1、關于危險化學品安全技術及管理燃燒爆炸基礎第一張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月燃燒燃燒是一種復雜的物理化學過程。燃燒過程具有發光、發熱、生成新物質的三個特征。常見的燃燒反應 2H2+O2 2H2O 氫氣燃燒CH4+2O2 CO2+2H2O 甲烷燃燒C+O2 CO2 木炭燃燒2Na+2H2O 2NaOH+H2 金屬鈉與水反應 +0.5O2 H2OH2+Cl2 2HCl （強光照射）氫氣與鹵素化合燃燒第一節 燃燒的基本原理第二張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月燃燒的必要條件燃燒三角形助燃劑可燃物點火源可燃物：氣體：最易燃燒，點火能很低，H2約為0.02mJ液體：汽油，柴油固體：木柴

2、，煤，鐵，鎂助燃劑：空氣、純氧或其它氧化劑點火源：引起可燃物質著火的能源，如明火，靜電，自燃，摩擦撞擊火花，絕熱壓縮等第三張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月燃燒的過程可燃物質的燃燒都有一個過程，這個過程隨可燃物質的狀態不同其燃燒過程也不同。氣體最易燃燒，只要達到其氧化分解所需的熱量便能迅速燃燒。可燃液體燃燒并不是液相與空氣直接燃燒，而是先蒸發為蒸汽，蒸汽再于空氣混合而燃燒。可燃固體二類：1、簡單物質，受熱時熔化、蒸發與空氣混合物燃燒。2、復雜物質，則先受熱分解出可燃氣體和蒸汽，然后與空氣混合而燃燒，并留下若干固體殘渣。第四張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月燃燒的過程 根據可燃物

3、質燃燒狀態不同，燃燒有氣相和固相兩種情況。 氣相燃燒是指在進行燃燒反應過程中，可燃物和助燃物均為氣體，這種燃燒的特點是有火焰產生的，它是一種最基本的燃燒。 固相燃燒是指在燃燒過程中，可燃物質為固態，這種燃燒亦稱為表面燃燒，特征是燃燒時沒有火焰產生，只呈現光和熱。 有些特殊物質燃燒既有氣相燃燒，也有固相燃燒，如油品、煤。第五張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月第六張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月第七張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月燃燒的種類 著火 自燃 閃燃 爆燃（俗稱爆炸）第八張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月著火（ignition）定義：不論是固態、液態或氣

4、態的可燃物質，如與空氣共同存在，當達到一定溫度時，與火源接觸就會燃燒，移去火源后還繼續燃燒。這時，可燃物質的最低溫度叫做燃點，也叫做著火點。燃點、著火點，引起可燃物著火的最低溫度，指可燃物質的溫度。木材的著火點（fire point）為295第九張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月常見物質著火溫度（空氣常溫）第十張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月自燃(spontaneous combustion)定義：可燃物不與明火接觸引起的自發燃燒現象。自燃溫度（AIT）：在標準測試裝置中可燃物著火的最低溫度。氣體、液體自燃溫度測試裝置GB/T5332GasH2COCH4戊烷C2H4C3H6C

5、2H2AIT/560605540337600618305第十一張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月閃燃（flash combustion）定義：可燃液體表面蒸氣與空氣形成的混合可燃氣體，遇到明火只出現瞬間閃火而不能持續燃燒的現象。閃點（flash point）：在規定的試驗條件下，液體表面能產生閃燃的最低溫度稱為閃點。固體有沒有閃點？ 第十二張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月閃燃（flash combustion）閃點特征同系物中異構體比正構體的閃點低；兩元可燃混合液體的閃點低于二者閃點的平均值，閃點40煤油和閃點為-38車用汽油以1：1相混合，其閃點低于1。易燃液體與不燃液體混

