第二章防火與防爆

第二章防火與防爆第1頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1物質(zhì)的燃燒定義燃燒的條件燃燒過(guò)程燃燒類型2.2燃燒機(jī)理2.3燃燒速度與熱值氣體的燃燒速度影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩匾后w的燃燒速度固體的燃燒速度熱值與燃燒溫度本章主要內(nèi)容2.4爆炸爆炸及其分類爆炸極限2.5防火與防爆防火防爆的基本原則預(yù)防性措施保護(hù)性措施滅火第2頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月煉油化工企業(yè)典型事故類型統(tǒng)計(jì)表第3頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.1物質(zhì)的燃燒第4頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

燃料與氧化劑（兩種組分）在空間激烈地發(fā)生放熱化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程；它本質(zhì)上是一種特殊的氧化還原反應(yīng)。如：發(fā)光、發(fā)熱、生成新物質(zhì)三個(gè)特征?！?.1物質(zhì)的燃燒2.1.1燃燒的定義★第5頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

以下反應(yīng)，哪些是燃燒反應(yīng)？2H2+O2→2H2OC+O2→CO22Fe+3Cl2→2FeCl32Fe+4HCl→2FeCl2+2H2§2.1物質(zhì)的燃燒第6頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)象結(jié)論在銅片上的白磷在銅片上的紅磷在燒杯熱水中的白磷向燒杯熱水中的白磷通入氧氣§2.1物質(zhì)的燃燒2.1.2燃燒的條件★第7頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月白磷紅磷同一種物質(zhì)溫度接近：水中的白磷空氣中的白磷不燃燒燃燒與氧氣或空氣接觸不同的物質(zhì)在同一條件下白磷紅磷燃燒不燃燒有足夠的點(diǎn)火能量§2.1物質(zhì)的燃燒第8頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

是不是物質(zhì)只有在氧氣或空氣中才能燃燒呢?思考§2.1物質(zhì)的燃燒第9頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月演示實(shí)驗(yàn)二：點(diǎn)燃Mg+CO2C+MgO22演示實(shí)驗(yàn)三：現(xiàn)象：劇烈燃燒，生成白色固體和黑色固體（黑）（白）現(xiàn)象：劇烈燃燒，產(chǎn)生濃厚的白煙（氯化鈉固體小顆粒），發(fā)出黃色火焰。點(diǎn)燃Na+Cl2NaCl22鎂在二氧化碳中的燃燒鈉在氯氣中的燃燒§2.1物質(zhì)的燃燒第10頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月燃料液體汽油,丙酮,乙醚,戊烷固體塑料,木粉,纖維,金屬粉氣體乙炔,丙烷,CO,氫氣氧化劑液體硝酸,高氯酸,過(guò)氧化氫氣體O2,Cl2固體金屬過(guò)氧化物,硝酸銨點(diǎn)火源明火、靜電、電火花、摩擦與撞擊、高溫體、雷電……AIR(OXYGEN)FUELIGNITIONSOURCE物質(zhì)燃燒的三要素§2.1物質(zhì)的燃燒第11頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第12頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

燃燒的三個(gè)條件同時(shí)具備燃燒就一定能發(fā)生嗎?第13頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月燃燒形成的充要條件外加熱（點(diǎn)火源）可燃物質(zhì)氧或助燃劑合理配比§2.1物質(zhì)的燃燒第14頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月15§2.1物質(zhì)的燃燒汽油桶實(shí)驗(yàn)第15頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月燃燒形成的充要條件外加熱（點(diǎn)火源）可燃物質(zhì)氧或助燃劑合理配比（汽油筒實(shí)驗(yàn)）點(diǎn)火源要有一定的強(qiáng)度反應(yīng)釋放足夠能量維持燃燒§2.1物質(zhì)的燃燒第16頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①可燃?xì)怏w：最易燃燒，只要達(dá)到其本身氧化分解所需的熱量，便能燃燒，其燃燒速度很快。②可燃液體：首先發(fā)生蒸發(fā)，在火源作用下，然后蒸汽/氧化分解，進(jìn)行燃燒?！?.1物質(zhì)的燃燒復(fù)雜物質(zhì)：在受熱時(shí)分解成氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物，其蒸汽著火燃燒。簡(jiǎn)單物質(zhì)：如硫、磷等，受熱后首先熔化，然后蒸發(fā)、燃燒。③可燃固體2.1.3燃燒過(guò)程★第17頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月木材的燃燒混合了分解燃燒和表面燃燒T＜110℃，放出水分T-130℃，開(kāi)始分解T-150℃，變色T150℃-200℃，分解主要放出水和二氧化碳，不燃燒T>200℃，放出一氧化碳、氫、碳?xì)浠衔?，開(kāi)始燃燒T>300℃，析出氣體最多，燃燒最激烈分解氣體析出完，殘留木炭，表面燃燒§2.1物質(zhì)的燃燒第18頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月燃燒（火焰）反應(yīng)前混合情況流體力學(xué)特性物理狀態(tài)均相火焰?zhèn)鞑ニ俣阮A(yù)混火焰層流火焰緩燃火焰爆炸火焰多相火焰湍流火焰擴(kuò)散火焰一邊混合一邊燃燒蠟燭燃燒氣體火炬油池火災(zāi)射流燃燒液體和固體的燃燒多相懸浮系統(tǒng)的燃燒噴霧燃燒粉煤爆炸正?；鹧嫔只馂?zāi)爆轟火焰氣體爆炸氣相流動(dòng)特性為湍流噴霧燃燒多相燃燒燃料與氧化劑均為氣體氣體燃燒氣體爆炸氣相流動(dòng)特性為層流層流射流燃燒煤氣灶燃燒前充分混合煤氣灶天然氣爆炸(U)VCE氣體氣體液體固體氣相多相氣相多相氣體液體固體氣體液體固體氣體預(yù)混液體固體§2.1物質(zhì)的燃燒2.1.4燃燒類型第19頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第20頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

