燃燒及燃燒理論P(yáng)PT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1燃燒及燃燒理論燃燒及燃燒理論2第1頁/共93頁3第2頁/共93頁4第3頁/共93頁5第4頁/共93頁6第5頁/共93頁7第6頁/共93頁8第7頁/共93頁9vQ反應(yīng)進(jìn)程產(chǎn)物IIE1能量反應(yīng)物I2EK第8頁/共93頁10第9頁/共93頁11第10頁/共93頁12第11頁/共93頁13第12頁/共93頁14第13頁/共93頁15第14頁/共93頁16h第15頁/共93頁17第16頁/共93頁18器壁效應(yīng)器壁效應(yīng)第17頁/共93頁19HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH第18頁/共93頁20 1AffcFvcs第19頁/共93頁21第20頁/共93頁22第21頁/共

2、93頁23第22頁/共93頁24圖圖1-3 1-3 燃燒條件示意圖燃燒條件示意圖可燃物可燃物助燃物助燃物點(diǎn)火源點(diǎn)火源燃燒注意：著火的發(fā)生和持續(xù)，不僅僅是需要都有，而是要保持在一定范圍內(nèi)，不符合比例要求也不能發(fā)生或持續(xù)。第23頁/共93頁25第24頁/共93頁26第25頁/共93頁27第26頁/共93頁28第27頁/共93頁29 A、少量液化氣泄漏不能被點(diǎn)燃，濃度達(dá)不、少量液化氣泄漏不能被點(diǎn)燃，濃度達(dá)不到爆炸極限，如天然氣濃度低于到爆炸極限，如天然氣濃度低于5%。 B、氧氣濃度低于、氧氣濃度低于14%時(shí)，燃著的木塊也會(huì)時(shí)，燃著的木塊也會(huì)自行熄滅。自行熄滅。 物質(zhì)都有各自不同的點(diǎn)火能，點(diǎn)火源能量低

3、物質(zhì)都有各自不同的點(diǎn)火能，點(diǎn)火源能量低于點(diǎn)火能則不能著火。有些物質(zhì)點(diǎn)火能低，于點(diǎn)火能則不能著火。有些物質(zhì)點(diǎn)火能低，容易被點(diǎn)燃，相反，點(diǎn)火能高的物質(zhì)不易被容易被點(diǎn)燃，相反，點(diǎn)火能高的物質(zhì)不易被點(diǎn)燃。點(diǎn)燃。 第28頁/共93頁30 在有化工原料（如：苯系物、氫氣、乙炔、在有化工原料（如：苯系物、氫氣、乙炔、丙酮、汽油）的場(chǎng)所，人體靜電火花就能夠丙酮、汽油）的場(chǎng)所，人體靜電火花就能夠引發(fā)火災(zāi)或爆炸，但靜電不可能引起木材著引發(fā)火災(zāi)或爆炸，但靜電不可能引起木材著火。火。 電火花的能量比靜電火花大的多，由其引發(fā)電火花的能量比靜電火花大的多，由其引發(fā)的礦山、工廠、住宅、辦公室、宿舍的火災(zāi)的礦山、工廠、住宅、

4、辦公室、宿舍的火災(zāi)事例很多。事例很多。 電焊渣溫度達(dá)電焊渣溫度達(dá)12001200，一個(gè)電焊渣不能引發(fā)，一個(gè)電焊渣不能引發(fā)木材火災(zāi)，但大量電焊渣就能夠引燃，因?yàn)槟静幕馂?zāi)，但大量電焊渣就能夠引燃，因?yàn)槠淠芰靠偭看?。其能量總量大。?9頁/共93頁311.4.1 質(zhì)量作用定律質(zhì)量作用定律 對(duì)于反應(yīng)式對(duì)于反應(yīng)式 aAbB eE + fF bBaACKCV 第30頁/共93頁321.4.2 阿累尼烏斯公式阿累尼烏斯公式)exp(-KKRTE0K反應(yīng)速度常數(shù)反應(yīng)速度常數(shù)溫度每升高溫度每升高l，反應(yīng)速度大約加快，反應(yīng)速度大約加快24倍。倍。)exp(0RTECCKVbBaA此式反映了物質(zhì)此式反映了物質(zhì)和和對(duì)

