第三章防火防爆技术.ppt

第三章第三章 防火与防爆技术防火与防爆技术 1概述：概述：一、防火防爆安全技术重要性一、防火防爆安全技术重要性1 1、保证生产的正常进行、保证生产的正常进行2 2、保证生活井然有序、保证生活井然有序3 3、保护人身安全和财产安全、保护人身安全和财产安全 2二、火灾和爆炸事故在粮油行业是最危险事故二、火灾和爆炸事故在粮油行业是最危险事故1 1、存在易燃易爆物质、存在易燃易爆物质：溶剂、粉尘溶剂、粉尘2 2、生产过程存在点火源：、生产过程存在点火源：高温、电火花高温、电火花3、燃爆事故在粮油行业中教训极为沉重、燃爆事故在粮油行业中教训极为沉重例如：开源油厂爆炸事故例如：开源油厂爆炸事故 三江食品公司爆炸事故三江食品公司爆炸事故 广州黄埔港粉尘爆炸事故广州黄埔港粉尘爆炸事故 3三三、防防止止燃燃爆爆事事故故的途径的途径1 1、认识燃爆现象、认识燃爆现象2 2、研研究究燃燃爆爆本本质质和和原理原理3 3、控控制制燃燃爆爆事事故故发发生的可能性生的可能性 43-1 3-1 火灾和爆炸事故的特点火灾和爆炸事故的特点 一、燃爆现象的双重性一、燃爆现象的双重性1 1、可控制的燃烧和爆炸、可控制的燃烧和爆炸 燃烧：锅炉、发动机、打火机等燃烧：锅炉、发动机、打火机等 爆炸：爆炸成型、定向爆破等爆炸：爆炸成型、定向爆破等 特点：范围、燃爆量和时间都可人为控制特点：范围、燃爆量和时间都可人为控制2 2、不可控制的燃烧和爆炸、不可控制的燃烧和爆炸 通常所说的火灾和爆炸事故通常所说的火灾和爆炸事故 特点：大面积、无意识区域、随时随地特点：大面积、无意识区域、随时随地 5二、火灾和爆炸事故的特点二、火灾和爆炸事故的特点1 1、突然性：、突然性：例如：汝南油厂浸出器爆炸例如：汝南油厂浸出器爆炸2 2、复杂性：、复杂性：例如：例如：8383年年1111月吉林四平油厂爆炸事故月吉林四平油厂爆炸事故3 3、严重性：具有毁灭性、严重性：具有毁灭性例如：开源油厂、大兴安岭大火、哈尔滨亚麻厂例如：开源油厂、大兴安岭大火、哈尔滨亚麻厂4 4、自激性：、自激性：爆炸引起大火：开源油厂爆炸引起大火：开源油厂大火引起爆炸：武汉长江油轮、青岛黄岛油罐火爆大火引起爆炸：武汉长江油轮、青岛黄岛油罐火爆6三、避免燃爆，减少燃爆造成损失的途径三、避免燃爆，减少燃爆造成损失的途径 （一）预防火爆事故发生（最重要、最根本）（一）预防火爆事故发生（最重要、最根本）1 1、严严格格遵遵守守易易燃燃易易爆爆物物品品的的管管理理规规定定（贮贮藏藏、运输和使用）运输和使用）2 2、避避免免易易燃燃易易爆爆气气体体的的沉沉积积（浸浸出出车车间间避避免免暗槽、地坑）暗槽、地坑）3 3、工艺和设备安装安全措施、工艺和设备安装安全措施 7（二）限制火爆事故的后果（二）限制火爆事故的后果1 1、建筑物的泄压面积、建筑物的泄压面积0.03m0.03m2 2/m/m3 3面积面积 (防火墙、留有空地防火墙、留有空地)2 2、相应的生产规模、相应的生产规模3 3、规章制度、规章制度4 4、消防器材、消防器材（三）积极灭火和防爆（三）积极灭火和防爆1 1、选择合适灭火器材、选择合适灭火器材2 2、采用正确灭火方法、采用正确灭火方法3 3、撤离可能燃爆物品、撤离可能燃爆物品 8（四四）认认真真总总结结火火爆爆事事故故，防防止止类类似似事事故再次发生故再次发生1 1、事故留下经验宝贵，（条条教训血写成）、事故留下经验宝贵，（条条教训血写成）2 2、“三不放过三不放过”（1 1）不找出原因，不放过；）不找出原因，不放过；（2 2）事事故故责责任任人人和和群群众众没没有有受受到到教教育育，不不放放过；过；（3 3）没有整改措施，不放过；）没有整改措施，不放过；3 3、防止同类事故再次发生、防止同类事故再次发生 93-2 3-2 燃烧燃烧 一、燃烧的基本概念一、燃烧的基本概念 1 1、燃烧的定义：、燃烧的定义：可可燃燃物物与与氧氧发发生生强强烈烈氧氧化化，产产生生热热量量使使物物质质和周围空气温度增加，并产生光亮和火焰和周围空气温度增加，并产生光亮和火焰。例如：例如：(C(C1616H H3232OO)OO)3 3C C3 3H H5 5+72 1/2O+72 1/2O2 2 51CO 51CO2 2+49H+49H2 2O+31883.5KJ/moL O+31883.5KJ/moL 102 2、特征、特征强光、热量、强烈氧化反应强光、热量、强烈氧化反应非燃烧：消化、电灯发光和热、不氧化非燃烧：消化、电灯发光和热、不氧化3 3、燃烧物的种类、燃烧物的种类（1 1）气体燃烧）气体燃烧可燃气体与空气在火焰面相互扩散，形成稳定的火焰。