①閃燃：在一定溫度下，可燃液體表面所產(chǎn)生的蒸汽與空氣形成混合物，遇火源產(chǎn)生瞬間的燃燒。閃燃是可燃液體著火的前奏或火險(xiǎn)的警告閃燃原因：液體蒸發(fā)速度小于燃燒速度

★②閃點(diǎn):在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，液體表面發(fā)生閃燃的最低溫度。

物質(zhì)的飽和蒸氣壓越大，其閃點(diǎn)越低。閃點(diǎn)越低，火災(zāi)危險(xiǎn)性越大。

③易燃液體:閃點(diǎn)小于等于45℃的液體。★（1）閃燃§2.1物質(zhì)的燃燒第21頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常見(jiàn)液體的閃點(diǎn)分類級(jí)別表§2.1物質(zhì)的燃燒第22頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月④閃點(diǎn)的測(cè)定：

a.閉杯法:

閃點(diǎn)<300℃的石油化工產(chǎn)品，按GB261-83標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。

★點(diǎn)火源大小與點(diǎn)火源離液面的距離;

加熱速率;

試樣的均勻度;

試樣的純度;

測(cè)試的容器;

大氣壓力的影響。常見(jiàn)的閃點(diǎn)如無(wú)說(shuō)明系指閉杯式測(cè)定值§2.1物質(zhì)的燃燒第23頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月④閃點(diǎn)的測(cè)定：

a.閉杯法:

閃點(diǎn)<300℃的石油化工產(chǎn)品，按GB261-83標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。

b.開(kāi)杯法:

c.室溫>閃點(diǎn)>-40℃的石油化工產(chǎn)品閃點(diǎn)的測(cè)定，可用低溫閃點(diǎn)測(cè)定儀，按國(guó)標(biāo)GB7634-87的規(guī)定測(cè)定?！?.1物質(zhì)的燃燒第24頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①著火：在氧化劑充足的條件下，可燃物與明火接觸能引起燃燒，并在火源移去以后仍能保持燃燒的現(xiàn)象?！铫谌键c(diǎn)：也稱為著火點(diǎn)?？扇嘉镔|(zhì)被加熱到超過(guò)閃點(diǎn)溫度時(shí)，其蒸汽、助燃劑氣體的混合氣與火焰接觸即著火，并能持續(xù)燃燒5秒以上時(shí)的最低溫度。

物質(zhì)的閃點(diǎn)在100℃以下時(shí)，二者相差不大；但對(duì)于可燃液體，特別是閃點(diǎn)100℃以上的，兩者相差30℃以上。一般說(shuō)來(lái)，燃點(diǎn)比閃點(diǎn)高5～10℃，易燃液體的燃點(diǎn)與閃點(diǎn)很接近，僅差1～5℃?！铮?）著火§2.1物質(zhì)的燃燒第25頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①自燃：可燃物質(zhì)不需要接觸火源便能著火的自發(fā)燃燒現(xiàn)象?！铫谧匀键c(diǎn)：可燃物質(zhì)能發(fā)生自燃的最低溫度。

可燃物質(zhì)的自燃點(diǎn)越低，其火災(zāi)危險(xiǎn)性越大。自熱自燃：在沒(méi)有外來(lái)熱源的作用時(shí)，由于物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)、物理和生物化學(xué)作用而產(chǎn)生熱量，逐漸積聚使物質(zhì)發(fā)生燃燒的現(xiàn)象。(黃磷、烷基鋁、還原鐵)。受熱自燃：可燃物質(zhì)在外界熱源的作用下溫度升高，達(dá)到自燃點(diǎn)而發(fā)生的自燃現(xiàn)象。自燃★（3）自燃§2.1物質(zhì)的燃燒第26頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月★③自燃點(diǎn)的測(cè)定及其影響因素a.壓力：壓力越高，自燃點(diǎn)越低。b.濃度：當(dāng)混合物的比例符合該物質(zhì)氧化反應(yīng)的化學(xué)恰當(dāng)反應(yīng)時(shí)，其自燃點(diǎn)最低。壓力/atm

