第四章 可燃物質(zhì)的危險(xiǎn)特性

1、第第4章章 可燃物質(zhì)的危險(xiǎn)特性可燃物質(zhì)的危險(xiǎn)特性l爆炸極限爆炸極限l閃點(diǎn)閃點(diǎn)l燃點(diǎn)燃點(diǎn)l自燃點(diǎn)自燃點(diǎn)l氧指數(shù)氧指數(shù)l最小發(fā)火能量和最小點(diǎn)燃電流最小發(fā)火能量和最小點(diǎn)燃電流l消煙距離和安全縫隙消煙距離和安全縫隙l其他物理性能其他物理性能4.1 閃點(diǎn)閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)一、一、 閃點(diǎn)閃點(diǎn)(flash point)及其測(cè)定方法及其測(cè)定方法閃燃(flash fire) 在一定的蒸發(fā)溫度下，可燃液體（包括少量固體）飽和蒸汽與空氣的混合物與火焰接觸時(shí)，能閃出火花，但隨即熄滅。這種瞬間燃燒的過(guò)程叫閃燃。閃點(diǎn)液體能發(fā)生閃燃的最低溫度叫閃點(diǎn)。 閃點(diǎn)是表征液體燃燒危險(xiǎn)性的重要指標(biāo)：液體溫度低于閃點(diǎn)時(shí)不可

2、能燃燒。只有高于閃點(diǎn)溫度才可能燃燒。閃點(diǎn)越低，液體燃燒危險(xiǎn)性越大。危險(xiǎn)化學(xué)品的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一：閃點(diǎn)61.例：苯 -11 乙醇 12 煤油 40 汽油 -5810 物質(zhì)閃點(diǎn)的規(guī)律性物質(zhì)閃點(diǎn)的規(guī)律性有機(jī)同系物中，分子量越高，閃點(diǎn)越高。同系物中異構(gòu)體比正構(gòu)體閃點(diǎn)低。能溶于水的液體的閃點(diǎn)，隨水含量的增高而提高。兩種可燃液體混合物的閃點(diǎn)一般低于兩種液體閃點(diǎn)的平均值。30 34 26 30 22 26 18 22 14 18 10 14 乙酸乙脂0 20 40 60 80 100 甲醇100 80 60 40 20 0 10 丁醇0 20 40 60 80 100 甲醇 100 80 60 40 20 0

3、閃點(diǎn)() 閃點(diǎn)() 閃點(diǎn)的測(cè)量開(kāi)杯閃點(diǎn)儀 閃點(diǎn)的測(cè)量閃點(diǎn)的測(cè)量l（1）先不加熱，點(diǎn)火看有無(wú)火焰l（2） （1）步驟如有火焰，則放入防爆冰箱中降溫，再拿出點(diǎn)火測(cè)量。l（3） 加熱、攪拌、點(diǎn)火、讀溫度。閃點(diǎn)測(cè)量的影響因素 點(diǎn)火源： 點(diǎn)火源溫度、火苗大小影響測(cè)定。點(diǎn)火能量大時(shí)，測(cè)得閃點(diǎn)偏低。點(diǎn)火源與液面間的距離 越近閃點(diǎn)越低。加熱速率 加熱速率快，氣體達(dá)不到平衡，數(shù)據(jù)重復(fù)性差。試樣純度 純度有影響，含水時(shí)閃點(diǎn)偏高。試樣溫度分布均勻性試驗(yàn)容器 容器過(guò)小，閃點(diǎn)偏高。大氣壓 大氣壓越大，閃點(diǎn)偏高，需進(jìn)行修正。閃點(diǎn)的測(cè)量l開(kāi)杯閃點(diǎn)測(cè)定過(guò)程存在的問(wèn)題是開(kāi)杯上方開(kāi)杯閃點(diǎn)測(cè)定過(guò)程存在的問(wèn)題是開(kāi)杯上方的空氣流動(dòng)可能

