2第二章 防火灭火基础.docx
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2第二章防火灭火基础
第二章防火与灭火基础
燃烧失去了控制,就会成为火灾,造成危害。
为了有效地预防、控制和扑救火灾,就必须要了解燃烧的本质与机理,掌握燃烧的条件、燃烧的过程、燃烧的类型和燃烧的特性,以及火灾的发展规律和防火与灭火基本方法等基础知识。
本章将简要介绍燃烧的本质和机理、燃烧的条件和燃烧的过程,重点介绍燃烧的类型、燃烧的特性、火灾的发展规律和防火与灭火基本方法等基础知识。
第一节燃烧机理与燃烧条件
一、燃烧的本质
燃烧是一种放热、发光的化学反应。
在燃烧过程中,物质会改变原有的性质而变成新的物质。
燃烧反应在本质上属于氧化-还原反应。
放热、发光、生成新物质是燃烧反应的三个特征,它们是区分燃烧和非燃烧现象的依据。
二、燃烧的机理
近代链锁理论认为燃烧是游离基的链锁反应。
链锁反应也称链式反应,即循环连续反应。
可燃物质的分子在高温或光照等外因作用下,吸收能量而活化,分解为活泼的原子或原子团。
它们不同于普通的原子或原子团,带有不成对的电子。
这种原子或原子团称为游离基或自由基。
这些游离基非常活泼,一旦生成即诱发其它分子迅速地、一个接一个地自动分解,生成大量新的游离基,从而形成了蔓延扩张、循环传递的链锁反应过程,直到不再产生新的游离基为止。
如果在燃烧过程中抑制游离基的产生,链锁反应就会中断,燃烧也就停止了。
三、燃烧的条件
同时具备可燃物质、充足的助燃物质和一定能量的火源,而且三者必须相互作用,是燃烧发生的必要条件。
(一)可燃物质
我们通常说的可燃物是指能在空气中的氧或其他氧化剂的作用发生燃烧(化学反应)的物质,绝大多数有机物及少数无机物都是可燃的。
可燃物按其物理状态分为气体可燃物、液体可燃物和固体可燃物三类。
1、气体可燃物
凡是能在空气中的氧或其他氧化剂中燃烧的气体都称为气体可燃物。
如天然气、液化石油气、氨气、煤气等,可燃气体在空气中燃烧,同样要求与空气的混合比在一定范围,并需要一定的温度引发反应。
2、液体可燃物
凡是能在空气中的氧或其他氧化剂中燃烧的液体都称为液体可燃物。
液体可燃物大多数都是有机化合物,石油及液态石油化工产品多数都是可燃液体,如汽油、柴油、煤油、酒精苯类等,其分子中都含有碳、氢原子,有些还含有氧原子。
3.固体可燃物
凡是能在空气中的氧或其他氧化剂中燃烧的固体物质称为固体可燃物。
固态石油化工产品多数是固体可燃物,如塑料、橡胶、化纤及其织品、固态蜡及其制品等。
(二)助燃物质
凡是能帮助和支持燃烧的物质,就叫做助燃物质。
助燃物质的种类很多,如氧、氟、氯等,另外,还有许多化合物也有助燃的作用,例如硝酸盐、氯酸盐、重铬酸盐、高锰酸盐及过氧化物等,这些化合物含氧较多,当受到热、光或摩擦、撞击等作用时,都能发生分解,放出氧气,起到助燃的作用。
(三)着火源
凡是能够引起可燃物质燃烧的能量来源就叫着火源,也称引燃能源、点火源等。
着火源的种类很多,最常见的为热能,还有电能、光能、化学能和机械能(压缩能、撞击能、摩擦能等)等其他能量,都可以起到着火源的作用。
例如明火、烟头火、高温物体都能引起可燃物燃烧;摩擦、撞击和电火花也会引起燃烧;遇湿燃烧物质遇水产生化学能,发生剧烈化学反应,会自动燃烧或爆炸。
(四)燃烧必要条件
大家都知道,如果可燃物的量不够,氧气等助燃物不足,着火源的热量等能量不高,燃烧也不能发生。