可燃气体与空气在火焰面相互扩散，形成稳定的火焰。（2 2）液体燃烧）液体燃烧液体表面蒸气分压气中的分子和氧形成火焰。液体表面蒸气分压气中的分子和氧形成火焰。（3 3）固体燃烧）固体燃烧固体在高温下受热熔化，蒸发或升华、分解成蒸汽燃烧固体在高温下受热熔化，蒸发或升华、分解成蒸汽燃烧。11二、燃烧的条件：二、燃烧的条件：（一）可燃物：（一）可燃物：1 1、定义：、定义：凡能与氧气或氧化剂起剧烈反应的物质称可燃物。凡能与氧气或氧化剂起剧烈反应的物质称可燃物。2 2、种类：气体、液体、固体、种类：气体、液体、固体 浸出油厂绝大多数物质都是可燃性物体。浸出油厂绝大多数物质都是可燃性物体。例如：油料、油脂、溶剂等例如：油料、油脂、溶剂等3 3、性能：主要取决于可燃物的自燃点和点燃点。、性能：主要取决于可燃物的自燃点和点燃点。12l（二）助燃物：（二）助燃物：l1 1、定义：凡能帮助和支撑燃烧的物质。、定义：凡能帮助和支撑燃烧的物质。l2 2、种类：氧气、氧化剂、种类：氧气、氧化剂l 除除了了氧氧元元素素以以外外，其其他他一一些些物物质质也也可可以以作作为为燃燃烧反应的氧化剂，如氟、氯等。烧反应的氧化剂，如氟、氯等。l3 3、性能：、性能：la a、与助燃物（氧气）的浓度有关与助燃物（氧气）的浓度有关lb b、与与物物质质的的活活泼泼性性程程度度有有关关，性性质质活活泼泼助助燃燃性性能能强强 13l（三）点火源：（三）点火源：l1 1、定义：、定义：l 具具有有一一定定温温度度和和热热量量的的能能源源，并并能能引引起起可可燃燃物物发火的能源。发火的能源。l2 2、种类：、种类：l（1 1）明火、（）明火、（2 2）高温表面、（）高温表面、（3 3）电火花、）电火花、l（4 4）冲撞与摩擦、（）冲撞与摩擦、（5 5）聚光、（）聚光、（6 6）自行发热）自行发热l3 3、性能：能量大小、能量高低、性能：能量大小、能量高低l 以上是我们通常所说的以上是我们通常所说的燃烧的三要素燃烧的三要素14l（四）燃烧干扰剂：（四）燃烧干扰剂：l 阻阻止止燃燃烧烧和和助助燃燃物物在在点点火火源源存存在在下下发发生生燃烧。燃烧。l 近代理论将燃烧分为近代理论将燃烧分为四面体学说四面体学说 l 例如：例如：FClFCl2 2HClHCl、干粉等，四乙基铅干粉等，四乙基铅l 另外：另外：l燃烧的必要条件：通常所说的三要素；燃烧的必要条件：通常所说的三要素；l燃烧的充分条件：三要素的量，即数量和能量燃烧的充分条件：三要素的量，即数量和能量15三、燃烧类型：三、燃烧类型：（一）自燃：（一）自燃：1 1、定义：、定义：可燃物质受热升温而不需明火就自行着火的现象。可燃物质受热升温而不需明火就自行着火的现象。2 2、自燃点：、自燃点：引起自燃的最低温度引起自燃的最低温度 见书见书P29 P29 表表3-13-1例如：黄磷例如：黄磷 34-35 34-35 轻汽油轻汽油235 235 正己烷正己烷 240 240 1617l（3 3）自燃机理：）自燃机理：l Q Q0 0=Q=Q1 1-Q-Q2 2=mct =mct l t=t=（Q Q1 1-Q-Q2 2）/mc/mcl 当当Q Q1 1（吸收热量）吸收热量）Q Q2 2（释放热量）释放热量）l物质不发生自燃物质不发生自燃l 当当Q Q1 1（吸吸收收热热量量）Q Q2 2（释释放放热热量量）且且t t tsts（自燃点）发生自燃自燃点）发生自燃18l4 4、自燃形式：、自燃形式：l（1 1）受热自燃：（自燃发生最多的）受热自燃：（自燃发生最多的）l 受受外外界界热热源源的的作作用用，使使可可燃燃物物温温度度上上升升到到自自燃燃点点的燃烧。的燃烧。lA A、靠近热源：接近热源物质而引起的自燃靠近热源：接近热源物质而引起的自燃la a、传导引起的自燃传导引起的自燃l例如：例如：l开封正大公司蒸脱机内的自燃开封正大公司蒸脱机内的自燃l哈哈尔尔滨滨三三棵棵树树粮粮库库（油油厂厂）润润滑滑油油沿沿轴轴流流入入保保温温层层积聚自燃积聚自燃19要求：要求：、不不允允许许在在蒸蒸汽汽管管道道上上烘烘烤烤衣衣物物或或食食品品、高高温温加加热热设设备备内内的的物物料料应应该该流流动动畅畅通通、设设备备表表面面的的卫卫生生要清洁要清洁 20l lb b、对流引起的自燃对流引起的自燃l l例如：例如：l l 南南苑苑油油厂厂的的流流化化床床干干燥燥器器，干干燥燥生生坯坯热热空气对流产生的物料燃烧空气对流产生的物料燃烧l lc c、辐射引起的自燃辐射引起的自燃l l例如：例如：l l 89年年郑郑州州烟烟厂厂大大火火，电电炉炉热热辐辐射射引引起起车车间办公室及仓库着火损失间办公室及仓库着火损失700多万元。