2015一級注冊消防工程師技術(shù)實(shí)務(wù)知識點(diǎn):燃燒類(lèi)型
燃燒類(lèi)型
由于可燃物質(zhì)存在的狀態(tài)不同,可分為均一系燃燒和非均一系燃燒。均一系燃燒指的是燃燒反應在同一相中進(jìn)行,如氫氣在氧氣中燃燒。與其相反的燃燒反應在兩相間即是非均一系燃燒,如石油、木材和塑料等液體和固體的燃燒。
可燃性氣體的燃燒有混合燃燒和擴散燃燒之分??扇夹詺怏w預先同空氣(或氧氣)混合,而后進(jìn)行的燃燒即為混合燃燒。若可燃性氣體與周?chē)諝庖贿吇旌弦贿吶紵?,則稱(chēng)為擴散燃燒,如可燃性氣體自管中噴出在管口發(fā)生的燃燒,即為擴散燃燒?;旌先紵磻杆?,火焰傳播速度也快,化學(xué)爆炸即屬于這種形式。在擴散燃燒中,由于氧進(jìn)入反應帶只是部分參與反應,所以常產(chǎn)生不完全燃燒的碳黑。
可燃液體的燃燒有蒸發(fā)燃燒和分解燃燒之分。液體蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣進(jìn)行燃燒叫蒸發(fā)燃燒。難揮發(fā)可燃液體的燃燒是受熱后分解產(chǎn)生的可燃性氣體進(jìn)行燃燒,故稱(chēng)為分解燃燒。液體的蒸發(fā)燃燒和分解燃燒的機理和氣體燃燒是相同的。
可燃固體燃燒,如木材和煤的燃燒,是由分解產(chǎn)生的可燃氣體的燃燒,因此屬于分解燃燒。像硫磺和萘這類(lèi)可燃固體的燃燒,是先熔融蒸發(fā)而后進(jìn)行燃燒。因此可看作蒸發(fā)燃燒。固體燃燒一般有火焰產(chǎn)生,故又稱(chēng)火焰型燃燒。當可燃固體燃燒到最后,分解不出可燃氣體時(shí),就剩下炭,此時(shí)沒(méi)有可見(jiàn)火焰,燃燒轉為表面燃燒或叫均熱型燃燒。金屬的燃燒也是一種表面燃燒。此外根據燃燒的起因和劇烈程度的不同,又有閃燃、著(zhù)火以及自燃的區別。
根據燃燒的起因不同,燃燒可分為閃燃、著(zhù)火和自燃三類(lèi)。
(1)閃燃與閃點(diǎn)
可燃液體的蒸氣(包括可升華固體的蒸氣)與空氣混合后,遇到明火而引起瞬間(延續時(shí)間少于5s)燃燒,稱(chēng)為閃燃。液體能發(fā)生閃燃的最低溫度,稱(chēng)為該液體的閃點(diǎn)。閃燃往往是著(zhù)火先兆,可燃液體的閃點(diǎn)越低,越易著(zhù)火,火災危險性越大。
一般稱(chēng)閃點(diǎn)小于或等于45℃的液體為易燃液體,閃點(diǎn)大于45℃的液體為可燃液體。
可燃液體之所以會(huì )發(fā)生一閃即滅的閃燃現象,是因為它在閃點(diǎn)的溫度下蒸發(fā)速度較慢,所蒸發(fā)出來(lái)的蒸氣僅能維持短時(shí)間的燃燒,來(lái)不及提供足夠的蒸氣補充維護穩定的燃燒。
除了可燃液體外,某些能蒸發(fā)出蒸氣固體,如石蠟、樟腦、萘等,其表面上所產(chǎn)生的蒸氣可以達到一定的濃度,與空氣混合而成為可燃氣體混合物,若與明火接觸,也能出現閃燃現象。
(2)著(zhù)火與燃燒
可燃物質(zhì)在空氣充足的條件下,達到一定溫度與火源接觸即行著(zhù)火,移去火源后仍能持續燃燒達5min以上,這種現象稱(chēng)為點(diǎn)燃。點(diǎn)燃的最低溫度稱(chēng)為著(zhù)火點(diǎn)。如木材的著(zhù)火點(diǎn)為295℃。