如,一根火柴可以引燃一张纸,但却不能引燃一块木板;点燃的蜡烛用玻璃罩罩住后,不使空气进入,烛火就会慢慢熄灭。
这就说明了只有在可燃物和助燃物充足,着火源有足够的能量,而且三者同时具备并相互作用时,才会发生燃烧。
如果缺少其中任何一个条件,或三者没有互相作用,就不会发生燃烧。
第二节燃烧过程
除组成、结构简单的可燃气体外,绝大多数可燃物质的燃烧都不是物质本身在燃烧,而是物质受热分解出的气体或液体蒸气在气相中的燃烧,燃烧过程较为复杂。
本节我们只考虑可燃物质因受热而发生燃烧的最基本燃烧过程,即受热燃烧过程(如图1-1示)。
一、气体燃烧
气体的燃烧不需要像固体、液体物质那样经过熔化、蒸发等准备过程,气体在燃烧时所需要的热量仅用于氧化或分解气体以及将气体加热到燃点。
因此,气体燃烧最容易,而且燃烧速度快。
气体燃烧有扩散燃烧和混合燃烧两种形式。
(一)扩散燃烧
可燃气体与空气边混合边燃烧的方式叫做扩散燃烧,亦称稳定燃烧。
如可燃气体(氢气、乙炔、汽油蒸气等)从管口、管道和容器的裂缝处泄漏到空气中,遇火源即着火燃烧并形成火焰。
扩散燃烧中,喷出的气体一边与空气混合一边燃烧,燃烧过程比较稳定,直到烧完为止。
(二)混合燃烧
可燃气体与助燃气体在燃烧之前就已混合,其浓度达到爆炸极限范围内,遇到着火源立即燃烧或爆炸,这种燃烧方式叫做混合燃烧。
很多火灾、爆炸事故是由混合燃烧引起的,失去控制的混合燃烧往往会造成重大的经济损失和人员伤亡。
二、液体燃烧
液体燃烧与固体燃烧不同,液体挥发性强,很多液体在常温常压下,表面上就漂浮着一定浓度的气体,遇到着火源即可燃烧。
一般情况下,不同沸点液体的混合物是逐层加热、逐层燃烧的。
石油加工生产中,可燃液体种类很多,各自的化学组成不同,燃烧过程也不一样。
例如汽油、苯、酒精等液体,在常温下就极易挥发,在发生燃烧时,直接蒸发出大量气体迅速燃烧。
原油由于组份范围较宽,在燃烧时,轻组份先蒸出燃烧,最后是沸点较高的重组份。
随着燃烧时间的延长,在剩下的液体中,高沸点组份的含量相对地增加,液体的比重、粘度和闪点也相对地增高。
具有热波特性的油品液体在燃烧过程中还会往深度加热,液体的这种燃烧特性,会使含有水份、粘度大的油品在燃烧过程中产生沸溢和喷溅现象,从而造成火灾大面积蔓延,对灭火人员的安全也构成很大威胁。
三、固体燃烧
固体可燃物由于其分子结构的复杂性,物理性质的不同,其燃烧方式也不同。
有蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧和阴燃四种。
(一)蒸发燃烧
蒸发燃烧是指熔点较低的可燃固体,受热后熔融或升华,然后像可燃液体一样蒸发成气体而燃烧。
硫、磷、钾等单质固体物质先熔融而后燃烧;沥青、石蜡、松香等先熔融,后蒸发成气体,分解、氧化燃烧;高分子材料的热塑性塑料,受热后变形、熔融,由固体变为液体,继而蒸发燃烧,这类固体火类似于液体,会发生边流动、边燃烧的现象,易造成火灾蔓延;萘和樟脑这类具有升华性质的物质,则在受热后不经熔融,而直接变为可燃性蒸气燃烧。
(二)分解燃烧
分子结构复杂的固体可燃物在受热时,分解出其组成成分及与加热温度相应的热分解产物,这些分解产物再氧化燃烧,称为分解燃烧。
例如:
木材、棉、麻、毛、丝等天然高分子材料,以及合成橡胶、纤维等合成高分子物质的燃烧均属分解燃烧。
(三)表面燃烧
有些固体可燃物的蒸气压非常低或者难于发生热分解,不能发生蒸发燃烧或分解燃烧,当氧气包围物质的表层时,呈炽热状态发生无火焰燃烧。