6、合時的閃燃 蒸氣壓降低，閃點提高；如酒精濃度越低越難點著利用四氯化碳稀釋甲醇需要41%的濃度一般液體燃點高于閃點，易燃液體的燃點比閃點高15。 液體火災危險分類及分級是根據其閃點來劃分的，分為甲類（一級易燃液體）：液體閃點小于28；乙類（二級易燃液體）：閃點大于等于28小于60；丙類（可燃液體）：液體閃點大于等于60三種。 第十三張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月自燃類型受熱自燃和自熱自燃受熱自燃：在外部熱源作用下，由于傳熱使可燃物溫度升高，達到自燃點而著火燃燒。條件：有外部熱源有熱量積蓄的條件自熱自燃：物質內部發生的物理、化學或生化過程而產生熱量并積聚，以致溫度升高達到著火點燃燒。條

7、件：容易產生氧化熱、分解熱、聚合熱、吸附熱、發酵熱等反應熱比表面積大，有良好的絕熱保溫性能熱量產生速度大于向環境散發速度第十四張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月燃燒形式氣體氣相擴散燃燒 可燃氣體從儲存容器或輸送管道中噴瀉出來，且當即被點燃；燃燒速度幾厘米至幾米秒 氣相預混燃燒 本生燈、家庭做飯爐具天然氣或液化氣的燃燒氣相燃燒的特殊方式：爆燃（爆炸），十幾米至上百米秒14年6月一男子在地下室內點燃煤氣罐，隨后手持斧頭和鐵棍堵在門口。危急時刻，冒著爆炸危險，民警與消防員突入地下室內，21歲的消防員姜偉東迎著斧頭沖上去，“抱起”已經被燒紅、冒著火焰的煤氣罐沖進開闊地排除險情。第十五張，PPT

8、共五十一頁，創作于2022年6月燃燒形式固體分解燃燒：指在燃燒過程中可燃物首先遇熱分解，再由熱分解產物和氧反應產生火焰的燃燒。（木材、煤、紙；油、脂、瀝青、蠟）表面燃燒：物體表面上的燃燒，不產生火焰，但有紅熱的表面。（木材、鋁、鎂、鐵 ）粉塵爆燃：見后第十六張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月燃燒形式液體可燃液體的燃燒實際上是可燃蒸氣的燃燒液體是否能發生燃燒，燃燒速率的高低與液體的蒸氣壓、閃點、沸點和蒸發速率等性質有關。第十七張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月燃燒形式液體燃燒過程加熱到汽化溫度；吸收汽化潛熱，發生相變成為可燃蒸氣；可燃蒸氣加熱到著火溫度發生燃燒燃燒形式蒸發燃燒：適

9、于粘度不太大沸點不太高輕質可燃液體；液霧（滴）燃燒（爆炸）：幾微米到幾百微米，邊蒸發邊燃燒；沸溢燃燒：液體在燃燒過程中，由于不斷向液層內傳熱，會使含有水分、粘度大、沸點在100以上的重油、原油產生沸溢和噴濺現象，造成大面積火災危險性大。能產生突沸現象的油品稱為沸溢性油品。第十八張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月沸溢火災第十九張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月第二節 爆炸的基本原理一、爆炸 爆炸是物質在瞬間突然發生物理或化學變化,同時釋放出大量氣體和能量(光能、熱能和機械能)并伴有巨大聲音的現象。 物質的狀態或成分瞬間發生變化 爆炸 溫度和壓力驟然升高主要 能量突然釋放特征 產生

10、強烈的沖擊波并發出巨大的響 聲 第二十張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月 二、爆炸的分類 (一)按照爆炸的性質分類 1.物理性爆炸 物理性爆炸是由物理變化(溫度、體積和壓力等因素)引起的,在爆炸的前后,爆炸物質的性質及化學成分均不改變。 氨氣儲罐爆炸案例第二十一張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月 2.化學性爆炸 化學爆炸是由化學變化造成的。 化學性爆炸可分為四類： (1)簡單分解爆炸 第二十二張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月 如：疊氮鉛的分解爆炸反應為: 震動 Pb(N3)2 Pb + 3N2 +Q C2H2=2C+H2（2）復雜分解爆炸 如：硝化甘油炸藥的爆炸反應