多万元。l l要求：加强热源管理要求：加强热源管理21lB B、明火加热引起的自燃明火加热引起的自燃l l例如：例如：例如：例如：l l 上上上上海海海海油油油油脂脂脂脂三三三三厂厂厂厂化化化化验验验验室室室室因因因因停停停停电电电电，员员员员工工工工擅擅擅擅自自自自离离离离岗岗岗岗看看看看录象，造成燃烧录象，造成燃烧录象，造成燃烧录象，造成燃烧.lC C、摩擦热引起的自燃摩擦热引起的自燃l l例如：例如：例如：例如：l l 7777年年年年上上上上海海海海油油油油脂脂脂脂五五五五厂厂厂厂浸浸浸浸出出出出车车车车间间间间的的的的湿湿湿湿粕粕粕粕刮刮刮刮板板板板输输输输送送送送机机机机，三角带传动摩擦自然。三角带传动摩擦自然。三角带传动摩擦自然。三角带传动摩擦自然。l l 湖湖湖湖北北北北新新新新州州州州油油油油厂厂厂厂斗斗斗斗升升升升机机机机摩摩摩摩擦擦擦擦造造造造成成成成棉棉棉棉绒绒绒绒燃燃燃燃烧烧烧烧，进进进进入入入入固定蓝斗式浸出器引起燃爆。固定蓝斗式浸出器引起燃爆。固定蓝斗式浸出器引起燃爆。固定蓝斗式浸出器引起燃爆。22l要求：要求：l、机机械械传传动动润润滑滑l、浸浸出出车车间间不不准用皮带传动准用皮带传动 23l lD D、化学反应热引起的自燃化学反应热引起的自燃l l例如：例如：例如：例如：l l 苯和硫酸的磺化反应，搅拌太快引起苯的自燃苯和硫酸的磺化反应，搅拌太快引起苯的自燃苯和硫酸的磺化反应，搅拌太快引起苯的自燃苯和硫酸的磺化反应，搅拌太快引起苯的自燃 乙炔发生器控制产生的速度乙炔发生器控制产生的速度乙炔发生器控制产生的速度乙炔发生器控制产生的速度l lE E、绝热压缩引起的自燃绝热压缩引起的自燃l l例如：例如：例如：例如：l l 国国国国外外外外资资资资料料料料介介介介绍绍绍绍，回回回回收收收收自自自自由由由由气气气气体体体体通通通通过过过过压压压压缩缩缩缩机机机机压压压压缩缩缩缩至至至至0.6MPa0.6MPa，会引起燃烧或爆炸会引起燃烧或爆炸会引起燃烧或爆炸会引起燃烧或爆炸l lF F、聚光反射引起的自燃聚光反射引起的自燃l l 玻璃气泡、凸凹型玻璃聚光玻璃气泡、凸凹型玻璃聚光玻璃气泡、凸凹型玻璃聚光玻璃气泡、凸凹型玻璃聚光 24l（2 2）本身自燃：）本身自燃：l l 可燃物自身积聚的热量，引起的自燃可燃物自身积聚的热量，引起的自燃可燃物自身积聚的热量，引起的自燃可燃物自身积聚的热量，引起的自燃l lA A、化学变化引起本身自燃化学变化引起本身自燃l la a a a、油脂的自燃：油脂的自燃：油脂的自燃：油脂的自燃：l l要求：要求：要求：要求：l l、油脂不能随意分散放置、油脂不能随意分散放置、油脂不能随意分散放置、油脂不能随意分散放置l l、搞好设备、材料卫生，减少油脂氧化机会、搞好设备、材料卫生，减少油脂氧化机会、搞好设备、材料卫生，减少油脂氧化机会、搞好设备、材料卫生，减少油脂氧化机会l l、棉纱、工作服的管理和使用也要注意、棉纱、工作服的管理和使用也要注意、棉纱、工作服的管理和使用也要注意、棉纱、工作服的管理和使用也要注意l l、油厂废物处理要适宜、油厂废物处理要适宜、油厂废物处理要适宜、油厂废物处理要适宜 25lb b、金属粉尘自燃：金属粉尘自燃：l 浸出车间中金属硫化物危害较大浸出车间中金属硫化物危害较大l金属硫化物的燃烧机理：金属硫化物的燃烧机理：lFeSFeS2 2+O+O2 2FeS+SOFeS+SO2 2+53.1kcal/moL+53.1kcal/moLlFeS+1.5OFeS+1.5O2 2FeO+SOFeO+SO2 2+11.7kcal/moL+11.7kcal/moLl2FeO+0.5O2FeO+0.5O2 2FeFe2 2O O3 3+64.7kcal/moL+64.7kcal/moLlFeFe2 2S S3 3+1.5O+1.5O2 2FeFe2 2O O3 3+3S+140kcal/moL+3S+140kcal/moL 26l金属硫化物的产生：金属硫化物的产生：l