1

10

25

自燃點(diǎn)/℃

480

310

250

燃料-氧化劑比F/O=燃料質(zhì)量/氧化劑質(zhì)量

化學(xué)恰當(dāng)反應(yīng)：所有反應(yīng)物都消耗掉的一種獨(dú)特反應(yīng)。

當(dāng)量比φ：實(shí)際的燃料-氧化劑比與化學(xué)恰當(dāng)反應(yīng)時(shí)的燃料-氧化劑比的比值。

φ=(F/O)/(F/O)st

0<φ<1，貧燃料狀態(tài)

φ=1，化學(xué)恰當(dāng)狀態(tài)

1<φ<∞，富燃料狀態(tài)§2.1物質(zhì)的燃燒第27頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月★③自燃點(diǎn)的測(cè)定及其影響因素a.壓力：壓力越高，自燃點(diǎn)越低。b.濃度：當(dāng)混合物的比例符合該物質(zhì)氧化反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量式時(shí)，其自燃點(diǎn)最低。c.容器的影響：容器的直徑、材質(zhì)以及表面的物理狀態(tài)對(duì)自燃點(diǎn)都有影響。d.添加劑或雜質(zhì)e.固體物質(zhì)的粉碎程度f(wàn).分子結(jié)構(gòu)的影響硫鐵礦粒度/mm自燃點(diǎn)/℃0.20~0.150.15~0.100.10~0.086406401400§2.1物質(zhì)的燃燒第28頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Ⅰ.同系物:分子量增加而自燃點(diǎn)減小。

乙醇的自燃點(diǎn)為422℃，丙醇的自燃點(diǎn)為405℃。Ⅱ.正構(gòu)與異構(gòu)物:正構(gòu)物自燃點(diǎn)<異構(gòu)物自燃點(diǎn)。

正丙醇的自燃點(diǎn)為540℃，而異丙醇的自燃點(diǎn)為620℃。Ⅲ.飽和碳?xì)浠衔锏淖匀键c(diǎn)>相應(yīng)的不飽和碳?xì)浠衔锏淖匀键c(diǎn)

乙炔的自燃點(diǎn)為305℃，乙烯的自燃點(diǎn)425℃，乙烷的自燃點(diǎn)515℃?！?.1物質(zhì)的燃燒Ⅳ.苯系化合物的自燃點(diǎn)>相同碳原子數(shù)的脂肪族碳?xì)浠衔锏淖匀键c(diǎn)。

苯(C6H6)、甲苯(C7H8)的自燃點(diǎn)分別高于己烷(C6H14)、庚烷(C7H16)的自燃點(diǎn)。第29頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表2-2油品的自燃點(diǎn)與閃點(diǎn)的比較液體油品比重越大，閃點(diǎn)越高而自燃點(diǎn)越低?！?.1物質(zhì)的燃燒第30頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.5氧指數(shù)①氧指數(shù)：臨界氧濃度(CriticalOxygenConcentration，COC)，是指在規(guī)定條件下，能維持固體材料進(jìn)行有焰燃燒的在O2-N2系統(tǒng)中最低氧氣濃度(v%)。②COC是固體材料可燃性進(jìn)行評(píng)價(jià)和分類的一個(gè)特性指標(biāo)。COC越高，材料不易著火，阻燃性能好。一般認(rèn)為氧指數(shù)＜22屬于易燃材料，氧指數(shù)在22～27之間屬可燃材料，氧指數(shù)＞27屬難燃材料。③材料的氧指數(shù)可按GB2406-80規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定?！?.1物質(zhì)的燃燒第31頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.6最小點(diǎn)火能量①引起處于爆炸范圍內(nèi)的可燃?xì)怏w混合物著火所需的最小能量。②可燃混合氣點(diǎn)火能量取決于該物質(zhì)的燃燒速度、熱傳導(dǎo)系數(shù)、可燃?xì)獾臐舛?、混合氣的溫度和壓力等。③?dāng)可燃混合氣的組成接近燃燒反應(yīng)的化學(xué)恰當(dāng)反應(yīng)比例時(shí)，所需的最小點(diǎn)火能最小。物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)％最小點(diǎn)火能量／10-5J空氣中氧氣中乙炔7.7320.03乙烯6.529.60.1§2.1物質(zhì)的燃燒第32頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月燃?xì)馊紵磻?yīng)是一種化學(xué)反應(yīng)，符合基本的化學(xué)規(guī)律。近代用連鎖反應(yīng)理論來(lái)解釋燃燒機(jī)理。連鎖反應(yīng)分為直鏈反應(yīng)和支鏈反應(yīng)，都由3個(gè)階段組成，即鏈的引發(fā)、鏈的傳遞和鏈的終止。§2.2燃燒機(jī)理第33頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.2燃燒機(jī)理第34頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月連鎖反應(yīng)速度表達(dá)式：F(c)---反應(yīng)物濃度函數(shù)fs---鏈在器壁上的銷毀因子；fc---鏈在氣相中銷毀因子；A---與反應(yīng)物濃度有關(guān)的函數(shù)α---鏈的分支，在直鏈中α=1，在支鏈中α>1。§2.2燃燒機(jī)理燃燒四面體學(xué)說(shuō)：連鎖反應(yīng)不受抑制第35頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.1氣體的燃燒速度