4、會(huì)改變蒸氣濃度而使實(shí)驗(yàn)的空氣流動(dòng)可能會(huì)改變蒸氣濃度而使實(shí)驗(yàn)測(cè)定的閃點(diǎn)值偏高。測(cè)定的閃點(diǎn)值偏高。l為了防止出現(xiàn)這些情況，更多新式的閃點(diǎn)為了防止出現(xiàn)這些情況，更多新式的閃點(diǎn)測(cè)定方法都采用閉杯法。測(cè)定方法都采用閉杯法。 閉杯閃點(diǎn)閉杯閃點(diǎn)閉杯式閃點(diǎn)儀一般測(cè)定閃點(diǎn)在80以下的液體。閃點(diǎn)在13 以上時(shí)，用水作浴液；13 以下時(shí)，用預(yù)先冷卻好的乙二醇溶液作浴液。離預(yù)計(jì)閃點(diǎn)5 時(shí)，每0.5 觀察溫度表一次，同時(shí)點(diǎn)火。對(duì)閃點(diǎn)13 以上液體，允許誤差不超過(guò)3 ；對(duì)閃點(diǎn)13 以下液體，允許誤差不超過(guò)2 。閉杯式閃點(diǎn)儀二、二、 燃點(diǎn)燃點(diǎn)(ignition point)定義：液體被加熱到超過(guò)閃點(diǎn)溫度時(shí)，其蒸汽和空氣的混

5、合氣與火焰接觸而使燃燒持續(xù)5秒以上的最低溫度稱(chēng)為燃點(diǎn)或著火點(diǎn)，也稱(chēng)焰點(diǎn)。固體燃燒物質(zhì)的燃點(diǎn)也叫點(diǎn)著溫度，它是固體燃燒物質(zhì)產(chǎn)生蒸汽或分解出可燃?xì)夂涂諝獾幕旌蠚?，與火焰接觸，能使燃燒持續(xù)5秒以上的最低溫度。注意：同一液體的燃點(diǎn)顯然高于閃點(diǎn)，但閃點(diǎn)越低，兩者差別越小。易燃液體燃點(diǎn)高出15。高閃點(diǎn)液體燃點(diǎn)比閃點(diǎn)高得多。用燃點(diǎn)衡量高閃點(diǎn)物質(zhì)的危險(xiǎn)性更有實(shí)際意義。燃點(diǎn)測(cè)定燃點(diǎn)測(cè)定液體燃點(diǎn)的測(cè)定：l采用開(kāi)口杯測(cè)定。固體燃點(diǎn)的測(cè)定：裝置如圖所示。金屬錠加熱至一定溫度；將粒度為0.5-1mm樣品放入紫銅管，蓋上蓋；用火焰在噴口上方2mm處晃動(dòng)，在5min內(nèi)觀察噴口是否有連續(xù)5秒以上的火焰；改變金屬錠溫度，反復(fù)實(shí)

6、驗(yàn)，直到測(cè)得噴口上出現(xiàn)連續(xù)5秒以上火焰時(shí)的最低溫度。燃點(diǎn)測(cè)定燃點(diǎn)測(cè)定三、自燃點(diǎn)三、自燃點(diǎn)1 概述概述定義：自燃點(diǎn)又稱(chēng)發(fā)火點(diǎn)或發(fā)火溫度，對(duì)爆炸物質(zhì)來(lái)說(shuō)，習(xí)慣上稱(chēng)為爆發(fā)點(diǎn)。是指物質(zhì)在沒(méi)有火焰、電火花等著火源的作用下，在空氣或氧氣中被加熱而引起燃燒、爆炸的最低溫度。加熱方式可以是環(huán)境供熱，也可以是自身發(fā)熱的蓄積。物理意義： 可燃物質(zhì)自發(fā)反應(yīng)放出的熱量等于向環(huán)境散失熱量的速率時(shí)的溫度。自燃點(diǎn)與點(diǎn)火延遲時(shí)間的關(guān)系：實(shí)驗(yàn)樣品投入測(cè)定容器到開(kāi)始著火的時(shí)間稱(chēng)為點(diǎn)火延遲時(shí)間，也稱(chēng)延遲期。自燃點(diǎn)隨點(diǎn)火延遲時(shí)間的變化而變化，點(diǎn)火延遲時(shí)間越長(zhǎng)，測(cè)出的樣品自燃點(diǎn)越低。2 自燃點(diǎn)測(cè)定自燃點(diǎn)測(cè)定2 自燃點(diǎn)測(cè)定自燃點(diǎn)測(cè)定2