l2Fe(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3 3 3 3+3H+3H+3H+3H2 2 2 2S S S SFeFeFeFe2 2 2 2S S S S3 3 3 3+6H+6H+6H+6H2 2 2 2O (O (O (O (常温常温常温常温)l l2H2H2H2H2 2 2 2S+OS+OS+OS+O2 2 2 22H2H2H2H2 2 2 2O+3SO+3SO+3SO+3Sl lFe+SFe+SFe+SFe+SFeSFeSFeSFeSl lFeFeFeFe2 2 2 2O O O O3 3 3 3+4H+4H+4H+4H2 2 2 2S S S S2FeS2FeS2FeS2FeS2 2 2 2+3H+3H+3H+3H2 2 2 2O+HO+HO+HO+H2 2 2 2 (300(300(300(300左右左右左右左右)l l浸出用溶剂要求含硫小于浸出用溶剂要求含硫小于浸出用溶剂要求含硫小于浸出用溶剂要求含硫小于0.05%0.05%0.05%0.05%lc c、有机粉尘自燃：有机粉尘自燃：l l活性炭、煤粉、糖粉、面粉活性炭、煤粉、糖粉、面粉活性炭、煤粉、糖粉、面粉活性炭、煤粉、糖粉、面粉 27lB B、生物化学变化引起本身自燃生物化学变化引起本身自燃l l生物体内：生物体内：l lC C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 26H6H2 2O+6COO+6CO2 2+287kcal/moL+287kcal/moLl l微生物新陈代谢也能产生大量的热能微生物新陈代谢也能产生大量的热能lC C、物理变化引起本身自燃物理变化引起本身自燃由由于于植植物物种种子子的的粉粉碎碎，造造成成粒粒子子表表面面能能增增加加，一旦热量散发不出，发生激烈燃烧。一旦热量散发不出，发生激烈燃烧。l l例如：磨粉造成的自燃例如：磨粉造成的自燃 285 5、影响自燃的因素、影响自燃的因素 （1 1）压力）压力 P P增加，可燃物自燃点降低，危害程度增加；增加，可燃物自燃点降低，危害程度增加；例如：例如：hexane hexane 己烷己烷 P=0.1MPa P=0.1MPa tsts=240=240；P=0.5 P=0.5 MPaMPa tsts=203=203P=1MPa P=1MPa tsts=167=167（2 2）空气中含氧量空气中含氧量:含氧量增加，自燃点降低含氧量增加，自燃点降低例如：例如：pentane pentane 戊烷戊烷 空气中（含氧量空气中（含氧量21%21%）tsts=285=285；100%100%氧气中氧气中 tsts=258=258；含氧量含氧量14%14%tsts；29（3 3）催化剂：）催化剂：活性催化剂能降低自燃点活性催化剂能降低自燃点例如：浙江海宁油厂活性炭吸附自由气体中溶剂，造成燃烧。例如：浙江海宁油厂活性炭吸附自由气体中溶剂，造成燃烧。钝化剂能提高自燃点钝化剂能提高自燃点例如：例如：Pb(CPb(C2 2H H5 5)4 4 四乙基铅加入少量在汽油中能防爆。四乙基铅加入少量在汽油中能防爆。（4 4）容器材料和形状）容器材料和形状 不同材料，自燃点不同，非金属材料使自燃点降低。不同材料，自燃点不同，非金属材料使自燃点降低。例如：汽油在钢管中例如：汽油在钢管中 tsts=685=685 石英管中石英管中 tsts=585=585 铂坩埚中铂坩埚中 tsts=390=390 容器直径愈小，自燃点愈高。容器直径愈小，自燃点愈高。30（5 5）可燃物化学成分）可燃物化学成分、同系物随分子量的增加，自燃点降低；、同系物随分子量的增加，自燃点降低；可燃物可燃物 CHCH4 4 C C2 2H H6 6 C C3 3H H8 8 C C4 4H H1010 C C5 5H H1212 C C6 6H H1414 C C7 7H H1616 C C8 8H H1818tsts（）632 515 478 365 285 240 215 208632 515 478 365 285 240 215 208、正位结构的自燃点低于异构物的自燃点；正位结构的自燃点低于异构物的自燃点；、饱和化合物的自燃点比不饱和化合物的高；、饱和化合物的自燃点比不饱和化合物的高；、环状化合物的自燃点高于直链化合物的自燃点。、环状化合物的自燃点高于直链化合物的自燃点。