.h)。直线速度：单位时间内烧掉液层的厚度,(cm/h)测定的方法包括：本生灯法；平面焰喷灯法；肥皂泡法；管中火焰传播速度法等。第88页，课件共144页，创作于2023年2月3、气体燃烧速度在气体燃烧中，扩散燃烧速度取决于气体的扩散速度，而预混燃烧速度则取决于本身的化学反应速度。通常混合燃烧速度高于扩散燃烧速度，故气体的燃烧性能，常以火焰传播速度来衡量。第89页，课件共144页，创作于2023年2月火焰传播速度在不同管径的管道中测试时其值不同，一般随着管径增加而增加，当达到某个直径时，速度就不再增加，同样，火焰传播速度随着管径的减小而减小，并在达到某个小的管径时，火焰就不再传播(阻火器原理)。

层流流动紊流流动火焰不再传播时的管径称为极限管径。燃烧出口的直径若小于极限管径，火焰就不会向管内传播(回火)。第90页，课件共144页，创作于2023年2月第91页，课件共144页，创作于2023年2月1)混合气性质各种烃类的结构和分子量不同，对火焰传播速度的影响也不同。烷烃、环烷烃和芳香烃的火焰传播速度都很接近，约在35—45cm/s之间；烯烃的火焰传播速度略高于相应的烷烃；二烯烃的火焰传播速度又高于烯烃；炔烃的火焰传播速度最高，其中特别是乙炔，达到141cm/s。烃结构对火焰传播速度影响影响层流火焰传播的主要因素第92页，课件共144页，创作于2023年2月2）气体浓度影响当混合气在某一浓度范围内，生成自由基的机会较大，使反应速度达到最大值，当混合气成分偏离这一最佳值时，不论偏贫或偏富，都使反应速度减小，燃烧温度降低，使传热和物质的扩散作用减弱，结果引起火焰传播速度下降。实验证明，在混合气成分接近极限条件时，火焰传播的最低速度约为2—10cm/s，当超出此极限浓度时，便产生熄火现象。第93页，课件共144页，创作于2023年2月可燃气体含量与速度关系第94页，课件共144页，创作于2023年2月

3)混合气温度混合气的温度对火焰传播速度有很大的影响。这是因为提高温度，可以大大加快反应速度，同时也相应提高了燃烧产物的温度，又反过来明显地加速反应过程，也加速了热的传导，从而使火焰传播速度明显加快。第95页，课件共144页，创作于2023年2月汽油、煤油、空气混合气的层流火焰传播速度与温度的关系。许多实验数据表明，烃类燃料的层流火焰传播速度与温度T之间的关系为：Un——燃料层流火焰传播速度；Uo——在温度为To时火焰传播速度第96页，课件共144页，创作于2023年2月温度对甲烷在空气中燃烧速度的影响第97页，课件共144页，创作于2023年2月

4)混合气压力混合气压力对层流火焰传播速度的影响不保温度那样明显。当压力增大时，燃烧速度值略有降低。实验证明，在1.0—4atm之间，压力对烃类燃料层流火焰传播速度的影响实际上可以忽略不计。第98页，课件共144页，创作于2023年2月压力对甲烷在空气中燃烧速度的影响第99页，课件共144页，创作于2023年2月

5）燃烧形式。由于气体分子问扩散速度比较慢，所以采取扩散燃烧形式的气体燃烧速度是比较慢的，它的速度取决于气体分子间的扩散速度。

第100页，课件共144页，创作于2023年2月

4、液体燃烧速度液体燃烧速度取决于液体的蒸发，即先蒸发后燃烧。为了使液体燃烧继续下去，必须向液体输入大量热，使表层蒸发，火焰靠辐射加热液体，火焰沿液面蔓延速度除决定于液体初温、热容、蒸发潜热外，还决定于火焰的辐射能力。此外，风速对火焰蔓延速度也有很大影响。

第101页，课件共144页，创作于2023年2月燃烧速度与液体初温、储罐直径、液体中水分含量等多种因素有关。1）储罐直径越大，燃烧速度越快；2）初温越高，燃烧越快；3）不含水的比含水的燃烧要快。4）一般来说风越大燃烧速度越大。

第102页，课件共144页，创作于2023年2月第103页，课件共144页，创作于2023年2月

5．固体燃烧速度固体物质的燃烧速度，一般要小于可燃气体和液体。不同固体的燃烧速度也有很大的差异。

eg.萘及其衍生物、三硫化磷、松香等，在常温下是固体，燃烧过程是受热熔化、蒸发、气化、分解氧化、起火燃烧，一般速度较慢。硝基化合物、硝化纤维制品，本身含有不稳定的基团，燃烧是自身提供氧化剂，较剧烈，速度很快。第104页，课件共144页，创作于2023年2月第二部分：爆炸基本理论1、定义：物质从一种状态迅速地转变为另一种状态（或者物质性质和成分发生根本变化）时，在瞬间放出大量能量，同时产生声响的现象。爆炸可以视为气体或蒸气在瞬间激烈膨胀的现象。特征：爆炸过程进行的很快；爆炸点附近压力急剧升高；发出或大或小的声响；周围介质发生震动或临近物质遭到破坏。