其特点是表面发红而无火焰。
例如木炭、焦炭以及铁、铜、钨的燃烧均属表面燃烧。
(四)阴燃
阴燃是指某些固体可燃物在空气不流通,加热温度较低或可燃物含水分较多等条件下发生的只冒烟、无火焰的燃烧现象。
如成捆堆放的棉、麻、纸张及大量堆放的煤、杂草、湿木材等,受热后易发生阴燃。
有焰燃烧和阴燃在一定条件下会相互转化。
如在密闭或通风不良的场所发生火灾,由于燃烧消耗了氧,氧浓度降低,燃烧速度减慢,分解出的气体量减少,即由有焰燃烧转为阴燃。
阴燃在一定条件下,如果改变通风条件,增加供氧量或可燃物中水分蒸发到一定程度,也可能转变为有焰燃烧。
第三节燃烧类型
按要素构成条件和瞬间发生的特点,燃烧主要分为闪燃、着火、自燃和爆炸等四种类型。
了解燃烧类型的有关知识,对于掌握火灾的危险性及其预防、扑救是十分必要的。
一、闪燃
在一定温度下,易燃、可燃液体(也包括能直接升华为气体的少量固体,如石蜡、樟脑、萘等)产生的蒸气与空气混合后,达到一定浓度时遇火源产生一闪即灭的燃烧,这种现象就叫做闪燃。
(一)闪点
液体能够发生闪燃的最低温度称为闪点。
闪点可以用标准仪器测定,液体的闪点越低,火灾危险越大,它是评定液体火灾危险性的主要依据。
(二)液体火灾危险性分类
液体的火灾危险性,根据其闪点的高低,有两种分类方式。
常用的是将液体火灾危险性分为甲类液体、乙类液体和丙类液体三类:
①甲类液体。
甲类液体是指闪点<28℃的液体。
甲类液体中,对37.8℃时蒸气压力>200kPa的液态烃又具体划分为甲A类,如液化石油气、天然气凝液、未稳定凝析油和液化天然气都属于此类物质,除甲A类外的其它甲类液体划入甲B类,如稳定轻烃、汽油、稳定凝析油、苯等。
(注:
天然气是一种多组分的混合气体,主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数。
天然气凝析液是天然气经深冷分离得到的以乙烷、丙烷、丁烷为主要组分的轻质烃类混合物。
)
②乙类液体。
乙类液体是指闪点≥28℃且<60℃的液体。
乙类液体按闪点<45℃或≥45℃又可细分为乙A类和乙B类液体,如煤油等属于乙A类液体,轻柴油等属于乙B类液体。
③丙类液体。
丙类液体指闪点≥60℃的液体。
丙类液体按闪点≤120℃或>120℃又可细分为丙A类和丙B类液体,如重柴油、乙醇胺、乙二醇等属于丙A类液体,二甘醇、三甘醇等属于丙B类液体。
闪点高于45℃的石油产品,在常温下发生着火的危险较小,自身也达不到自燃点,但如果油品被加热或储存容器附近有火源时,油温增高,着火的危险性仍然是存在的。
通常情况下,我们还可将石油产品按闪点分为易燃液体和可燃液体两种。
即,闪点≤45℃的石油产品属于易燃液体,闪点>45℃的石油产品属于可燃液体。
在实际工作中,要根据液体的闪点,采取相应的防火安全措施以及确定泡沫灭火剂供给强度等。
二、着火
可燃物质在空气中受着火源的作用而发生持续燃烧的现象,叫做着火。
物质着火,需要一定的温度。
可燃物质开始持续燃烧所需要的最低温度,叫做燃点,又称着火点。
一般石油产品的燃点与闪点相差约1~5℃,即使闪点在100℃以上的石油产品,其燃点比闪点也仅高30℃左右。
可燃物质没有达到燃点时,是不会着火的。
可燃物质燃点越低,越容易起火。
根据可燃物质的燃点高低,可以鉴别其火灾危险程度,以便在防火和灭火工作中采取相应的措施。
例如,对火场上燃点低的物质,应首先进行冷却保护或疏散,以防止火灾扩大蔓延。