（6 6）含杂量）含杂量 可燃物含杂（水、无机物等），自燃点降低可燃物含杂（水、无机物等），自燃点降低例如：己烷含水时更易自燃例如：己烷含水时更易自燃 31（二）闪燃（二）闪燃：1 1、定定义义：在在某某温温度度下下，可可燃燃液液体体表表面面上上的的饱饱和和蒸蒸气气与与空空气气混混合合后后，遇遇到到火火源源而而发发生生一一闪闪即即灭灭（延延续时间少于续时间少于5 5秒）的燃烧现象。秒）的燃烧现象。个个别别可可燃燃固固体体也也有有闪闪燃燃现现象象。（闪闪燃燃往往往往是是火火警警的先兆）例如：石蜡、樟脑、萘等的先兆）例如：石蜡、樟脑、萘等2 2、闪燃点（、闪燃点（t t b b）：）：P32P32闪燃点数据由标准仪器测得，发生闪燃的最低温度闪燃点数据由标准仪器测得，发生闪燃的最低温度例如：正己烷例如：正己烷 t t b b=-23=-23 轻汽油轻汽油 t t b b=-28=-28 323 3、闪燃点的运用、闪燃点的运用类型类型 级别级别 闪燃闪燃 代表物代表物易燃易燃 一级一级 t t b b 2828 汽油、酒精汽油、酒精液体液体 二级二级 2828t t b b4545 煤油煤油可燃可燃 三级三级 4545t t b b120120 重油、柴油重油、柴油液体液体 四级四级 t t b b120120 植物油、甘油植物油、甘油 液体名称液体名称汽油汽油丙酮丙酮苯苯煤油煤油柴油柴油闪点闪点（）-58-581010-17-17-14-142828454550509090334 4、影响闪燃的因素、影响闪燃的因素：（1 1）可燃物的温度）可燃物的温度（2 2）可燃物的浓度）可燃物的浓度例如：丙酮例如：丙酮 100%t 100%t b b=9=9 80%t 80%t b b=29=29 34（三）点燃：着火（三）点燃：着火 1 1、定定义义：可可燃燃物物与与火火源源直直接接接接触触发发生生的的燃燃烧烧现象。现象。实实质质：火火源源的的热热量量将将可可燃燃物物点点着着，燃燃烧烧放放出的热量足以把邻近的可燃物温度提高。出的热量足以把邻近的可燃物温度提高。2 2、燃点：、燃点：t t d d 可燃物开始持续燃烧的最低温度。可燃物开始持续燃烧的最低温度。某些物质的燃点见书某些物质的燃点见书P33 P33 表表3-4 3-4 35363 3、直接火源、直接火源（1 1）本身燃烧的物质：）本身燃烧的物质：例如：例如：19871987、6 6宁波市油厂分水箱中溶剂外溢。宁波市油厂分水箱中溶剂外溢。（2 2）电焊火花）电焊火花例如：四平油厂例如：四平油厂（3 3）电器火花）电器火花例如：例如：8787、1010江苏睢宁事故江苏睢宁事故 （4 4）撞击火花）撞击火花例如：二战时期，士兵巡逻撞击火花。例如：二战时期，士兵巡逻撞击火花。373-3 3-3 燃烧理论燃烧理论 一、一、燃烧的基本理论燃烧的基本理论 1 1、分子活化（活化能理论）：、分子活化（活化能理论）：燃燃烧烧是是一一化化学学反反应应 ，而而分分子子间间发发生生化化学学反应的首要条件是相互碰撞。反应的首要条件是相互碰撞。只只有有具具有有一一定定活活化化能能的的少少数数活活化化分分子子碰碰撞才会发生反应。撞才会发生反应。部分分子获得能力成为活化分子。部分分子获得能力成为活化分子。38最小点火源的能量：最小点火源的能量：E E0 0=E=E2 2-E-E1 1促使其他分子活化的促使其他分子活化的能量：能量：E=EE=E1 1-E-E0 0只有：只有：E EE E0 0 燃烧才能持续燃烧才能持续 392 2、过氧化物理论：、过氧化物理论：（1 1）在在燃燃烧烧反反应应中中氧氧在在热热能能作作用用下下被被活活化化，形成过氧键（形成过氧键（-O-O-O-O-）；）；（2 2）可燃物变为过氧化物；可燃物变为过氧化物；（3 3）过过氧氧化化物物不不稳稳定定，在在受受热热、撞撞击击、摩摩擦擦等情况下分解而燃烧、爆炸。等情况下分解而燃烧、爆炸。例如：氢和氧的燃烧反应例如：氢和氧的燃烧反应 H H2 2+O+O2 2 H H2 2O O2 2 H H2 2O O2 2+H+H2 2 2H 2H2 2O O 403 3、链锁反应：、链锁反应：气气态态分分子子间间的的作作用用，不不是是两两个个分分子子直直接接作作用用得得出出最最后后产产物物，而而是是活活化化分分子子自自由由基基与与另另一一分分子子作作用用产产生生新新自自由由基基，新新自自由由基基又又迅迅速速参参加加反反应应，如如此延续形成一系列的链锁反应。此延续形成一系列的链锁反应。