考点4 按燃烧物形态分类★★★★(16 18 19A)
燃烧物形态:气体 液体 固体
一、气体燃烧
根据燃烧前可燃气体与氧混合状况不同,其燃烧方式分为扩散燃烧和预混燃烧。
1.扩散燃烧:可燃气体和蒸气分子与气体氧化剂互相扩散,边混合边燃烧。主要受扩散混合过程控制。例:家用燃气、固体、液面燃烧等。
扩散燃烧的特点为:
燃烧比较稳定,火焰温度相对较低,扩散火焰不运动,可燃气体与气体氧化剂的混合在可燃气体喷口进行,燃烧过程不发生回火现象(火焰缩入火孔内部的现象)。对稳定的扩散燃烧,只要控制得好,就不会造成火灾,一旦发生火灾也较易扑救。
2.预混燃烧
预混燃烧是指可燃气体、蒸气预先同空气(或氧)混合,遇引火源产生带有冲击力的燃烧。主要受反应动力学控制。例:气割机、密闭空间燃气泄漏等。
预混燃烧的特点为:
燃烧反应快,温度高,火焰传播速度快,反应混合气体不扩散,在可燃混合气中引入一火源即产生一个火焰中心,成为热量与化学活性粒子集中源。
二、液体燃烧
实际上是蒸发燃烧,并不是液体本身燃烧。因此,液体可燃物能否发生燃烧与液体的蒸气压、闪点、沸点和蒸发速率等参数密切相关,燃烧速率的快慢与液体可燃物的燃点和化学活性密切相关。
可燃液态烃类燃烧橘色火焰并散发浓密的黑色烟云。醇类燃烧透明的蓝色火焰不产生烟雾。某些醚类燃烧时,液体表面伴有明显的沸腾状。
液体燃烧的特殊现象
1、闪燃:指易燃或可燃液体(包括可熔化的少量固体,如石蜡、樟脑、萘等)挥发出来的蒸气分子与空气混合后,达到一定的浓度时,遇引火源产生一闪即灭的现象。但闪燃却是引起火灾事故的先兆之一。可燃液体会产生闪燃的现象,发生闪燃时的最低温度称为闪点。
2、沸溢(跑锅):在含有水分、黏度较大的重质石油产品,如原油、重油、渣油、沥青油等燃烧时,沸腾的水蒸气带着燃烧的油向空中飞溅,这种现象称为沸溢(扬沸和喷溅)。
从沸溢过程说明,沸溢形成必须具备三个条件:
①原油具有形成热波的特性,即沸程宽,密度相差较大。
②原油中含有乳化水,水遇热波变成蒸汽。
③原油黏度较大,使水蒸气不容易从下向上穿过油层。
含有1%水分的石油燃烧45-60min就会发生沸溢。
3.喷溅:发生沸溢要比发生喷溅的时间早得多。研究表明,油滴飞溅高度和散落面积与油层厚度、油池直径有关,一般散落面积的直径与油池直径之比均在10:1以上。
三、固体燃烧 记忆:表蒸分阴固
1.蒸发燃烧
硫、磷、钾、钠、蜡烛、松香、沥青等可燃固体,在受到火源加热时,先熔融蒸发,随后蒸气与氧气发生燃烧反应,一般称为蒸发燃烧。樟脑、萘等易升华物质,在燃烧时不经过熔融过程,但其燃烧现象也可看作是一种蒸发燃烧。
2.表面燃烧
木炭、焦炭、铁、铜等可燃固体的燃烧,会在其表面由氧气和可燃物直接作用而发生,这种燃烧方式称为表面燃烧。表面燃烧是一种无火焰燃烧,有时又称为异相燃烧。
3.分解燃烧
可燃固体,如木材、煤、合成塑料、钙塑材料等,在受到火源加热时,先发生热解、气化反应,随后分解出的可燃性气体与氧发生燃烧反应,形成气相火焰,一般称为分解燃烧。
4.阴燃(熏烟燃烧)
可燃固体在空气不流通、加热温度较低、分解出的可燃挥发分较少或逸散较快、含水分较多等条件下,发生只冒烟而无火焰的燃烧现象称阴燃。阴燃是固体材料特有的燃烧形式。适当的条件下,木、棉、麻、纸的燃烧会存在表面、分解、阴燃等形式。
考点5 闪点、燃点、自燃点的概念★★★
一、闪点