第一节：爆炸特征及其分类第105页，课件共144页，创作于2023年2月2、爆炸与燃烧的区别1）爆炸最主要的特征是压力上升，并不一定着火（发光、放热）；而燃烧一定有着火现象。2）化学爆炸（其中绝大多数是氧化反应）与燃烧现象本质上都属于氧化反应。但二者反应速度、放热速率不同，火焰传播速度也不同，前者比后者快得多。第106页，课件共144页，创作于2023年2月3、爆炸发生阶段整个爆炸过程一般来说可分为两个阶段：第一阶段：物质的能量以一定的形势（定容、绝热）转变为强势压缩能；第二阶段：强压缩能急剧绝热膨胀对外做功，引起被作用介质的变形，移动或破坏。第107页，课件共144页，创作于2023年2月4、爆炸分类根据爆炸传播速度轻爆：指传播速度为每秒数十厘米至数米的爆炸；爆炸：指传播速度为每秒10m至数百米的爆炸；爆轰：指传播速度为每秒1000米至7000米的爆炸。根据能量释放过程的性质物理爆炸化学爆炸核爆炸第108页，课件共144页，创作于2023年2月（1）物理爆炸：物质状态参数（温度、压力、体积）迅速发生变化，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。特点：在爆炸过程中，引发爆炸的介质的化学性质不发生变化，发生变化的仅是该介质的状态参数。Eg.液化气钢瓶、锅炉超压爆炸。第109页，课件共144页，创作于2023年2月（2）化学爆炸定义：物质从一种化学结构迅速转变为另一种化学结构，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。特点：爆炸发生过程中，介质的化学性质发生了变化，爆炸能量来源于化学变化。本质：和燃烧相同。区别在于燃烧是稳定和连续的，而爆炸则是瞬间完成的。第110页，课件共144页，创作于2023年2月化学爆炸发生的条件（1）反应的放热性化学能热能机械功破坏爆炸本身是能量的急剧转化过程，将化学能转变为热能，再由热能转化为对周围介质所作的功。热是做功的能源，如果没有足够的热量放出，化学变化本身不能提供继续变化所需的能量，化学变化就不能自行传播，也就不会发生爆炸。第111页，课件共144页，创作于2023年2月（1）ZnC2O4->Zn+2CO2-205kJ/mol（2）PbC2O4->Pb+2CO2-69.8kJ/mol（3）(NH4)2C2O4->2NH3+H2O+CO+CO2-263.6kJ/mol（4）CuC2O4->Cu+2CO2+23.8kJ/mol（5）HgC2O4->Hg+2CO2+47.3kJ/mol（6）Ag2C2O4->2Ag+2CO2+123.4kJ/mol××××√√第112页，课件共144页，创作于2023年2月（2）反应的快速性是爆炸过程区别于一般化学反应的重要标志。就单位质量物质的放热来说，炸药往往比不上普通燃料，之所以发生爆炸是由其反应的快速性决定的。1Kg煤8.9×103KJ气体（CO2）气体1KgTNT爆炸燃烧4.2×103KJ快慢第113页，课件共144页，创作于2023年2月（3）生成气体产物气体的可压缩性大，膨胀系数大，是膨胀做功的理想介质，爆炸对周围介质的做功就是通过高温高压气体迅速膨胀来实现的。1LTNT727.2L气体2Al+F2O3->Al2O3+2Fe+828kJ×？原因：无气体生成第114页，课件共144页，创作于2023年2月化学爆炸分类化学爆炸简单分解爆炸复杂分解爆炸爆炸性混合物爆炸爆炸时不一定有燃烧反应，爆炸所需能量是由爆炸物本身分解产生的。Eg，乙炔银、叠氮化铅。乙炔、环氧乙烷等在压力下的分解爆炸。爆炸时伴有燃烧现象，但燃烧所需氧由本身分解产生，这类爆炸物质的危险性较简单分解爆炸低。例如梯恩梯可燃气体、蒸汽、雾滴、粉尘同空气或氧气的混合物所发生的爆炸。第115页，课件共144页，创作于2023年2月5、可燃气体爆炸1、分解气体爆炸某些气体，即使在没有氧气的条件下，也可能被点燃爆炸，其实只是一种分解爆炸。如乙炔、乙烯、环氧乙烷、臭氧、一氧化氮、二氧化氮，等。条件：（1）分解热>80kJ/mol。（2）一定的温度和压力。一般说来，分解热在80kJ/mol以上的气体，在一定条件下遇火源即会发生爆炸。第116页，课件共144页，创作于2023年2月分解爆炸的敏感性与压力有关。分解爆炸所需的能量，随压力升高而降低。当压力低于某值时，不再产生分解爆炸，此压力值称为分解爆炸的极限压力（临界压力）。纯乙炔在压力达到0.15MPa、温度达到380℃时.会发生分解爆炸