链链锁锁反反应应由由三三个个阶阶段段构构成成，即即链链的的引引发发、传传递递和终止。和终止。41例如：例如：链的引发：链的引发：H H2 2+O+O2 2 2OH 2OH H H2 2+M +M 2 H+M 2 H+M 链的传递：链的传递：OH+OOH+O2 2 H+H H+H2 2O O H+OH+O2 2 O+OH O+OH O+HO+H2 2 H+OH H+OH 链的终止：链的终止：22H H H H2 2 H+OH+O2 2+M +M H H2 2O+MO+M 42二、二、燃烧速度燃烧速度 ：1 1、气体燃烧速度：、气体燃烧速度：可可燃燃气气体体与与氧氧气气混混合合均均匀匀充充分分，燃燃烧烧速速度度快快，10100m/s10100m/s。（1 1）火焰传播速度：也称燃烧速度火焰传播速度：也称燃烧速度（2 2）层流燃烧速度：）层流燃烧速度：（3 3）薄层燃烧速度：）薄层燃烧速度：燃燃烧烧速速度度与与火火焰焰速速度度并并非非相相同同，燃燃烧烧速速度度加加上上整体运动，为火焰速度。整体运动，为火焰速度。432 2、液体燃烧速度：、液体燃烧速度：一种是在液体表面的燃烧，速度较慢；一种是在液体表面的燃烧，速度较慢；一一种种是是液液滴滴的的燃燃烧烧，燃燃烧烧时时产产生生的的二二氧氧化化碳碳又又将将液体分散成许多的小液滴，速度较快；液体分散成许多的小液滴，速度较快；液液体体燃燃烧烧速速度度取取决决于于液液体体的的蒸蒸发发，其其速速度度有有两两种种表示方法：表示方法：（1）重量速度：）重量速度：kg/m2 h（2）直线速度：直线速度：cm/h443 3、固体燃烧速度：、固体燃烧速度：固固体体燃燃烧烧是是固固体体表表面面的的分分子子溢溢出出与与氧氧分分子子发发生生在在表表面面的的燃燃烧烧，由由于于其其分分子子溢溢出出受受到到限限制制，速速度度较气体、液体慢。较气体、液体慢。（1 1）可可燃燃固固体体受受热热熔熔化化、蒸蒸发发、气气化化、分分解解氧氧化化、起火燃烧，速度慢；例如：萘、松香等。起火燃烧，速度慢；例如：萘、松香等。（2 2）可可燃燃固固体体燃燃烧烧是是分分解解式式的的，燃燃烧烧剧剧烈烈，速速快快；例如：硝基化合物例如：硝基化合物45三、三、燃烧热和温度燃烧热和温度 ：1 1、热值：、热值：单位重量或体积的可燃物完全燃尽时所放出热能。单位重量或体积的可燃物完全燃尽时所放出热能。可燃物可燃物 标准煤标准煤 己烷己烷 氢气氢气热值热值 kcal/kg 7000 10650 33820kcal/kg 7000 10650 338202 2、燃烧热：燃烧热：1 1摩尔可燃物质完全燃尽时所放出的全部热量摩尔可燃物质完全燃尽时所放出的全部热量例如：己烷例如：己烷 0.9159kcal/moL0.9159kcal/moL 463 3、燃烧温度：、燃烧温度：可可燃燃物物质质燃燃烧烧所所产产生生的的热热量量在在火火焰焰燃燃烧烧区区域域内内析析出出，因因此此，火火焰焰温温度度即即为为燃燃烧烧温温度。度。可燃物可燃物 烟煤烟煤 烟头烟头 乙炔乙炔 乙醚乙醚 汽油汽油 天然气天然气燃烧温度燃烧温度 1647 800 2127 2861 1200 20201647 800 2127 2861 1200 2020 47 3-4 3-4 爆炸爆炸 一、一、爆炸的基本知识爆炸的基本知识 1 1、爆炸的定义：、爆炸的定义：物物质质由由一一种种状状态态迅迅速速转转变变成成另另一一种种状状态态，并并在在瞬瞬间间放放出出大大量量能能量量（压压缩缩能能或或运运动动能能），同同时时产产生生巨巨大大的的响响声的现象。声的现象。482 2、分类：、分类：（1 1）按爆炸性质分类）按爆炸性质分类物理爆炸：物理爆炸：由物理变化引起的爆炸。由物理变化引起的爆炸。例如：蒸汽锅炉，压缩气体等超压引起的爆炸例如：蒸汽锅炉，压缩气体等超压引起的爆炸化学爆炸：化学爆炸：由化学变化引起的爆炸。由化学变化引起的爆炸。例如：可燃气体、蒸气的爆炸，以及炸药的爆炸。例如：可燃气体、蒸气的爆炸，以及炸药的爆炸。49（2 2）按爆炸速度分类）按爆炸速度分类轻爆：轻爆：爆炸过程中气浪传播速度爆炸过程中气浪传播速度10 m/s 10 m/s。爆炸：爆炸：爆炸过程中气浪传播速度爆炸过程中气浪传播速度1010v v1000 m/s 1000 m/s。爆轰：爆轰：爆炸过程中气浪传播速度爆炸过程中气浪传播速度1000 m/s-7000 m/s1000 m/s-7000 m/s 例例如如：密密闭闭容容器器中中混混合合气气体体的的爆爆炸炸，分分水水箱箱或或浸出器等。