可燃液体或固体产生的可燃气体在试验火焰作用下发生闪燃的最低温度,称为闪点。闪点是可燃性液体性质的主要标志之一,闪点越低,火灾危险性越大,反之则越小。闪点是判断液体火灾危险性大小以及对可燃性液体进行分类的主要依据。例如,汽油的闪点为-50℃,煤油的闪点为38~74℃,松节油的闪点为45℃。显然汽油的火灾危险性就比煤油大。根据闪点的高低,可以确定生产、加工、储存可燃性液体场所的火灾危险性类别:
甲类闪点<28℃的乙类28℃≤闪点<60℃丙类闪点≥60℃的二、燃点
外部热源使物质表面起火并持续燃烧一定时间所需的最低温度,称为燃点。易燃液体的燃点一般高出其闪点1~5℃,评定液体火灾危险性一般用闪点;固体火灾危险性一般用燃点来衡量。
三、自燃点
可燃物质产生自燃的最低温度(不需要明火),称为自燃点。自燃点越低,发生自燃的危险性就越大。
对于液体、气体可燃物自燃点受压力、氧浓度、催化、容器的材质和表面积与体积比等因素的影响。而固体可燃物的自燃点,则受受热熔融、挥发物的数量、固体的颗粒度、受热时间等因素的影响。闪点、燃点、自然点越低越危险度,相同可燃物闪点温度低于燃点低于自燃点。
考点6 燃烧产物的概念★★
由燃烧或热解作用产生的全部物质,称为燃烧产物,有完全燃烧产物和不完全燃烧产物之分。
完全燃烧产物是指可燃物中的C被氧化生成的CO2(二氧化碳)、H被氧化生成的H2O(水)、S被氧化生成的SO2(二氧化硫)等;而CO、NH3、醇类、醛类、醚类等是不完全燃烧产物。
物质名称主要燃烧产物(CO2+CO)+木材、纸张 棉花、人造纤维 羊毛硫化氢、氨、氰化物聚四氟乙烯氟化氢聚苯乙烯苯、甲苯、乙醛尼龙氨、氰化物、乙醛酚醛树脂氰化物聚氨酯氰化物环氧树脂丙醛聚氯乙烯氯化氢、光气、氯气一、几类典型物质的燃烧产物(18X)
1.高聚物 - CO、NOX(氮氧化合物)、HCl、HF、HCN、SO2及COCl2(光气)等有害气体。
含碳氢 - 聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯 - 熔滴;
含氧 - 有机玻璃、赛璐珞 - 变软、无熔滴;
含氮 - 三聚氰胺甲醛树脂、尼龙 - 熔滴、有毒气体;
含氯 - 聚氯乙烯 - 无熔滴、有碳瘤、有毒有腐蚀。
酚醛树脂 - 有毒酚蒸气。
2.木材-CO2、CO、CH4、C2H4、H2等。
木材加热到约 110℃时——干燥——蒸发出极少量的树脂;
130℃ - 开始分解 - 水蒸气和二氧化碳;
220~250℃ - 变色并碳化 - 氧化碳、氢气和碳氢化合物;
300℃ - 有形结构开始断裂 - 木材表面出现小裂纹,使挥发物容易逸出。
随着碳化深度的增加,产生“龟裂”现象。此时木材发生剧烈的热分解。
煤 - CO2、CO、CH4及其同系物、不饱和烃等。
煤主要由C、H、O、N和S等元素组成。受热时,低于105℃,主要析出吸留气体和水分;
200~300℃时开始析出气态产物,如CO、CO2等,煤粒变软成为塑性状态;
300~550℃时开始析出焦油和CH4及其同系物、不饱和烃及CO、CO2等气体;
500~750℃时,半焦开始热解,并析出大量含氢较多的气体;
760~1000℃时,半焦继续热解,析出少量氢为主的气体,半焦变成高温焦炭。
金属——对应的金属氧化物。
金属名称NaKCaBaSrCuMg火焰颜色黄紫砖红绿红蓝白挥发金属:其沸点低于其氧化物熔点(K除外)具有多孔性。
不挥发金属:其沸点高于氧化物的熔点,生成的氧化物会延缓金属被氧化。但是在粉末状、气溶胶状、刨花状时燃烧剧烈不生成烟。
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