氣體擴(kuò)散燃燒，其燃燒速度取決于氣體的擴(kuò)散速度。預(yù)混燃燒，燃燒速度則取決于本身的化學(xué)反應(yīng)速度。通常預(yù)混燃燒速度要比擴(kuò)散燃燒速度快得多。氣體的燃燒速度表示方法：常以火焰?zhèn)鞑ニ俣葋?lái)衡量?！?.3燃燒速度與熱值第36頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月v：火焰位移速度，m.s-1；t：時(shí)間，s；s：位移，m；燃燒產(chǎn)物燃燒前鋒未燃預(yù)混氣圖2-5長(zhǎng)管中的火焰?zhèn)鞑セ鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣鹊臏y(cè)定:§2.3燃燒速度與熱值第37頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第38頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月★

2.3.2影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩兀孩倏扇嘉镄再|(zhì)某些氣體與空氣的混合物在直徑為25.4mm的管道中燃燒時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊脑囼?yàn)數(shù)據(jù)列如表2-3：§2.3燃燒速度與熱值第39頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②管徑管徑↗，火焰?zhèn)鞑ニ俣权J。但當(dāng)管徑達(dá)到某個(gè)極限值時(shí)，速度就不再增加了。管徑↙，火焰?zhèn)鞑ニ俣权L。在達(dá)到某一小的直徑時(shí)，火焰就不能傳播了。阻火器就是根據(jù)這一原理制作的。表2-4甲烷和空氣混合氣在不同管徑中的火焰?zhèn)鞑ニ俣萩m/s§2.3燃燒速度與熱值第40頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月③混合氣中可燃物的濃度存在最佳值④混合氣的初始溫度初始溫度↗，火焰?zhèn)鞑ニ俣权J⑤混合氣的壓力P↗，火焰?zhèn)鞑ニ俣权L§2.3燃燒速度與熱值第41頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.3液體的燃燒速度

液體的燃燒速度取決于液體的蒸發(fā)速度。燃燒速度表示方法：a液體燃燒的重量速度以單位時(shí)間、單位面積燒掉液體的重量表示，kg/m2液面.h§2.3燃燒速度與熱值第42頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.3液體燃燒速度

液體的燃燒速度取決于液體的蒸發(fā)速度。燃燒速度表示方法：a液體燃燒的重量速度b液體燃燒的直線速度以單位時(shí)間內(nèi)燒掉液體層的高度來(lái)表示，cm液層高/h§2.3燃燒速度與熱值第43頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表2-5幾種易燃液體的燃燒速度§2.3燃燒速度與熱值第44頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.4固體的燃燒速度固體物質(zhì)的燃燒速度一般小于可燃?xì)怏w。不同的固體物質(zhì)其燃燒速度有很大差別，同一固體燃料，表面積越大燃燒速度越快。

2.3.5熱值與燃燒溫度單位重量可燃物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量叫物質(zhì)的熱值。物質(zhì)燃燒時(shí)的火焰溫度叫燃燒溫度。熱值是決定燃燒溫度的主要因素。2.3燃燒速度與熱值第45頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月★

2.4.1爆炸及其分類（1）爆炸的定義物質(zhì)由一種狀態(tài)迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)，并瞬間以機(jī)械功的形式放出大量能量的現(xiàn)象。爆炸的威力取決于能量的釋放速率。

爆炸的特點(diǎn)：產(chǎn)生爆炸聲、高溫和沖擊波。2.4爆炸第46頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月爆炸產(chǎn)生的沖擊波對(duì)磚墻建筑物的破壞超壓/

105Pa）建筑物損壞情況<0.020.02－0.120.12－0.30.3－0.50.5－0.76>0.76基本沒(méi)有破壞玻璃窗的部分或全部破壞門窗部分破壞，磚墻出現(xiàn)小裂紋門窗大部分破壞，磚墻出現(xiàn)嚴(yán)重裂紋門窗全部破壞，磚墻部分倒塌墻倒物塌。第47頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月超壓值（單位