5、反應(yīng)速度的影響。對(duì)反應(yīng)速度的影響。第31頁/共93頁331.4.3 燃燒速度方程燃燒速度方程)exp(ssyoxxFossRTECCKV結(jié)論：結(jié)論：注意：液態(tài)和固態(tài)可燃物的燃燒反應(yīng)速度不能用上述方注意：液態(tài)和固態(tài)可燃物的燃燒反應(yīng)速度不能用上述方程來表達(dá)。程來表達(dá)。第32頁/共93頁34第33頁/共93頁35第34頁/共93頁36第35頁/共93頁37燃T時(shí)間溫度誘TT自自TT氧初T誘導(dǎo)期誘導(dǎo)期第36頁/共93頁38第37頁/共93頁39第38頁/共93頁40第39頁/共93頁41第40頁/共93頁42第41頁/共93頁43第42頁/共93頁44W （反應(yīng)速度）T第43頁/共93頁45沒有具體位

6、置介紹沒有具體位置介紹第44頁/共93頁46第45頁/共93頁47第46頁/共93頁48第47頁/共93頁49第48頁/共93頁50第49頁/共93頁51放熱持續(xù)燃燒著火（自燃或點(diǎn)燃）熔化、蒸發(fā)、升華、熱解固體氣體蒸發(fā)或分解液體吸熱氧化 分解圖圖1-6 氣體、液體、固體物質(zhì)的燃燒歷程氣體、液體、固體物質(zhì)的燃燒歷程第50頁/共93頁52 1.8.1.1 與水作用發(fā)生自燃的物質(zhì)與水作用發(fā)生自燃的物質(zhì) 1.8.1.2 在空氣中能自燃的物質(zhì)在空氣中能自燃的物質(zhì) 1.8.1.3 相互接觸能自燃的物質(zhì)相互接觸能自燃的物質(zhì) 1.8.1.4 與氧化劑混合，在摩擦或撞擊作用下能著火與氧化劑混合，在摩擦或撞擊作用

7、下能著火或爆炸的可燃固體或爆炸的可燃固體 1.8.2.1 煤的自燃煤的自燃 1.8.2.2 植物自燃植物自燃 1.8.2.3 涂油物的自燃涂油物的自燃 第51頁/共93頁53 2Na2H2O 2NaOH十十H2371.5 kJ 2H2O2 2H2O + 483.6 kJ NaH十十H2O NaOHH2132.2 kJ B2H66H2O 2H3BO36 H2418.4 kJ第52頁/共93頁54 Ca3P26H2O 3Ca(OH)32PH3 Zn3P26H2O 3 Zn(OH)32PH3 磷化氫遇到空氣發(fā)生自燃，引起火災(zāi)或爆炸。磷化氫遇到空氣發(fā)生自燃，引起火災(zāi)或爆炸。 當(dāng)磷化氫含量超過當(dāng)磷化氫含

8、量超過0.08，硫化氫含量超過，硫化氫含量超過0.15，容易引起自燃爆炸；，容易引起自燃爆炸； K2C22H2O 2KOHC2H2 CaC22H2O Ca(OH)2C2H2 A14C312 H2O 4Al(OH)33 CH4第53頁/共93頁55 ZnH2O ZnOH2 Mg2 H2O Mg(OH)2H2 2Al6 H2O 2A1(OH)33 H2 Mg(OH)22A1(OH)2一一Mg(AlO2)24H2O（Na2S2O4） 保險(xiǎn)粉遇水呈赤熱狀態(tài)，并分解出保險(xiǎn)粉遇水呈赤熱狀態(tài)，并分解出氫氣氫氣和和硫化氫氣硫化氫氣體，有燃燒爆炸的危險(xiǎn)性。體，有燃燒爆炸的危險(xiǎn)性。 第54頁/共93頁56 黃磷與