三、自燃
可燃物质在没有明火、电火花等着火源的作用下,在空气或氧气中靠自热或外热而发生的燃烧现象叫做自燃。
(一)自燃点
使可燃物质发生自燃的最低温度,叫做自燃点。
在这一温度时,可燃物质与空气接触,不需要明火源的作用,就能自动发生燃烧。
物质的自燃点越低,其发生火灾的危险性越大。
同一种液体或气体可燃物的自燃点还与压力、浓度、氧含量、催化剂及容器的材质和内径等因素有关。
①压力。
压力越高,自燃点越低。
例如,汽油在0.1MPa时自燃点是480℃,在1MPa时为310℃,在2.5MPa时为250℃。
②浓度。
混合物中可燃物质的浓度越低,自燃点越高;可燃物质浓度达到化学计量浓度时,自燃点最低;若继续加大可燃物的浓度,自燃点又开始升高。
例如,硫化氢在着火下限浓度时的自燃点为373℃,在化学计量浓度时为246℃,在着火上限浓度时为304℃。
物质的自燃点通常采用该物质在化学计量浓度时的自燃点。
③氧含量。
助燃气体中氧浓度越高,自燃点越低。
这是由于氧浓度高,氧化速率快,燃烧完全,放热速率快且热损失少。
④催化剂。
活性催化剂能降低物质的自燃点,铈、铁、钒、钴、镍等的氧化物均属活性催化剂。
钝性催化剂能提高物质的自燃点。
为防止内燃机爆震、将汽油中加抗震剂,如四乙基铅,就是一种钝性催化剂。
⑤容器的材质和内径。
容器的内壁与加热表面也具有催化性能,因而自燃点仪器的构造材料不同,测得的自燃点数值也不相同。
例如汽油在铁管中测得的自燃点为685℃,在石英管中则为585℃,在铂坩埚中为390℃。
容器的直径越小,测得的自燃点越高;直径小到一定数值,气体混合物便不能自燃。
(二)自燃的类型
根据热的来源不同,物质的自燃可分为自热自燃和受热自燃两种类型。
1.自热自燃
自热自燃是指由于物质内部自行发热而发生的燃烧现象。
石油化工的聚丙烯生产过程中,采用的催化剂三乙基铝在常温下就能与空气中的氧反应放热自燃,遇水也能剧烈反应而自燃;高含硫原油中的硫易使钢制设备表面腐蚀生成硫化亚铁,硫化亚铁与空气接触会放热自燃。
这些都属于自热自燃现象。
自热自燃物质根据自燃点高低可分为两类:
一类是自燃点较低,在常温下能与空气中的氧发生氧化而自燃的,主要有黄磷、磷化氢、有机磷、有机铝等;另一类是自燃点较高,但在一定蓄热条件下能氧化发热并蓄热而自燃,这类主要是浸油脂类物质,如油布、油纸等。
2.受热自燃
受热自燃是指物质被加热到一定温度时发生的燃烧现象。
常见的如火场上受热传播作用使邻近的可燃物质达到自燃点而起火就属于受热自燃现象。
引起受热自燃的原因主要有:
①接触灼热物体。
如可燃物质靠近烟囱、取暖设备、电热器具,或烘烤可燃物质时,若距离近或温度过高就有着火的危险。
②直接用火加热。
熬炼或热处理过程中,由于温度失控,达到自燃点而着火。
③摩擦生热。
如机器的轴承和摩擦部分缺乏润滑油或缠绕纤维物质,摩擦力增大,产生大量热而引起可燃物燃烧。
④化学反应。
物质在化学反应中释放出大量热,温度超过了自身燃点而自燃。
⑤绝热压缩。
物质在较高压力压缩时,会产生大量的热,若温度达到自燃点则自行燃烧。
如柴油发动机就是由利用了绝热压缩空气高温引起燃料燃烧的工作原理。
⑥热辐射作用。
除明火、灼热体发出的辐射热能引起周围可燃物质着火外,太阳的辐射能也能引起易燃物质发生自燃,如奥运圣火火种的采集就是取自太阳的辐射能。
四、爆炸
爆炸是物质从一种状态迅速转变成另一种状态,并在瞬间放出大量能量,同时伴有声响的现象。
