化工企业防火防爆的基础知识

化工企业防火防爆的基础知识燃烧的基础知识燃烧是一种复杂的物理化学过程。燃烧过程具有发光、发热、生成新物质的三个特征。（1）燃烧燃烧是有条件的，它必须在可燃物质、助燃物质和点火源这三个基本条件同时具备时才能发生。可燃物质。通常把所有物质分为可燃物质、难燃物质和不可燃物质三类。可燃物质是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，都可称之为可燃物质。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。化工生产中使用的原料、生产中的中间体和产品很多都是可燃物质。气态如氢气、一氧化碳、液化石油气等；液态如汽油、甲醇、酒精等；固态如煤、木炭等。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。例如空气、氧气、氯气、氟和溴等物质。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。可燃物、助燃物和点火源是导致燃烧的三要素，缺一不可，是必要条件。燃烧能否实现，还要看是否满足了数值上的要求。例如，氢气在空气中的含量小于4%时就不能被点燃。点火源如果不具备一定的温度和足够的热量，燃烧也不会发生。例如飞溅的火星可以点燃油棉丝或刨花，但火星如果溅落在大块的木柴上，它会很快熄灭，不能引起木柴的燃烧。因此，对于已经进行着的燃烧，若消除“三要素”中的一个条件，或使其数量有足够的减少，燃烧便会终止，这就是灭火的基本原理。可燃液体的燃烧并不是液相与空气直接反应而燃烧，而是先蒸发为蒸气，蒸气再与空气混合而燃烧。对于可燃固体，若是简单物质，如硫、磷及石蜡等，受热时经过熔化、蒸发、与空气混合而燃烧；若是复杂物质，如煤、沥青、木材等，则是先受热分解出可燃气体和蒸气，然后与空气混合而燃烧，并留下若干固体残渣。由此可见，绝大多数可燃物质的燃烧是在气态下进行的，并产生火焰。有的可燃固体如焦炭等不能成为气态物质，在燃烧时呈炽热状态，而不呈现火焰。（2）燃烧的类型根据燃烧的起因不同，燃烧可分为闪燃、着火和自燃三类。闪燃和闪点。可燃液体的蒸气（包括可升华固体的蒸气）与空气混合后，遇到明火而引起瞬间（延续时间少于5s）燃烧，称为闪燃。液体能发生闪燃的最低温度，称为该液体的闪点。闪燃往往是着火先兆，可燃液体的闪点越低，越易着火，火灾危险性越大。除了可燃液体以外，某些能蒸发出蒸气的团体，如石蜡、樟脑、荼等，其表面上所产生的蒸气达到一定的浓度，与空气混合而成为可燃的气体混合物，若与明火接触，也能出现闪燃现象。着火与燃点。可燃物质在有足够助燃物（如充足的空气、氧气）的情况下，有点火源作用引起的持续燃烧现象，称为着火。使可燃物质发生持续燃烧的最低温度，称为燃点或着火点。燃点越低，越容易着火。可燃液体的闪点与燃点的区别是，在燃点燃烧时不仅是蒸气，还有液体（即液体已达到燃烧温度，可提供保持稳定燃烧的蒸气）。另外，在闪点时移去火源后闪燃即熄灭，而在燃点时移去火源后则能继续燃烧。控制可燃物质的温度在燃点以下是预防发生火灾的措施之一。自燃和自燃点。可燃物质受热升温而不需明火作用就能自行着火燃烧的现象，称为自燃。可燃物质发生自燃的最低温度，称为自燃点。自燃点越低，则火灾危险性越大。化工生产中，由于可燃物质靠近蒸汽管道，加热或烘烤过度，化学反应的局部过热，在密闭容器中加热温度高于自燃点的可燃物一旦泄漏，均可发生可燃物质自燃。爆炸的基础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。其主要特征是压力的急剧升高。