105Pa）生物殺傷情況<0.1無(wú)損傷；0.1~0.25輕傷，出現(xiàn)1/4的肺氣腫，2-3個(gè)內(nèi)臟出血點(diǎn)；0.25~0.45中傷，出現(xiàn)1/3的肺氣腫，2-3片內(nèi)臟出血，一個(gè)大片內(nèi)臟出血；0.45~0.75重傷，出現(xiàn)1/2的肺氣腫，三個(gè)以上的片狀出血，兩個(gè)以上大片內(nèi)臟出血；>0.75傷勢(shì)嚴(yán)重，無(wú)法挽救，死亡。爆炸產(chǎn)生的沖擊波對(duì)動(dòng)物殺傷作用第48頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.4.1爆炸及其分類（2）爆炸的分類

2.4爆炸按爆炸產(chǎn)生原因和性質(zhì):物理爆炸化學(xué)爆炸核爆炸按爆炸物質(zhì):凝聚態(tài)爆炸氣體爆炸液體爆炸粉塵爆炸按爆炸地點(diǎn):地面爆炸空中爆炸第49頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月爆炸分類圖爆炸物理爆炸化學(xué)爆炸由物理因素如狀態(tài)、溫度、壓力等變化而引起的爆炸物質(zhì)發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)、使壓力急劇上升而引起的爆炸。爆炸前后物質(zhì)的性質(zhì)和化學(xué)成分均不改變壓力容器、氣瓶、鍋爐等超壓發(fā)生的爆炸簡(jiǎn)單分解爆炸復(fù)雜分解爆炸爆炸性混合物爆炸簡(jiǎn)單爆炸所需能量是由爆炸本身分解產(chǎn)生的，不一定發(fā)生燃燒反應(yīng)。爆炸時(shí)伴有燃燒反應(yīng)，燃燒所需氧是由本身分解時(shí)供給，如炸藥?？扇?xì)怏w、蒸汽、粉塵等與空氣混合成一定比例，遇點(diǎn)火源引起的爆炸。PbN6→Pb+3N2C3H5(ONO2)3→3CO2+2.5H2O+1.5N2+0.25O22.4爆炸第50頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月O%100%爆炸威力爆炸下限爆炸上限燃燒可燃范圍在該濃度范圍內(nèi)，發(fā)生火焰?zhèn)鞑タ扇嘉锖刻倏扇嘉锾喽趸瘎┨?.4.2.1基本概念可燃的氣體、液體蒸氣或粉塵與空氣的混合物，遇火源能夠發(fā)生燃燒或爆炸的濃度范圍

；最低濃度為爆炸下限，最高濃度為爆炸上限。爆炸極限通常用關(guān)于氧化劑的體積百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。51§★2.4.2爆炸極限

第51頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月不燃不爆輕度燃爆輕度燃爆不燃不爆燃爆逐漸加強(qiáng)0%12.5%30%74%100%爆炸下限爆炸上限一氧化碳爆炸極限示意圖§★2.4.2爆炸極限

第52頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月物質(zhì)LEL(%v/v)UEL(%v/v)甲烷515乙烷312.4丙烷2.19.5丁烷1.88.4戊烷1.47.8

氨氣1528乙烯2.736氫475環(huán)氧乙烷3100爆炸極限范圍變化比較大該物質(zhì)的爆炸極限范圍很窄該物質(zhì)的爆炸極限范圍很寬，幾乎在任一濃度下均可發(fā)生爆炸

53§★2.4.2爆炸極限

第53頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月★2.4.2.2爆炸極限的計(jì)算⒈單一組成的可燃?xì)猗砰W點(diǎn)法（可燃液體蒸汽）

L下：可燃液體蒸氣的爆炸下限，體積百分比（V%）

P閃：閃燃時(shí)該液體的蒸氣分壓，PaP總：混合氣的總壓力，Pa。常壓時(shí)為1.013×105Pa

§★2.4.2爆炸極限

第54頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑵化學(xué)計(jì)量式估算常溫和常壓下，鏈烷烴的爆炸下限:

L下＝0.55C0C0：混合氣中氧和可燃組分的含量恰好滿足計(jì)量式時(shí)可燃組分的摩爾分?jǐn)?shù)。對(duì)于碳?xì)浠衔铮骸臁?.4.2爆炸極限

第55頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例:計(jì)算丁烷在空氣中的爆炸極限。

2C4H10+13O2→8CO2+10H2O解：L下＝1.86%,L上＝8.5%?！臁?.4.2爆炸極限

第56頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⒉組成復(fù)雜的可燃?xì)怏w爆炸極限的計(jì)算

LeChatelier（理.查特里）法適用于反應(yīng)活性和活化能相近的各種碳?xì)浠衔锘旌蠚獗O限的計(jì)算。LL，LH：混合氣的爆炸下限和上限LLi，LHi：混合氣中組分i的爆炸下限和上限yi：混合氣中組分i的摩爾分?jǐn)?shù)§★2.4.2爆炸極限