爆炸是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程,爆炸体系和它周围的介质之间发生急剧的压力突变是爆炸的最重要特征。
在此过程中,体系内的物质以极快的速度把其内部所含有的能量释放出来,转变成机械功、光和热等能量形态。
爆炸会产生巨大的破坏作用,产生破坏作用的根本原因是构成爆炸的体系内存有高压气体或在爆炸瞬间生成的高温高压气体的骤然膨胀。
(一)爆炸的类型
按物质在爆炸过程中的变化,爆炸分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。
1.物理爆炸
物理爆炸主要是指因气体或蒸气迅速膨胀,压力急剧升高且超过储存容器所能承受的极限压力而造成容器爆裂,气体钢瓶、液化气钢瓶、锅炉等发生的爆炸都属于物理爆炸。
2.化学爆炸
化学爆炸是物质以极快的反应速度发生放热反应,同时产生高温高压的气体,并在瞬间以机械功的形式放出大量能量的现象,化学爆炸本质上是燃烧的一种形式,炸药、可燃气体与空气的混合物、粉尘与空气的混合物等发生的爆炸都属于化学爆炸。
化学性爆炸都伴有新物质的产生,同时产生高温、高压,并发出巨大的响声,并能直接造成火灾或导致火灾的蔓延,危险性很大。
3.核爆炸
核爆炸是由于原子核裂变或核聚变引起的爆炸,原子弹、氢弹的爆炸就属于核爆炸。
(二)化学爆炸的分类和浓度极限
1.化学爆炸的分类
按爆炸传播的速度大小,化学爆炸可分为爆燃和爆轰两种。
爆燃是以亚音速传播的爆炸,它的传播速度在每秒数十米级至声速之间变化,压力不激增,无多大声响,破坏力较小。
爆轰是以强冲击波为特征,以超音速传播的爆炸,亦称爆震。
这种爆炸的传播速度可达每秒数千米,压力激增,能引起“殉爆”,具有很大的破坏力。
2.化学爆炸的浓度极限
能够在空气中发生爆炸的可燃气体、可燃液体蒸气和粉尘的浓度范围,叫做爆炸浓度极限。
可燃气体、可燃液体蒸气的爆炸浓度极限,通常用可燃气体、可燃液体蒸气在空气中的体积百分比来表示。
可燃性粉尘的爆炸浓度极限,通常用可燃性粉尘在空气中的单位体积质量(如g/m3)来表示。
爆炸浓度极限分为上限和下限。
可燃气体、可燃液体蒸气或可燃性粉尘在空气中能发生爆炸的最高浓度,叫做爆炸上限;能发生爆炸的最低浓度,叫做爆炸下限。
当这种爆炸性混合物的浓度高于爆炸上限时,如有新到空气补充,仍有爆炸和燃烧的危险;当浓度低于爆炸下限时,既不爆炸,也不燃烧。
各种可燃气体、可燃液体蒸气和可燃性粉尘的爆炸浓度极限是有差别的,有的爆炸浓度范围大,有的爆炸浓度范围小。
例如,氢气的爆炸浓度范围就较大,为4~72%;而丁烷的爆炸浓度范围就较小,为是1.9~6.5%。
可燃液体蒸气的爆炸极限与液体所处环境的温度有关系,一般说来,环境的温度升高可使可燃液体蒸气的爆炸浓度下限下降,爆炸浓度上限上升,爆炸浓度范围增大。
可燃气体的爆炸极限与空气中的含氧量有关系,含氧量高,爆炸浓度范围扩大;含氧量低,则爆炸浓度范围缩小;如果掺入惰性气体,发生爆炸的危险就会减少,甚至不发生爆炸。
如果可燃性粉尘中水份或灰份增多,就可以降低其爆炸的危险性,在火场上要及时用喷雾水润湿和驱散悬浮粉尘,但要注意避免使用充实水柱冲击堆积粉尘,以防止可燃性粉尘在空气中形成爆炸性混合物而发生连续爆炸。
第四节燃烧特性
了解掌握物质的燃烧特性,直接影响消防指战员灭火救援战术选择应用的准确性和有效性,也对消防指战员加强灭火救援现场自我保护起到十分重要的作用。