目前，国际上一般将140kPa规定为焊割作业中乙炔发生装置的限定压力。某些国家要求更加严格，将限定压力规定为130kPa。第117页，课件共144页，创作于2023年2月是否需要经历扩散时间，就成了决定可燃气体燃烧或爆炸的主要条件。实际上，这类爆炸就是可燃物与助燃物按一定比例混合后遇点火源发生的带有冲击力的快速燃烧。空气空气扩散区燃料锥燃气火源预混气2、燃爆性混合气体爆炸第118页，课件共144页，创作于2023年2月第二节：爆炸极限1、爆炸极限的概念及其实用意义定义：可燃气体、蒸气或粉尘与空气的混合物，遇火会产生爆炸的最低或最高的浓度。

第119页，课件共144页，创作于2023年2月爆炸下限：遇火源发生爆炸的可燃混合气体中可燃气最低浓度；爆炸上限：遇火源发生爆炸的可燃混合气体中可燃气最高浓度。第120页，课件共144页，创作于2023年2月爆炸极限在安全管理工作中的实用意义：1）可用来评定可燃气体和可燃液体燃爆危险性的大小，作为可燃气分级和确定其火灾危险性的类别的标准。一般把爆炸下限小于10%的可燃气体划为一级可燃气体，其火灾危险性列为甲类。第121页，课件共144页，创作于2023年2月可燃气体的危险性就是根据爆炸极限进行分类的：类别可燃气体与空气混合物的爆炸下限甲<10%乙10%第122页，课件共144页，创作于2023年2月2）可作为设计依据。例如，确定建筑物的耐火等级，设计厂房通风系统，防爆电器选型等，需要知道该场所可燃气体（蒸气）的爆炸极限。第123页，课件共144页，创作于2023年2月3）可作为制订安全生产操作规程的依据。在生产和和使用可燃气体和液体的场所，应根据其燃爆危险性及其他理化性质，采取相应的防爆措施，如通风、惰性气体吸湿、置换、检测报警等以保证生产场所可燃气（蒸气）浓度严格控制在爆炸下限以下。第124页，课件共144页，创作于2023年2月第125页，课件共144页，创作于2023年2月2、获得爆炸极限数据的方法1）查阅手册、资料：这是最常用用的方法，但是只限于单质。2）进行估算：比较有实用意义的是测算多种可燃气体组成的混合气体的爆炸极限，以及可燃气体与惰性气体混合气体的爆炸极限。3）进行测试：可燃气体爆炸极限测定方法不只一种，现在采用的是国家标准GB/T12474-90《空气中可燃气体爆炸极限测定方法》。第126页，课件共144页，创作于2023年2月爆炸极限影响因素：气体性质；原始温度原始压力惰性介质含量容器状况3、影响爆炸极限的主要因素第127页，课件共144页，创作于2023年2月1）初始温度初始温度升高，爆炸极限范围增大，即爆炸下限降低，爆炸上限增高。温度爆炸极限第128页，课件共144页，创作于2023年2月2）初始压力一般说来，压力增高，爆炸极限范围扩大，压力降低，爆炸极限范围缩小。当压力降低到某值时，则爆炸上限浓度与爆炸下限浓度相重合，此时对应的压力称为爆炸的临界压力。第129页，课件共144页，创作于2023年2月3）点火源增大点火源的能量，增大火源的表面积和延长火源与混合物的接触时间都会使爆炸范围增大。当点火能量高到一定程度时，爆炸极限就趋于一个稳定值。

一般情况下，测定爆炸极限时应采取较高的点火能量。第130页，课件共144页，创作于2023年2月4）氧含量可燃混合气中氧含量增加，一般对爆炸下限影响不大，因为在下限浓度时氧气对可燃气是过量的。由于在上限浓度时氧含量相对不足，所以增加氧含量会使上限显著增高。第131页，课件共144页，创作于2023年2月5）惰性气体含量及杂质惰性气体含量增加，爆炸极限范围缩小。当惰性气体含量逐渐增加到一定浓度时，混合气体不会爆炸。两个以上的成分的混合气体的爆炸特性，经常用三角图。第132页，课件共144页，创作于2023年2月第133页，课件共144页，创作于2023年2月901050703090907070505010103030O2NH3N2EABCDA点:(NH3：50%，O2：50%，N2：0)B点:(NH3：50%，O2：30%，N2：20%)C点:(NH3：30%，O2：60%，N2：10%)D点:(NH3：50%，O2：10%，N2：40%)E点:(NH3：0，O2：20%，N2：80%)第13