可燃液體的閃點(diǎn)與燃點(diǎn)的區別:在燃點(diǎn)時(shí)燃燒的不僅是蒸氣,而是液體(即液體已達到燃燒的溫度,可提供保持穩定燃燒的蒸氣)。在閃點(diǎn)時(shí)移去火源后閃燃即熄滅,而在燃點(diǎn)時(shí)則能繼續燃燒。
控制可燃物質(zhì)的溫度在燃點(diǎn)以下是預防發(fā)生火災的措施之一。在火場(chǎng)上,如果有兩種燃點(diǎn)不同的物質(zhì)處在相同的條件下,受到火源作用時(shí),燃點(diǎn)低的物質(zhì)首先著(zhù)火。用冷卻法滅火,其原理就是將燃燒物質(zhì)的溫度降到燃點(diǎn)以下,使燃燒停止。
(3)自燃和自燃點(diǎn)
自燃:可燃物質(zhì)受熱升溫而不需明火作用就能自行燃燒的現象。
自燃點(diǎn):自燃的最低溫度稱(chēng)為自燃點(diǎn)。
自燃現象可分為受熱自燃和本身自燃兩種。
a、受熱自燃??扇嘉镔|(zhì)雖然未與明火接觸,但在外部熱源的作用下使溫度達到其自燃點(diǎn)而發(fā)生著(zhù)火燃燒的現象稱(chēng)作受熱自燃。
在石油化工生產(chǎn)中,由于可燃物靠近高溫設備管道,加熱或烘烤過(guò)度,或者可燃物料泄漏到未保溫的高溫設備管道等原因,均可導致可燃物自燃著(zhù)火。
b、本身自燃。某些物質(zhì)在沒(méi)有外來(lái)熱源的作用下,由于物質(zhì)內部所發(fā)生的化學(xué)或生化的過(guò)程而產(chǎn)生熱量,這些熱量在適當的條件下會(huì )逐漸積聚,使物質(zhì)溫度上升,達到自燃點(diǎn)而燃燒。這種現象稱(chēng)為本身自燃或自熱燃燒。能引起本身自燃的物質(zhì)有植物油、油脂類(lèi)、煤、硫化鐵等其它化學(xué)物質(zhì)。
影響自燃點(diǎn)的因素有壓力、組分、催化劑、可燃物質(zhì)的化學(xué)結構等。一般來(lái)說(shuō),壓力越高,自燃點(diǎn)越低;活性催化劑能降低物質(zhì)的自燃點(diǎn);混合氣體中氧濃度增高,將使自燃點(diǎn)降低;各種固體粉碎的越細,自燃點(diǎn)也越低;飽和碳氫化合物的自燃點(diǎn)高于其相應的不飽和化合物的自燃點(diǎn);芳香族碳氫化合物的自燃點(diǎn)高于含有同數碳原子脂肪族碳氫化合物的自燃點(diǎn),正位結構物質(zhì)的自燃點(diǎn)低于異構物質(zhì)的自燃點(diǎn)。
物質(zhì)的燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)和閃點(diǎn)的關(guān)系:
易燃液體的燃點(diǎn)比閃點(diǎn)約高1~5℃,而閃點(diǎn)愈低,二者的差距愈小。苯、二硫化碳、丙酮等的閃點(diǎn)都低于0℃。在開(kāi)口的容器中作實(shí)驗時(shí),很難區別出它們的閃點(diǎn)與著(zhù)火??扇家后w中閃點(diǎn)在100℃以上者,燃點(diǎn)與閃點(diǎn)的差數可達30℃或更高。
由于易燃液體的燃點(diǎn)與閃點(diǎn)很接近,所以在估計這類(lèi)液體有火災危險性時(shí),只考慮閃點(diǎn)就可以了。一般來(lái)說(shuō),液體燃料的密度越小,閃點(diǎn)越低,而自燃點(diǎn)越高;液體燃料的密度越大,閃點(diǎn)越高,而自燃點(diǎn)越低。