例如乙焕罐里的乙焕与氧气混合发生爆炸时，大约是在1/1S内完成其化学反应，同时释放出大量热量和二氧化碳、水蒸气等气体，使罐内压力升高10〜13倍。（1）爆炸类型爆炸可分为物理性爆炸、化学性爆炸及粉尘爆炸。物理性爆炸。是由物理因素（如温度、体和、压力等）变化而引起的爆炸现象。在物理性爆炸的前后，爆炸物质的化学成分不改变。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。化学性爆炸前后，物质的性质和化学成分均发生了根本的变化。例如硝化棉（炸药）在爆炸时放出大量热量，同时生成大量气体，爆炸时的体和、竞会突然扩大47万倍，燃烧在万分之一秒内完成，对周围物体产生毁灭性的破坏作用。根据爆炸时的化学反应不同，化学性爆炸物质可分为以下几种。a・简单分解的爆炸物。这类物质在爆炸时分解为元素，并在分解过程中产生热量。属于这一类的物质有乙焕铜、乙焕银、琪化氮等，这类容易分解的不稳定物质，其爆炸危险性是很大的，受摩擦、撞击、甚至轻微震动即可能发生爆炸。b・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。如梯恩梯、硝化棉等都属于此类。C.可燃性混合物。是指由可燃物质与助燃物质组成的爆炸物质。所有可燃气体、蒸气和可燃粉尘与空气（或氧气）组成的混合物均属此类。这类爆炸实际上是在火源作用下的一种瞬间燃烧反应。粉尘爆炸。粉尘爆炸是粉尘粒子表面和氧作用的结果。当粉尘表面达到一定温度时，由于热分解或干饱作用，粉尘表面会释放出可燃性气体，这些气体与空气形成爆炸性混合物，而发生粉尘爆炸。因此，粉尘爆炸的实质是气体爆炸。如煤矿里的煤尘爆炸，磨粉厂、谷仓里的粉尘爆炸，娱粉、碳化钙粉尘等与水接触后引起的自燃或爆炸等。影响粉尘爆炸的因素有：物理化学性质。燃烧热越大的粉尘越易引起爆炸，例如煤尘、碳、硫等；氧化速率越快的粉尘越易引起爆炸，如煤、燃料等；越易带静电的粉尘越易引起爆炸；粉尘所含的挥发分越大越易引起爆炸，如当煤粉中的挥发分低于10%时不会发生爆炸。粉尘颗粒大小。粉尘的颗粒越小，其比表面积越大，化学活性越强，燃点越低，粉尘的爆炸下限越小，爆炸的危险性越大。c・粉尘的悬浮性。粉尘在空气中停留的时间越长，其爆炸的危险性越大。粉尘的悬浮性与粉尘的颗粒大小、粉尘的密度、粉尘的形状等因素有关。d,空气中粉尘的浓度。粉尘的浓度通常用单位体和、中粉尘的质量来表示，其单位为mg/m3。空气中粉尘只有达到一定的浓度，才可能会发生爆炸。因此粉尘爆炸也有一定的浓度范围，即有爆炸下限和爆炸上限。(2)爆炸极限爆炸极限可燃性气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物，必须在一定的浓度比例范围内才能发生燃烧和爆炸。而且混合的比例不同，其爆炸的危险程度亦不同。可燃气体、蒸气爆炸极限的影响因素爆炸极限受许多因素的影响，当温度、压力及其他因素发生变化时，爆炸极限也会发生变化。温度。一般情况下爆炸性混合物的原始温度越高，爆炸极限范围也越大。因此温度升高会使爆炸的危险性增大。压力。一般情况下压力越高，爆炸极限范围越大，尤其是爆炸上限显著提高。因此，减压操作有利于减小爆炸的危险性。惰性介质及杂物。一般情况下惰性介质的加入可以缩小爆炸极限范围，当其浓度高到一定数值时可使混合物不发生爆炸。杂物的存在对爆炸极限的影响较为复杂，如少量硫化氢的存在会降低水煤气在空气混合物中的燃点，使其更易爆炸。容器。容器直径越小，火焰在其中越难于蔓延，混合物的爆炸极限范围则越小。当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，这个直径称为临界直径或最大灭火间距。如甲烷的临界直径为O.4〜0.5mm,