7、自燃點(diǎn)測(cè)定自燃點(diǎn)測(cè)定測(cè)定方法：樣品：液體：0.25-1ml：固體：盡量磨碎研細(xì)，真空下干燥。電爐在一定溫度下恒溫，樣品投入燒杯；取一定延遲期（5分鐘），觀察是否著火；若不著火，升溫2.5；反復(fù)實(shí)驗(yàn)至著火，此時(shí)溫度為5分鐘延遲期自燃點(diǎn)。氣體與空氣混合物自燃點(diǎn)測(cè)定：將混合氣體的各組分，分別加熱到一定溫度，從小孔噴出在保溫石英管中混合，觀察一定延遲期的發(fā)火溫度。組成不同，自燃點(diǎn)顯然不同。3 影響自燃點(diǎn)的因素影響自燃點(diǎn)的因素有機(jī)物自燃點(diǎn)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系同系物中，隨碳原子增多自燃點(diǎn)降低；飽和烴的自燃點(diǎn)高于同碳數(shù)不飽和烴；芳香烴自燃點(diǎn)高于同碳數(shù)脂肪烴；正構(gòu)體的自燃點(diǎn)低于異構(gòu)體；液體燃料的比重越小，自燃點(diǎn)越高；

8、（閃點(diǎn)越低）自燃點(diǎn)與可燃物狀態(tài)的關(guān)系壓力：對(duì)液體和氣體有顯著影響，壓力越高，自燃點(diǎn)越低；濃度：混合物中可燃物濃度低則自燃點(diǎn)高，對(duì)于氣體，通常在化學(xué)計(jì)量濃度有最低的自燃點(diǎn)；催化劑：活性催化劑能降低某些物質(zhì)的自燃點(diǎn)，鈍化劑能提高自燃點(diǎn)；3 影響自燃點(diǎn)的因素影響自燃點(diǎn)的因素容器：容器越小，自燃點(diǎn)越高；（主要與散熱有關(guān)）揮發(fā)份：固體含可燃揮發(fā)組分多，自燃點(diǎn)低；粒度：粒度越小，自燃點(diǎn)越低；受熱時(shí)間：某些物質(zhì)自燃點(diǎn)受加熱時(shí)間長(zhǎng)短影響，例如，木材、棉花長(zhǎng)時(shí)間加熱自燃點(diǎn)會(huì)降低。防火防爆中的實(shí)際應(yīng)用儲(chǔ)存：通風(fēng)、降溫、隔熱、避光等；撲救火災(zāi)：撤離易自燃物質(zhì)；控制高溫表面：電動(dòng)機(jī)、反應(yīng)器、管道等。3 影響自燃點(diǎn)的因

9、素影響自燃點(diǎn)的因素3 影響自燃點(diǎn)的因素影響自燃點(diǎn)的因素3 影響自燃點(diǎn)的因素影響自燃點(diǎn)的因素3 影響自燃點(diǎn)的因素影響自燃點(diǎn)的因素3 影響自燃點(diǎn)的因素影響自燃點(diǎn)的因素4.2 氧指數(shù)氧指數(shù)1 概述概述定義：氧指數(shù)又叫臨界氧濃度或極限氧濃度；模擬材料在大氣中的著火條件下，材料在不同氧濃度的氮氧混合氣中燃燒，測(cè)出能維持該材料有焰燃燒的最低氧濃度，即氧指數(shù),以體積百分?jǐn)?shù)表示。意義：評(píng)價(jià)固體燃料的可燃性或阻燃性。氧指數(shù)高表示材料不易燃燒，氧指數(shù)低表示材料容易燃燒 氧指數(shù)50%，認(rèn)為材料不可燃；氧指數(shù)27%-50%，認(rèn)為材料在火中是自行熄滅的材料；氧指數(shù)20%-27%，該材料為可燃材料；氧指數(shù)20%，該材料為

10、易燃材料。與溫度關(guān)系：溫度高氧指數(shù)降低，即常溫氧指數(shù)高于21%，并非不可燃。2 氧指數(shù)測(cè)定氧指數(shù)測(cè)定測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置試樣規(guī)格溫度通風(fēng)濕度實(shí)驗(yàn)過(guò)程燃燒3min燃燒50mm計(jì)算公式： O2 / O2+N2100% O2: 氧氣流量L/min N2: 氮?dú)饬髁?L/min2 氧指數(shù)測(cè)定氧指數(shù)測(cè)定2 氧指數(shù)測(cè)定氧指數(shù)測(cè)定2 氧指數(shù)測(cè)定氧指數(shù)測(cè)定商品儀器2 氧指數(shù)測(cè)定氧指數(shù)測(cè)定商品儀器2 氧指數(shù)測(cè)定氧指數(shù)測(cè)定4.3 最小點(diǎn)火能量和最小點(diǎn)燃電流最小點(diǎn)火能量和最小點(diǎn)燃電流1 最小點(diǎn)火能量最小點(diǎn)火能量定義：l能引起一定濃度可燃物（氣體混合物和粉塵）燃燒或爆炸所需要的最小能量。測(cè)定：l通過(guò)改變電壓和電容來(lái)調(diào)節(jié)電極放