第57頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：某混合氣組成如下。如與空氣混合，空氣摩爾分?jǐn)?shù)為96%，問(wèn)有無(wú)爆炸危險(xiǎn)？§★2.4.2爆炸極限

第58頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月混合氣摩爾分率為4%,爆炸范圍是2.3%~9.7%，因此有爆炸危險(xiǎn)§★2.4.2爆炸極限

第59頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.4.2.3爆炸極限的影響因素

§★2.4.2爆炸極限

初始溫度初始?jí)毫ρ鹾慷栊詺怏w含量點(diǎn)火源能量火焰的傳播方向通道尺寸和形狀第60頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⒈初始溫度溫度升高，可導(dǎo)致爆炸極限范圍擴(kuò)大，使下限降低、上限提高?！臁?.4.2爆炸極限1、初始溫度對(duì)甲烷爆炸極限的影響第61頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

通常情況下，初始?jí)毫υ黾涌墒贡ǚ秶龃?。?dāng)壓力下降到某一數(shù)值時(shí)，其上限和下限重合，出現(xiàn)一個(gè)臨界值；若壓力再下降，系統(tǒng)便成為不爆不燃。因此，在密閉容器內(nèi)進(jìn)行負(fù)壓操作對(duì)安全生產(chǎn)是有利的。2、初始?jí)毫?duì)甲烷爆炸極限的影響

§★2.4.2爆炸極限第62頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月爆炸的臨界壓力：在某溫度下，使爆炸上限與爆炸下限重合的壓力。甲烷在減壓下的爆炸極限§★2.4.2爆炸極限第63頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①可燃?xì)獯嬖诒ㄏ孪?，是由于可燃物濃度太低、氧過(guò)量，所以氧含量增加對(duì)爆炸下限的影響不大；②可燃?xì)獯嬖诒ㄉ舷奘怯捎谘鹾坎蛔?，所以增加氧含量可使爆炸上限提高。如，甲烷在空氣中爆炸極限為5.3%～14%，在純氧氣中的為5.1%～61%。3、氧含量對(duì)甲烷爆炸極限的影響

§★2.4.2爆炸極限第64頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可燃?xì)庠诳諝馀c在氧氣中的爆炸極限§★2.4.2爆炸極限第65頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、惰性氣體含量對(duì)爆炸下限的影響

可燃混合氣體中加入惰性氣體,可以使混合氣中的氧含量降低,導(dǎo)致混合氣爆炸上限降低。

當(dāng)惰性氣含量增加到一定程度時(shí)，可以使爆炸范圍為零。惰性氣體含量增加對(duì)甲烷爆炸上限的影響比對(duì)下限的影響大。§★2.4.2爆炸極限第66頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月點(diǎn)火能

，

爆炸范圍

點(diǎn)火能對(duì)甲烷與空氣混合物爆炸極限的影響（容器V=7L）5、點(diǎn)火能量

對(duì)爆炸下限的影響

混合氣體的濃度會(huì)影響最小點(diǎn)火能量，當(dāng)可燃混合氣的組成接近化學(xué)恰當(dāng)反應(yīng)的比例時(shí)，所需的最小點(diǎn)火能最小?！臁?.4.2爆炸極限第67頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⒍火焰的傳播方向⒎通道的尺寸和形狀

混合氣在容器或管道中燃燒時(shí),通道越窄、比表面越大，分子和器壁碰撞從而使鏈終止的幾率越大，通過(guò)器壁散失的熱量越多。當(dāng)通道尺寸小到一定程度時(shí)，火焰就會(huì)停止蔓延，燃燒停止。§★2.4.2爆炸極限第68頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.5.2預(yù)防性措施2.5.3保護(hù)性措施2.5.1防火防爆的基本原則§2.5防火與防爆2.5.4滅火第69頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月燃料液體汽油,煤油，柴油，丙酮,乙醚,戊烷，石腦油固體聚烯烴,木粉,纖維,金屬粉，硫化亞鐵氣體乙炔,丙烷,CO,氫氣，合成氣氧化劑液體硝酸,高氯酸,過(guò)氧化氫氣體O2,Cl2固體金屬過(guò)氧化物,硝酸銨點(diǎn)火源明火、靜電、電火花、摩擦與撞擊、高溫體、雷電……AIR(OXYGEN)FUELIGNITIONSOURCE燃燒(爆炸)形成的三要素第70頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.5.1防火防爆的基本原則預(yù)防性措施控制可燃物控制助燃物控制點(diǎn)火源控制工藝參數(shù)保護(hù)性措施阻止火勢(shì)蔓延限制爆炸波擴(kuò)散（抑爆、泄爆、隔爆）滅火第71頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