9、空氣中的氧會(huì)因以下反應(yīng)而自燃，燃點(diǎn)黃磷與空氣中的氧會(huì)因以下反應(yīng)而自燃，燃點(diǎn)30，自燃點(diǎn)約自燃點(diǎn)約60，反應(yīng)式如下：，反應(yīng)式如下： 4P5O5 2P2O5 烷基鋁主要有三乙基鋁、三異丁基鋁。烷基鋁能在常烷基鋁主要有三乙基鋁、三異丁基鋁。烷基鋁能在常溫下與空氣中的氧反應(yīng)放熱自燃，遇空氣中的水分會(huì)溫下與空氣中的氧反應(yīng)放熱自燃，遇空氣中的水分會(huì)產(chǎn)生大量熱和乙烷，從而引起自燃，反應(yīng)式如下：產(chǎn)生大量熱和乙烷，從而引起自燃，反應(yīng)式如下： (C2H5)3A13H2O Al(OH)33C2H6 2 C2H67O2 4CO2十十6H2O第55頁/共93頁57 根據(jù)硝化纖維素中的含氮量進(jìn)行分類，含氮根據(jù)硝化纖維素中

10、的含氮量進(jìn)行分類，含氮量在量在10.512.5的屬易燃物質(zhì)，含氮量在的屬易燃物質(zhì)，含氮量在12.5以上的屬爆炸物質(zhì)以上的屬爆炸物質(zhì)。 硝化纖維素化學(xué)穩(wěn)定性差，室溫下能分解出硝化纖維素化學(xué)穩(wěn)定性差，室溫下能分解出一氧化氮，與空氣中的氧生成二氧化氮，遇一氧化氮，與空氣中的氧生成二氧化氮，遇水生成亞硝酸和硝酸，反應(yīng)式如下：水生成亞硝酸和硝酸，反應(yīng)式如下： 2NOO2 2NO2 2 NO2H2O HNO3HNO2 這些酸性物質(zhì)吸附在硝化纖維素表面，可加這些酸性物質(zhì)吸附在硝化纖維素表面，可加速分解并放出熱量，在熱、光和水分作用下速分解并放出熱量，在熱、光和水分作用下分解更快，經(jīng)過一段時(shí)間的熱量積累會(huì)發(fā)生

11、分解更快，經(jīng)過一段時(shí)間的熱量積累會(huì)發(fā)生自燃自燃。第56頁/共93頁58 強(qiáng)氧化劑與還原劑為禁忌物質(zhì)。強(qiáng)氧化劑與還原劑為禁忌物質(zhì)。 C2H2C12 2HC12C 甘油遇高錳酸鉀立即燃燒，反應(yīng)式如下：甘油遇高錳酸鉀立即燃燒，反應(yīng)式如下： 6KMnO42C3H5(OH)3 6MnO6KOH6CO25H2OO 甲醇遇過氧化鈉立即自燃，反應(yīng)式如下：甲醇遇過氧化鈉立即自燃，反應(yīng)式如下： 3Na2O2CH3OH 2Na2OCO22H2O 松節(jié)油遇濃硫酸和濃硝酸混合物立即著火：松節(jié)油遇濃硫酸和濃硝酸混合物立即著火： 56HNO3(濃濃)C10H16 10CO236H2O十十56NO2 第57頁/共93頁59

12、硫與氯酸鉀混合受撞擊會(huì)爆炸，反應(yīng)式如下：硫與氯酸鉀混合受撞擊會(huì)爆炸，反應(yīng)式如下：2KClO33S 2KC13SO2 (撞擊作用下撞擊作用下) 過氧化鈉（或高錳酸鉀）與硫粉混合后摩擦立過氧化鈉（或高錳酸鉀）與硫粉混合后摩擦立即燃燒，反應(yīng)式如下：即燃燒，反應(yīng)式如下：2Na2O2S 2 Na2OSO2 (摩擦作用下摩擦作用下) 氯酸鉀與紅磷混合，稍一摩擦立即燃燒，反應(yīng)氯酸鉀與紅磷混合，稍一摩擦立即燃燒，反應(yīng)式如下：式如下： 5KClO36P 5KC13P2O5第58頁/共93頁60 金屬過氧化物與易燃固體混合，在水的作用下金屬過氧化物與易燃固體混合，在水的作用下會(huì)自行著火。例如過氧化鈉與硫（或棉花）