本节重点从燃烧的形式、燃烧的产物、燃烧的速度、燃烧的热量与传播以及燃烧的温度等入手,介绍燃烧所具有的基本特性。
一、燃烧的形式
燃烧有两种表现形式,既有焰型燃烧和无焰型燃烧(又称表面燃烧型,即炽燃)。
可燃气体和液体只发生有焰型燃烧。
有些固体物质,如木材、纸张、稻草等,则存在两种燃烧形式。
例如,一根火柴燃烧时,开始是有焰型燃烧,然后有焰型和无焰型燃烧同时出现,在熄灭前只是无焰型燃烧。
而香烟、焦炭等被点燃后,仅在炽热的状态下燃烧,没有火焰。
磷、硫磺及镁、铝等金属粉末燃烧时,虽然有发光现象,但没有火焰出现。
(一)火焰的定义
正在燃烧的可燃气体或可燃液体蒸气所占据的发光、放热的空间范围称为火焰,俗称火苗。
它是可燃物产生有焰燃烧的基本特征。
气态可燃物燃烧时直接形成火焰,有预混火焰和扩散火焰两种。
液体可燃物和固体可燃物燃烧时由分解或蒸发出的气体形成火焰,一般为扩散火焰。
(二)火焰的构成
可燃物在燃烧时,根据其状态、助燃物供给方式等因素的不同,火焰的结构也不完全相同。
一般情况下,液体或固体的火焰是由焰心、内焰和外焰三个不同部分组成的。
气态可燃物的火焰,由一次空气供氧所形成的火焰峰面在内层,称内焰;由二次空气供氧所形成的火焰峰面在外层,称外焰。
这种火焰比较稳定,温度较高,气焊炬等火焰属这一类。
有的火焰无一次空气进入,只有一层圆锥形火焰,即只有外焰。
如天然气井喷火焰,可燃气体容器或管路破裂时在泄漏处形成的喷流火焰等。
下面仅以蜡烛火焰为例,介绍液态可燃物火焰的组成(见图1—2)。
1.焰心
焰心是指火焰内部靠近焰蕊较暗的圆锥体部分。
它是由可燃物质受高温作用后蒸发和分解的气体可燃物构成的。
在焰心里,由于空气不足,温度较低,所以不发生燃烧,只是向外层部分输送可燃气体。
2.内焰
内焰是指包围在焰心外部的明亮的圆锥体部分。
在这里气体产物进一步分解,产生氢气和许多微小的碳粒,并局部燃烧,因此温度较高。
但由于空气不很充足,大部分碳粒都没有燃烧,而是灼热发光,所以内焰显得非常亮。
3.外焰
外焰是包围在内焰外面几乎没有光亮的部分。
由于这里空气充足,因而形成完全燃烧。
在外焰里燃烧的往往是一氧化碳和氢气,而这些物质的火焰在白天不易看见,同时这里灼热的碳粒也很少,因此几乎没有光亮。
外焰的温度比内焰高。
(三)火焰的颜色
火焰的颜色取决于燃烧物质的化学成份、助燃物供应强度和燃烧温度。
大部分物质燃烧时火焰是橙红色的,但有些物质燃烧时火焰具有特殊的颜色,如硫磺燃烧的火焰是蓝色的,磷和钠燃烧的火焰是黄色的,氢气燃烧时火焰就不显光。
同一种物质燃烧的火焰颜色与燃烧温度有关,燃烧温度越高,火焰就越接近蓝白色。
例如,乙炔在空气中燃烧,温度为2127℃,火焰为橙红色;而当乙炔在纯净的氧气中燃烧时,温度可达3250℃,火焰呈蓝白色。
火焰的颜色还与可燃物质的含氧量及含碳量有关。
燃烧物质的含氧量越高,火焰越暗,燃烧物质的含氧量达到50%以上时,火焰几乎无光。
例如,在较强的光照下,甲醇、一氧化碳等含氧物质的燃烧就几乎看不到火焰。
相反,如果燃烧物质的含碳量达到60%以上,火焰就显光,而且会出现烟雾。
表1-3几种可燃物质的化学成份和火焰特征
物质名称
碳%
氧%
氢%
火焰特征
甲醇
37.5
50
12.5
不发光
乙醇
52.2
34.8
13
发光
丙酮
62
27.65
10.35
发光,熏烟
一氧化碳
43
57
-
蓝色
乙炔
92.3
-
7.7
发光,熏烟
苯
92.3
-
7.7