控制可燃物，就是使可燃物達(dá)不到燃爆所需要的數(shù)量、濃度，或者使可燃物難燃化或用不燃材料取而代之，從而消除發(fā)生燃爆的物質(zhì)基礎(chǔ)。2.5.2預(yù)防性措施－控制可燃物第72頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⒈取代或控制其用量⒉使用惰性氣體保護(hù)最小氧氣濃度：空氣和燃料的混合氣能發(fā)生燃燒所需氧氣的最小體積百分比。

y(O2)min＝LL﹒y0

惰性化：將惰性氣體加入易燃混合物系統(tǒng)使氧含量低于最小氧氣濃度2.5.2預(yù)防性措施－控制可燃物[例]求戊烷在空氣中燃燒的最小氧氣濃度。解：化學(xué)反應(yīng)式：

C5H12+8O2=5CO2+6H2O查得戊烷在空氣中LL＝1.5％，計(jì)算得:y(O2)min＝0.015×8＝0.12＝12％第73頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.加強(qiáng)通風(fēng)排氣通風(fēng)類型動(dòng)力分為機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)，按作用范圍可分為局部通風(fēng)和全面通風(fēng)。①易燃易爆物質(zhì)的容許濃度＜0.25LL；②對(duì)有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)廠房，通風(fēng)氣體不能循環(huán)使用；③T>80℃，通風(fēng)設(shè)備應(yīng)用不燃燒和不產(chǎn)生火花的材料；④設(shè)備的一切排氣管(放氣管)都應(yīng)伸出屋外，高出附近屋頂；排氣不應(yīng)造成負(fù)壓，也不應(yīng)堵塞；⑤對(duì)局部通風(fēng)，應(yīng)注意氣體的密度。2.5.2預(yù)防性措施－控制可燃物第74頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

控制助燃物，就是使可燃性氣體、液體、固體、粉體物料不與空氣、氧氣或其他氧化劑接觸，或者將它們隔離開(kāi)來(lái)，即使有點(diǎn)火源作用，也因?yàn)闆](méi)有助燃物參混而不致發(fā)生燃燒、爆炸。密閉設(shè)備系統(tǒng)惰性氣體保護(hù)隔絕空氣隔離儲(chǔ)存2.5.2預(yù)防性措施－控制助燃物第75頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.5.2預(yù)防性措施－控制點(diǎn)火源（一）火焰點(diǎn)燃可燃物（火焰與可燃物接觸或間隔）（二）高溫物體點(diǎn)燃可燃物（煙囪表面及其火星、煙頭、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、燒紅的鋼鐵制件、高溫金屬焊渣、其他高溫物體）（三）電氣火花（電火花）（四）絕熱壓縮點(diǎn)燃可燃物（五）撞擊與摩擦點(diǎn)燃可燃物（六）日光照射與聚焦點(diǎn)燃可燃物（七）化學(xué)反應(yīng)放熱點(diǎn)燃可燃物（八）靜電點(diǎn)火（九）雷擊起火第76頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①?gòu)墓に嚿峡刂旗o電產(chǎn)生②泄漏導(dǎo)走靜電③采用電中和的方法④人體防靜電合理設(shè)計(jì)與選材控制流速控制雜質(zhì)控制溫度空氣增濕80%加抗靜電劑靜電接地靜置存放導(dǎo)電工作地面安全操作2.5.2預(yù)防性措施－防靜電措施第77頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、溫度控制

①除去反應(yīng)熱②防止攪拌中斷③正確選用傳熱介質(zhì)④防止傳熱面結(jié)疤⑤熱不穩(wěn)定物質(zhì)的處理二、控制壓力三、控制投料速度、加料比及加料順序四、超量雜質(zhì)和副反應(yīng)的控制2.5.2預(yù)防性措施–控制工藝參數(shù)水的導(dǎo)熱系數(shù)為0.58W/m.K冰的導(dǎo)熱系數(shù)為2.33W/m·K空氣導(dǎo)熱系統(tǒng)為0.034W/m·K第78頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月江蘇射陽(yáng)氟源化工廠氟苯氯化過(guò)程中發(fā)生爆炸(2006年)

導(dǎo)致死亡22人，受傷29人，其中3人重傷事故。事故發(fā)生的直接原因：在氯化反應(yīng)塔冷凝器無(wú)冷卻水、塔頂沒(méi)有產(chǎn)品流出的情況下沒(méi)有立即停車，而是錯(cuò)誤地繼續(xù)加熱升溫，使物料（2,4-二硝基氟苯）長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)并最終導(dǎo)致其分解爆炸。有關(guān)事故案例第79頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.5.3保護(hù)性措施–阻止火勢(shì)蔓延一、廠址的選擇與總平面布置①?gòu)S址的選擇②總平面布置③防火間距二、從建筑設(shè)計(jì)方面采取限制措施三、阻火設(shè)備阻火裝置：安全液封、阻火器、回火防止器、防火閥、火星熄滅器。阻火設(shè)施：防火門、防火墻、防火帶、防火卷簾、水封井、防火堤、防火分隔堤、事故存油罐、防火集流坑。四、報(bào)警和連鎖