11、引爆C3H5(ON02)3 3C02+2.5H20+1.5N2+0.25O2（3）爆炸性混合物的爆炸 氣體混合物,如甲烷、氫、乙炔、一氧化碳、烯烴等可燃氣體與空氣或氧形成的混合物； 蒸氣混合物,如汽油、苯、乙醚、甲醇等可燃液體的蒸氣第二十三張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月與空氣或氧形成的混合物； 粉塵混合物,如鋁粉塵、硫磺粉塵、煤粉塵、有機粉塵等與空氣或氧氣形成的混合物； 3、遇水爆炸的固體物質,如鉀、鈉、碳化鈣、三異丁基鋁等與水接觸,產生的可燃氣體與空氣或氧氣混合形成爆炸性混合物。 4、核爆炸 第二十四張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月一起煤氣罐爆炸馬老漢是個五保戶，在靠近

12、門口的地方，擺放著另一個煤氣罐和灶臺，12年3月6日凌晨5點半，起床燒早飯。他發現一個煤氣罐沒火了，就換了個罐子。接上閥門后，他一手開灶臺開關，一手開氣瓶閥門，點火后發現灶臺和氣瓶閥門同時著火了。馬老漢立即關了灶臺閥門，把皮管拔下來。但氣瓶閥門還在呼呼地冒著火。馬老漢說，他當時急了，只想著千萬不能在屋里炸，一旦失火不但自己房子完了，周圍鄰居房子都要倒霉。他死命將沉重的煤氣罐拖到門口，將煤氣罐放倒，讓罐子順著門口的斜坡滾到門外的地面上。 第二十五張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月一起煤氣罐爆炸在此過程中，馬老漢左邊衣服被火點著，他趕緊找來濕毛巾掩在上面，才把火滅了。之后，精疲力竭的馬老漢

13、癱坐在家門口，眼睜睜地看著煤氣罐在不到兩米外的地面上一直燒，直到半個多小時后在一聲轟然巨響中被炸得四分五裂 。試分析該過程是物理爆炸還是化學爆炸？第二十六張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月粉塵為什么會爆炸？可燃物質分得越細燃燒速度越快越容易點燃以粉末（粒徑0.5mm）懸浮于空氣形成粉塵云特別容易點燃燃燒速度極快空間相對封閉會產生壓力急劇升高發生爆炸第二十七張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月粉塵什么條件下會爆炸？ 可燃粉塵氧化劑（air）點火源空間受限粉塵云粉塵爆炸“五邊形”第二十八張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月哪些物質會發生粉塵爆炸？爆炸化學本質燃料氧氣 氧化物熱量

14、非穩定的氧化物會產生粉塵爆炸有些物質和CO2,N2也能發生反應能發生粉塵爆炸的物質天然有機物質（谷物，糖，麻等）合成有機材料（塑料，有機顏料，殺蟲劑等）煤金屬（鋁，鎂，鋅，鐵，鋯等）第二十九張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月哪些物質不會發生粉塵爆炸？硅酸鹽硫酸鹽硝酸鹽碳酸鹽普通水泥沙子大理石 第三十張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月會爆炸的“非爆炸性粉塵 ”會爆炸的飛灰（fly ash）糧食港口散糧系統氧化鋁生產車間的飛灰人造大理石原因未燃盡未燃透混入燃料的飛灰1981年發生爆炸的廣州黃埔港筒倉群-35只第三十一張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月爆炸性參數-爆炸極限 可

15、燃物質（可燃氣體、蒸氣、粉塵或纖維）與空氣（氧氣或氧化劑）均勻混合形成爆炸性混合物,其濃度達到一定的范圍時,遇到明火或一定的引爆能量立即發生爆炸,這個濃度范圍稱為爆炸極限（或爆炸濃度極限）爆炸濃度下限-形成爆炸性混合物的最低濃度。爆炸濃度上限-形成爆炸性混合物的最高濃度。 爆炸濃度的上限、下限之間稱為爆炸濃度范圍。第三十二張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月可燃粉塵的爆炸下限一般在30-150g/m3，爆炸上限很難測試，一般認為為下限的100倍。第三十三張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月爆炸性參數-最大爆炸壓力可燃物質在標準測試條件下，所有濃度范圍內的最大超壓值。某鋅粉爆炸壓力-