13、混會(huì)自行著火。例如過氧化鈉與硫（或棉花）混合遇水立即著火，反應(yīng)式如下：合遇水立即著火，反應(yīng)式如下： Na2O2S SH2ONaOHSO2 很顯然，互相接觸能自燃的物質(zhì)，在儲(chǔ)運(yùn)過程很顯然，互相接觸能自燃的物質(zhì)，在儲(chǔ)運(yùn)過程中要分開；對(duì)撞擊或摩擦作用下能著火或爆炸中要分開；對(duì)撞擊或摩擦作用下能著火或爆炸的物質(zhì)，在運(yùn)輸過程中要防止撞擊和摩擦，應(yīng)的物質(zhì)，在運(yùn)輸過程中要防止撞擊和摩擦，應(yīng)輕裝輕卸。輕裝輕卸。第59頁/共93頁61 這些物質(zhì)自燃有以下共同特點(diǎn)：這些物質(zhì)自燃有以下共同特點(diǎn)： （1 1）在一定條件下，它們都能與氧發(fā)生）在一定條件下，它們都能與氧發(fā)生緩慢氧化反應(yīng)，同時(shí)放熱；緩慢氧化反應(yīng)，同時(shí)放熱；

14、 （2 2）自燃是一個(gè)緩慢過程；）自燃是一個(gè)緩慢過程； （3 3）在儲(chǔ)存過程中散熱條件不好。）在儲(chǔ)存過程中散熱條件不好。第60頁/共93頁62（coal spontaneous combustion）第61頁/共93頁63第62頁/共93頁64第63頁/共93頁65第64頁/共93頁66第65頁/共93頁67第66頁/共93頁68第67頁/共93頁69第68頁/共93頁70第69頁/共93頁71 燃燒產(chǎn)物包括：氧化反應(yīng)的產(chǎn)物和熱解的產(chǎn)燃燒產(chǎn)物包括：氧化反應(yīng)的產(chǎn)物和熱解的產(chǎn)物。物。 從救災(zāi)人員和被困人員的自身安全角度考慮從救災(zāi)人員和被困人員的自身安全角度考慮，燃燒產(chǎn)物主要表現(xiàn)在對(duì)人體的危害。，燃

15、燒產(chǎn)物主要表現(xiàn)在對(duì)人體的危害。 一種物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性大小，要從可燃性、點(diǎn)一種物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性大小，要從可燃性、點(diǎn)火源數(shù)量與強(qiáng)度、火焰?zhèn)鞑ニ俾?、?shù)量與分火源數(shù)量與強(qiáng)度、火焰?zhèn)鞑ニ俾?、?shù)量與分布、燃燒產(chǎn)物毒性等方面來考慮。布、燃燒產(chǎn)物毒性等方面來考慮。第70頁/共93頁72可燃物可燃物燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物所有含碳類可燃物所有含碳類可燃物CO2、CO聚氨酯、硝化纖維等聚氨酯、硝化纖維等NO、NO2硫及含硫類（橡膠）可燃物硫及含硫類（橡膠）可燃物SO2、S2O3人造絲、橡膠、二硫化碳等人造絲、橡膠、二硫化碳等H2S磷類物質(zhì)磷類物質(zhì)P2O5、PH3聚氯乙烯、氟塑料等聚氯乙烯、氟塑料等HF、HCl、Cl2、二惡英