第80頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1-外殼2-進(jìn)氣管3-安全管4-驗(yàn)水栓5-氣體出口敞開(kāi)式液封1-氣體進(jìn)口2-單向閥3-防爆膜4-氣體出口5-驗(yàn)水栓封閉式液封第81頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.5.3保護(hù)性措施–限制爆炸波擴(kuò)散之抑爆沒(méi)有啟動(dòng)抑爆系統(tǒng)啟動(dòng)了抑爆系統(tǒng)第82頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.5.3保護(hù)性措施–限制爆炸波擴(kuò)散之泄爆設(shè)備正常工作時(shí)保持密閉不泄漏，設(shè)備或容器內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，能自動(dòng)開(kāi)啟，迅速釋放部分介質(zhì)，避免壓力過(guò)高引起爆炸。種類：閥型：安全閥：反應(yīng)較慢，壓力降低后可自動(dòng)停止卸壓。斷裂型：防爆膜（片、帽）：反應(yīng)快，一次性，需更換。熔化型：易熔合金塞，排放口小，用于小容器。組合型：閥、膜串聯(lián)；閥、熔共用。第83頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.5.3保護(hù)性措施–限制爆炸波擴(kuò)散之泄爆管道換向泄爆第84頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月85第85頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.5.3保護(hù)性措施–限制爆炸波擴(kuò)散之隔爆被動(dòng)式芬特克斯閥第86頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.5.3保護(hù)性措施–限制爆炸波擴(kuò)散之隔爆主動(dòng)式芬特克斯閥第87頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.5.3保護(hù)性措施–限制爆炸波擴(kuò)散之隔爆爆炸阻隔閘板閥第88頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

火災(zāi)根據(jù)可燃物的類型和燃燒特性，分為A、B、C、D、E、F六類（GB/T4968－2008）?！?.5.4滅火-火災(zāi)的分類

A類火災(zāi)：指固體物質(zhì)火災(zāi)。這種物質(zhì)通常具有有機(jī)物質(zhì)性質(zhì)，一般在燃燒時(shí)能產(chǎn)生灼熱的余燼。如木材、煤、棉、毛、麻、紙張等火災(zāi)。

B類火災(zāi)：指液體或可熔化的固體物質(zhì)火災(zāi)。如汽油、煤油、柴油、原油，甲醇、瀝青、石蠟等火災(zāi)。C類火災(zāi)：氣體火災(zāi)。F類火災(zāi)：烹飪器具內(nèi)的烹飪物（如動(dòng)植物油脂）火災(zāi)。

D類火災(zāi)：指金屬火災(zāi)。如鉀、鈉、鎂、鋁鎂合金等火災(zāi)。E類火災(zāi)：帶電火災(zāi)。物體帶電燃燒的火災(zāi)。第89頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月燃料液體汽油,丙酮,乙醚,戊烷固體塑料,木粉,纖維,金屬粉氣體乙炔,丙烷,CO,氫氣氧化劑液體硝酸,高氯酸,過(guò)氧化氫氣體O2,Cl2固體金屬過(guò)氧化物,硝酸銨點(diǎn)火源明火、靜電、電火花、摩擦與撞擊、高溫體、雷電……AIR(OXYGEN)FUELIGNITIONSOURCE2.5.4滅火-基本原理燃燒四面體學(xué)說(shuō)：連鎖反應(yīng)不受抑制第90頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滅火基本原理：（1）降低著火系統(tǒng)溫度；（2）斷絕可燃物；（3）稀釋空氣中的氧氣濃度；（4）抑制著火區(qū)內(nèi)的鏈鎖反應(yīng)。

當(dāng)氧濃度低于12％，或水蒸氣濃度高于35％，或二氧化碳濃度高于30％-35％時(shí)，絕大多數(shù)燃燒都會(huì)熄滅。2.5.4滅火-基本原理第91頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滅火基本原理斷絕可燃物降低著火系統(tǒng)溫度稀釋空氣中的氧氣濃度抑制著火區(qū)內(nèi)的鏈鎖反應(yīng)2.5.4滅火-基本方法滅火的方法隔離冷卻窒息化學(xué)中斷法可燃物助燃物能量連鎖反應(yīng)第92頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⒈隔離法將著火區(qū)與其周圍的可燃物隔離，具體方法有：⑴把火源附近的可燃、助燃物品搬走；⑵減少和阻止可燃物質(zhì)進(jìn)入燃燒區(qū)；⑶設(shè)法阻攔流散的易燃、可燃液體；⑷拆除與火源相毗連的易燃建筑物，形成防止火勢(shì)蔓延的空間地帶。2.5.4滅火-基本方法第93頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2