浸出器等。50（3 3）按反应相分类）按反应相分类气相爆炸：气相爆炸：a a 可燃气体混合物爆炸：可燃气体混合物爆炸：爆爆炸炸性性混混合合气气体体的的爆爆炸炸，如如：天天然然气气、乙乙炔炔、液液化化石石油油气气烃类、苯类、醇类、醚类等蒸气。烃类、苯类、醇类、醚类等蒸气。b b 气体热分解爆炸：气体热分解爆炸：单一气体由于分解反应产生大量的反应热而引起的爆炸。单一气体由于分解反应产生大量的反应热而引起的爆炸。如：乙炔、乙烯、环氧乙烷、氯乙烯等如：乙炔、乙烯、环氧乙烷、氯乙烯等c c 可燃粉尘爆炸：可燃粉尘爆炸：如：分散在空气中金属粉、硫磺、硅、小麦粉、糖粉等。如：分散在空气中金属粉、硫磺、硅、小麦粉、糖粉等。51d d 可燃液体雾滴爆炸：可燃液体雾滴爆炸：空气中易燃液体被喷成雾状剧烈燃烧时引起的爆炸。空气中易燃液体被喷成雾状剧烈燃烧时引起的爆炸。如：油压机喷出的油雾。如：油压机喷出的油雾。e e 可燃蒸气云爆炸：可燃蒸气云爆炸：产生于泄漏、喷出后形成的滞留状态。产生于泄漏、喷出后形成的滞留状态。如：浸出车间暗槽、地坑等如：浸出车间暗槽、地坑等凝聚相爆炸：凝聚相爆炸：a a 液相爆炸：液相爆炸：包括聚合爆炸、蒸气爆炸和不同液体混合引起爆炸；包括聚合爆炸、蒸气爆炸和不同液体混合引起爆炸；b b 固相爆炸：固体物质混合、混融引起的爆炸。固相爆炸：固体物质混合、混融引起的爆炸。523 3、燃烧和爆炸的区别：、燃烧和爆炸的区别：共共同同点点：都都是是和和氧氧产产生生的化学反应。的化学反应。区区别别点点：氧氧化化速速度度不不同同，根根据据燃燃烧烧与与爆爆炸炸理理论论，爆爆炸炸是是剧剧烈烈的的燃燃烧烧，燃燃烧烧是是缓慢爆炸。缓慢爆炸。53二、二、爆炸理论爆炸理论1 1、链锁反应理论：、链锁反应理论：爆爆炸炸的的实实质质是是燃燃烧烧，用用燃燃烧烧的的链链锁锁反反应应理理论论解解释爆炸。释爆炸。2 2、爆炸波学说：、爆炸波学说：爆爆炸炸性性混混合合物物在在外外界界冲冲击击作作用用下下可可使使其其迅迅速速分分解解，使使得得机机械械、热热的的和和化化学学的的加加速速爆爆炸炸现现象象依依次次发发生生。爆爆炸炸物物中中所所有有能能引引起起爆爆炸炸的的能能都都变变为为热热能能而而引引起起冲冲击击。气气体体冲冲击击能能使使次次一一层层爆爆炸炸物物加加热热和和分解并变成气体，依次进行冲击。分解并变成气体，依次进行冲击。543 3、爆炸的电子本性假说：、爆炸的电子本性假说：以以原原子子间间结结合合的的不不牢牢固固性性来来解解释释爆爆炸炸物物质质的的不不稳稳定定性性。电电子子可可以以由由一一个个原原子子跳跳到到另另一一个个原原子子上上即即使使在在很很小小的的冲冲击击下下也也会会发发生生分分子子变变化化，不不仅仅以以热热的的形形式放出能量，而且还放出具有功能的游离电子。式放出能量，而且还放出具有功能的游离电子。4 4、流体动力学爆轰理论：、流体动力学爆轰理论：爆爆轰轰是是冲冲击击波波在在炸炸药药中中传传播播而而引引起起的的。冲冲击击波波的的剧剧烈烈压压缩缩而而引引起起炸炸药药的的快快速速化化学学反反应应，反反应应放放出出的的能量又支持冲击波的传播，使其维持定速而不衰减。能量又支持冲击波的传播，使其维持定速而不衰减。55三、可燃气体三、可燃气体爆炸爆炸1 1、单一气体分解爆炸：、单一气体分解爆炸：（1 1）乙炔热分解爆炸：）乙炔热分解爆炸：C C2 2H H2 2 2C 2C（固）固）+H+H2 2+54kcal/moL+54kcal/moL（2 2）乙烯分解爆炸：乙烯分解爆炸：C C2 2H H4 4 2C 2C（固）固）+CH+CH4 4+30.4kcal/moL+30.4kcal/moL（3 3）氮氧化物分解爆炸：氮氧化物分解爆炸：N N2 2O O N N2 2+0.5O+0.5O2 2+19.5kcal/moL+19.5kcal/moL NO NO 0.5N 0.5N2 2+0.5O+0.5O2 2+21.6kcal/moL+21.6kcal/moL（4 4）环氧乙烷分解爆炸：环氧乙烷分解爆炸：C C2 2H H4 4O O CO+CH CO+CH4 4+32.11kcal/moL+32.11kcal/moL562 2、混合气体爆炸：、混合气体爆炸：（1 1）少量可燃气体的燃烧：少量可燃气体的燃烧：氧氧化化生生成成热热不不能能使使所所有有可可燃燃气气体体活活化化，空空气气吸吸热热，温温度度不不会会上上升升，活活化化分分子子产产生生的的数数量量少少，链锁反应中断。