16、時間曲線1200g/m3濃度時的爆炸壓力曲線Explosion pressure history at 1200g/m3 2000g/m3濃度時的爆炸壓力曲線Explosion pressure history at 2000g/m3第三十四張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月爆炸性參數-最小點火能引燃可燃氣體或可燃粉塵與空氣混合物爆炸的最小電火花能量 如：H2:0.017mJ； C2H2:0.019mJ 玉米淀粉：30-50mJ;鋁粉（昆山）：7-10mJ第三十五張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月爆炸反應當量濃度 根據化學反應計算可燃氣體或蒸氣的反應當量濃度。 例如,求一氧化碳

17、在空氣中的反應當量濃度。 解:寫出一氧化碳在空氣中燃燒的反應式: 2CO+O2+3.76N2=2CO2+3.76N2 根據反應式得知,參加反應的物質的總體積為2+1+3.76=6.76。若以這個總體積為100,則2個體積的一氧化碳在總體積中所占比例為 2 X = - 100% = 29.6% 6.76第三十六張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月 （三）爆炸的影響因素惰性氣體含量初始溫度初始壓力火源強度含氧量爆炸極限的 影響因素消焰距離第三十七張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月初始溫度的影響初始溫度升高，爆炸極限范圍變寬。溫度越高，爆炸范圍越寬（下限下降，上限上升），爆炸危險性增加

18、。 如：CH3COCH3在0為4.2-8% 100為3.210%第三十八張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月初始含氧量（2）含氧量越高，爆炸極限變寬。混合氣中增加氧含量，會使上限顯著增高，爆炸范圍增大。 如：H2空氣4-75% H2氧氣4-95%第三十九張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月惰性介質含量（3）惰性介質含量越高，爆炸極限范圍變窄，危險性小。但不同惰性氣體的影響不同。 如：水蒸氣，N2 ,CO2 ,Ar等。第四十張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月初始壓力（4）初始壓力增大，爆炸極限的范圍變寬。 壓力越大，爆炸范圍越寬（對下限的影響較小，對上限的影響較大），危險性增

19、加。壓力降到某一數值，上限與下限重合，這一壓力稱為臨界壓力。低于臨界壓力，混合氣則無燃燒爆炸的危險。如： CH4:0.1MP時為：5.6-14.3% 5MP時為：5.4-29.4%第四十一張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月設備幾何尺寸（5）容器管道減小，爆炸極限的范圍變小。 實驗證明，通道尺寸越小，通道內混合氣體的爆炸濃度范圍越小，燃燒時火焰蔓延速度越慢。把火焰蔓延不下去的最大通道尺寸叫最大實驗安全間隙（也稱消焰距離）。 各種可燃氣有不同的消焰距離，消焰距離還與可燃氣的濃度有關，也受氣體流速、壓力的影響。消焰距離是可燃物蔓延能力的一個度量參數，度量可燃物危險程度的一個重要參數。 如：

20、H2, C2H2,d0.1-0.2mm時爆炸不傳播第四十二張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月點火能量（6）火源能量越高，爆炸極限范圍愈寬。點火源的強度高，熱表面的面積大，火源與混合物的接觸時間長，會使爆炸范圍擴大，增加燃燒、爆炸的危險性。 如： CH4, 100V, 1A電火花不炸 2A：5.9-13.6% 3A:5.85-14.8% 第四十三張，PPT共五十一頁，創作于2022年6月可能的點火源igniton sources熱表面火焰和熱氣體（明火）機械產生的火花電氣設備（電火花和高溫表面）雜散電流靜電雷電1043*1012射頻電磁波3*10113*1015電磁波電離輻射超聲波絕熱壓縮和沖擊波包括粉塵自燃的放熱效應第四十四張，PPT共