发光,熏烟
糖
42.1
51.5
6.4
蓝色
木材
49.5
44.2
6.3
发光
二、燃烧产物
物质燃烧后产生的气体、蒸汽或固体等新物质叫做燃烧产物。
其中能被人们看见的燃烧产物叫烟雾,它实际上是燃烧产生的悬浮固体、液体粒子和气体的混合物。
其粒径一般在0.01-10微米之间。
燃烧产物又分为完全燃烧产物和不完全燃烧产物。
(一)完全燃烧和不完全燃烧
在燃烧反应过程中,如果生成的燃烧产物不能再燃烧,则称为完全燃烧,其燃烧的产物称为完全燃烧产物。
如果生成的燃烧产物还能继续燃烧,则这种燃烧称为不完全燃烧,其燃烧的产物为不完全燃烧产物。
燃烧完全与否不仅与空气供给量有关,而且还与同其他可燃物扩散混合的均匀程度有关。
如氧气供给量充足,并与可燃物混合非常均匀,则燃烧的反应近于完全燃烧。
(二)不同物质的燃烧产物
1.单质的燃烧产物
一般单质在空气中完全燃烧,其产物为该单质元素的氧化物,碳、氢、磷、硫等,燃烧后生成的二氧化碳、水、五氧化二磷及二氧化硫等。
这些产物不能再发生燃烧,称为完全燃烧产物。
2.一般化合物的燃烧产物
一些化合物在空气中燃烧除生成完全燃烧产物外,还会生成不完全燃烧产物,特别是一些高分子化合物,受热后会产生热裂解,生成许多不同类型的有机化合物,并能进一步燃烧,最简单的不完全燃烧产物是一氧化碳,它能进一步燃烧生成二氧化碳。
3.木材的燃烧产物
木材主要由碳、氢、氧元素组成的化合物,主要以纤维素分子形式存在,也有以糖、胶、酯、水等分子形式存在。
木材在受热之后即产生热裂解反应,生成小分子产物,在200℃左右,主要生成二氧化碳、水蒸汽、甲酸、乙酸及各种易燃气体;在200—280℃产生少量水汽及一氧化碳;在280—500℃,产生可燃蒸气及颗粒。
在500℃以上则主要是碳,产生的游离基对燃烧有明显的加速作用。
4.合成高分子材料的燃烧产物
合成高分子材料在燃烧中也伴有热裂解,有的还含有氯元素、氮元素,因此会生成许多有毒或有刺激性的气体,如:
氯化氢(HCl),光气(COCl2),氰化氢(HCN)及氧化氮(NOx)等。
燃烧产物的数量、构成等随物质的化学组成以及温度、空气的供给等燃烧条件不同而有所不同。
(三)燃烧产物对灭火救援的影响
燃烧产物对灭火救援工作,既有有利的影响,又有不利的影响。
1.有利影响
燃烧产物对灭火救援工作的有利影响,主要包括以下几方面:
①有利于阻止燃烧的进行。
完全燃烧产物在一定条件下有阻燃作用,完全燃烧的燃烧产物都是燃惰性气体,如CO2、水蒸汽等。
如果是室内火灾,随着这些惰性物质的增加,就能相对减少空气中的氧浓度,燃烧速度也会减慢,如果能关闭通风的门窗、孔洞、就会使燃烧速度减慢,直至停止燃烧。
实验表明,当空气中含有30~35%的CO2气体或水蒸汽时,就可以中断大多数物质的燃烧。
②有利于现场火情侦察。
不同的物质燃烧,不同的燃烧温度,在不同的风向条件下,烟的气味、颜色、浓度、流动方向也是不一样的。
在火场上,烟雾的流动方向往往是火势的发展方向,可以根据烟雾的流动方向和温度、浓度来寻找火源。
燃烧物质的化学性质不同,燃烧时所产生烟雾的颜色和气味也有所不同,火场上可根据这些特征来识别燃烧的物
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- 2第二章 防火灭火基础 第二 防火 灭火 基础
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