16、、二惡英尼龍、三聚腈、氨塑料等尼龍、三聚腈、氨塑料等NH3、HCN聚苯乙烯聚苯乙烯苯苯羊毛、人造絲等羊毛、人造絲等羧酸類（甲酸、乙酸、已酸）羧酸類（甲酸、乙酸、已酸）木材、酚醛樹脂、聚酯木材、酚醛樹脂、聚酯醛類、酮類醛類、酮類高分子材料熱分解高分子材料熱分解烴類烴類(CH4、C2H2、C2H4等等)第71頁/共93頁731. 1.9 9.2 .2 燃燒產(chǎn)物的危害燃燒產(chǎn)物的危害 1.9.2.1 缺氧、窒息作用缺氧、窒息作用表表1-4 1-4 氧濃度下降對(duì)人體的危害氧濃度下降對(duì)人體的危害第72頁/共93頁74第73頁/共93頁75表表1-6 1-6 不同濃度的不同濃度的CO對(duì)人體的影響對(duì)人體的影響

17、 第74頁/共93頁76表表1-7 不同濃度的不同濃度的HCN對(duì)人體的影響對(duì)人體的影響第75頁/共93頁77第76頁/共93頁78第77頁/共93頁79第78頁/共93頁80第79頁/共93頁81第80頁/共93頁82第81頁/共93頁83MHQCm1000kJ/kgM為液態(tài)或固態(tài)可燃物的摩爾質(zhì)量（為液態(tài)或固態(tài)可燃物的摩爾質(zhì)量（g）Hc是燃燒熱（是燃燒熱（kJ）第82頁/共93頁844 .221000CVHQkJ/m3第83頁/共93頁85第84頁/共93頁86第85頁/共93頁87第86頁/共93頁88物質(zhì)名稱物質(zhì)名稱火焰溫度火焰溫度/物質(zhì)名稱物質(zhì)名稱火焰溫度火焰溫度/甲烷甲烷1800甲醇甲

18、醇1100乙烷乙烷1895乙醇乙醇1180乙炔乙炔2127丙酮丙酮1000天然氣天然氣2020乙醚乙醚2861石油氣石油氣2120氨氨700汽油汽油1200硫化氫硫化氫2110煤油煤油7001030一氧化碳一氧化碳1680重油重油1000氫氣氫氣2130原油原油1100二硫化碳二硫化碳2195煤氣煤氣16001850木材木材10001177液化氣液化氣2100石蠟石蠟1427硫硫1820燃著的香煙燃著的香煙700800煙煤煙煤1647鎂鎂3000第87頁/共93頁891.11.1 火焰熄滅的熱理論 著火與滅火的不可逆性著火與滅火的不可逆性 當(dāng)系統(tǒng)著火以后，要使系統(tǒng)滅火，必須使系統(tǒng)當(dāng)系統(tǒng)著火以后，要使系統(tǒng)滅火，必須使系統(tǒng)處于比著火更不利的條件下才能實(shí)現(xiàn)。處于比著火更不利的條件下才能實(shí)現(xiàn)。 變動(dòng)初溫變動(dòng)初溫T T0 0對(duì)著火的影響比較大，對(duì)滅火的影對(duì)著火的影響比較大，對(duì)滅火的影響比較??；響比較小； 變動(dòng)混氣濃度（或氧的濃度）對(duì)滅火的影響比變動(dòng)混氣濃度（或氧的濃度）對(duì)滅火的影響比較大，對(duì)著火的影響比較小。較大，對(duì)著火的影響比較小。第88頁/共93頁90 根據(jù)熱理論，要使已著火的系統(tǒng)滅火，根據(jù)熱理論，要使已著火的系統(tǒng)滅火，必須采取下列必須采取下列5項(xiàng)措施：項(xiàng)措施：(1) 降低系統(tǒng)氧或可燃?xì)鉂舛取＝档拖到y(tǒng)氧或可燃?xì)鉂舛取?2) 降低系統(tǒng)環(huán)境溫度。降低系統(tǒng)環(huán)境溫度。(3) 改善系統(tǒng)的散熱