11、出的點(diǎn)火能量的大小，找出使可燃物質(zhì)著火的最小能量。l計(jì)算式 Emin=1/2CU2C電路電容U放電時(shí)的火花電壓2 影響最小點(diǎn)火能量的因素影響最小點(diǎn)火能量的因素可燃物結(jié)構(gòu)的影響脂肪族有機(jī)化合物中，烷烴類(lèi)最小點(diǎn)火能量最大，烯烴類(lèi)次之，炔烴類(lèi)最??；碳鏈長(zhǎng)，支鏈多的物質(zhì)，點(diǎn)火能量較大；分子中具有共軛結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，點(diǎn)火能量較??；帶有負(fù)取代基的有機(jī)化合物，點(diǎn)火能量按下列順序遞增：SHOHClNHCN一級(jí)胺比二、三級(jí)胺的點(diǎn)火能量大；醚與硫醚比具有同樣數(shù)目碳原子的直鏈烷烴的點(diǎn)火能量高；過(guò)氧化物的點(diǎn)火能量較??；芳香族的點(diǎn)火能量與具有相同碳原子的脂肪族有機(jī)化合物，具有同一數(shù)量級(jí)的點(diǎn)火能量。2 影響最小點(diǎn)火能量的因素

12、影響最小點(diǎn)火能量的因素可燃?xì)怏w濃度的影響一般在可燃?xì)怏w濃度稍高于化學(xué)計(jì)量濃度時(shí)，其點(diǎn)火能量最小?；瘜W(xué)計(jì)量濃度2 影響最小點(diǎn)火能量的因素影響最小點(diǎn)火能量的因素電極間隙的影響電極間隙減小，最小點(diǎn)火能減小，并維持恒定。再減小時(shí)點(diǎn)火能量突然增大至不能點(diǎn)燃?？扇蓟旌蠚獬鯗睾蛪毫Φ挠绊懸话愠鯗卦黾?，最小點(diǎn)火能量減小。壓力增大，氣體最小點(diǎn)火能量降低。2 影響最小點(diǎn)火能量的因素影響最小點(diǎn)火能量的因素2 影響最小點(diǎn)火能量的因素影響最小點(diǎn)火能量的因素2 影響最小發(fā)火能量的因素影響最小發(fā)火能量的因素2 影響最小發(fā)火能量的因素影響最小發(fā)火能量的因素3 最小點(diǎn)燃電流最小點(diǎn)燃電流實(shí)際電氣裝置的基本參數(shù)是電壓和電流，因此規(guī)定了三種標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)電路，測(cè)定指定電壓下的最小點(diǎn)燃電流；該最小點(diǎn)燃電流是爆炸危險(xiǎn)環(huán)境下使用的本質(zhì)安全型電氣設(shè)備、分級(jí)依據(jù)。4.4 消焰距離和安全間隙（縫隙）消焰距離和安全間隙（縫隙）1 消焰距離消焰距離燃燒在一通道中進(jìn)行時(shí)，通道的表面要散失熱量，通道越窄，比表面積越大(通道表面積和通道容積的比值)，中斷鏈鎖反應(yīng)的機(jī)會(huì)就越多，相應(yīng)的熱損失也越大。當(dāng)通道窄到一定程度時(shí)，通道內(nèi)燃燒反應(yīng)的放熱速率就會(huì)小于通道表面的散熱速率，這時(shí)燃燒過(guò)程就會(huì)在通道內(nèi)停止進(jìn)行，火焰也就停止蔓延，因此把火焰蔓延不下去的最大通道尺寸叫消焰距離。對(duì)于可燃?xì)怏w，一般用平板消焰距離表示；對(duì)于粉塵，常用消焰