链锁反应中断。（2 2）较高浓度的可燃气体燃烧较高浓度的可燃气体燃烧 可可燃燃气气体体过过剩剩，氧氧化化不不足足，不不能能产产生生更更多多活活化化基团，链锁反应减慢，表现为扩散燃烧。基团，链锁反应减慢，表现为扩散燃烧。57（3 3）适宜条件下可燃气体的燃爆）适宜条件下可燃气体的燃爆 产产生生的的热热量量大大，形形成成高高温温，造造成成气气体体膨膨胀胀产产生生爆炸，同时伴有压力、摩擦声响。爆炸，同时伴有压力、摩擦声响。例如：例如：2C2C6 6H H1414+19O+19O2 212CO12CO2 2+14H+14H2 2O+183.0kcal/gO+183.0kcal/g 若空气含氧量若空气含氧量21%,21%,完全燃烧己烷当量为完全燃烧己烷当量为2.16%2.16%这时燃烧速度最快，爆炸威力最大。这时燃烧速度最快，爆炸威力最大。由于边缘效应影响产生波动在由于边缘效应影响产生波动在1.25%-6.9%1.25%-6.9%58四、四、爆炸极限：爆炸极限：1 1、爆炸极限的物理意义：、爆炸极限的物理意义：可可燃燃气气体体或或可可燃燃液液体体蒸蒸气气与与空空气气或或氧氧气气混混合合物物，在在点点火火源源作作用用下下能能引引起起爆爆炸炸的的范范围围称称为为爆爆炸炸极极限限。其其最最低低浓浓度度称称做做爆爆炸炸下下限限，用用L L下下表表示示；最最高高浓浓度度称称做爆炸上限，用做爆炸上限，用L L上上表示。表示。592 2、爆炸极限的确定：、爆炸极限的确定：可可燃燃气气体体（蒸蒸气气）的的爆爆炸炸极极限限可可按按标标准准GB/12474-90GB/12474-90规规定定的的方方法法测测定定，通通常常有有爆爆破破筒法和平面火焰法。筒法和平面火焰法。爆爆炸炸极极限限一一般般用用可可燃燃气气体体（蒸蒸气气）在在混混合合物物中中的的体体积积分分数数来来表表示示，有有时时也也用用单单位位体积中可燃物含量来表示（体积中可燃物含量来表示（g gm m-3-3或或mgmgL L-1-1）。）。603 3、混合气体的爆炸极限、混合气体的爆炸极限LmLm v v1 1、v v2 2、vnvn组组成成混混合合气气体体各各单单独独组组分分的的体体积积百百分分比比L L1 1、L L2 2、LnLn形形成成混混合合气气体体各各单单独独组组分分的的爆爆炸炸极极限限（体积浓度（体积浓度%）4 4、危险度：、危险度：A=A=（L L上上-L-L下下）/L/L下下 A A愈大危险性愈高愈大危险性愈高 614 4、影响爆炸极限的因素、影响爆炸极限的因素（1 1）原始温度）原始温度 原原始始温温度度愈愈高高，则则爆爆炸炸范范围围越越宽宽，即即下下限限降降低低、上上限限增增高，高，A A愈大。愈大。例如：煤气例如：煤气原始温度原始温度 20 100 200 300 400 500 600 70020 100 200 300 400 500 600 700L L下下 6.0 5.45 5.05 4.4 4.0 3.65 3.35 3.256.0 5.45 5.05 4.4 4.0 3.65 3.35 3.25L L上上 13.4 13.5 13.8 14.25 14.7 15.35 16.4 18.0513.4 13.5 13.8 14.25 14.7 15.35 16.4 18.05危险度危险度A 1.23 1.48 1.73 2.24 2.68 3.21 3.91 4.77 A 1.23 1.48 1.73 2.24 2.68 3.21 3.91 4.77 62（2 2）原始压力）原始压力 一一般般压压力力增增加加，爆爆炸炸极极限限范范围围扩扩大大，且且L L上上随随压压力力增增加加较较为为显显著著，L L下下随随压压力力增增加加变变化化不不显著。显著。例如：甲烷例如：甲烷压力压力MPaMPa 0.1 1 5 12.5 0.1 1 5 12.5L L下下 5.6 5.9 5.4 5.7 5.6 5.9 5.4 5.7 L L上上 14.3 17.2 29.4 45.7 14.3 17.2 29.4 45.7 危险度危险度A 1.55 1.92 4.44 7.02 A 1.55 1.92 4.44 7.02 63（3 3）惰性介质）惰性介质 若若混混合合物物中中加加入入惰惰性性气气体体，则则爆爆炸炸极极限限范范围围缩缩小小，惰惰性性气气体体的的