第一章 火災(zāi)燃燒學(xué)基礎(chǔ)1

1前言

實(shí)踐觀察發(fā)現(xiàn)，任何一起火災(zāi)的發(fā)生都是由于失去控制的燃燒所引起的。我們要懂得防止和撲滅火災(zāi)的道理，也就必須首先了解和掌握物質(zhì)在火災(zāi)條件下的燃燒機(jī)理?；馂?zāi)燃燒學(xué)就是專門研究失去控制的燃燒的一門學(xué)科。2一、火災(zāi)

3(一)火災(zāi)的概念火災(zāi)是指在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害。4(二)火災(zāi)的特征

1.是在時間或空間上發(fā)生的燃燒；

2.該燃燒是失去控制而造成的；

3.造成了一定的人員傷害和（或）經(jīng)濟(jì)損失。5

1.只要有可燃物以及火災(zāi)危險能量存在都有可能發(fā)生

火災(zāi)是自然災(zāi)害和人為災(zāi)害多重災(zāi)害的組合，火災(zāi)的發(fā)生不分時間、不分地點(diǎn)、不分人種、不分貧富、不分國家，只要有可燃物以及火災(zāi)危險能量的地方，都有可能發(fā)生。(三)火災(zāi)的特點(diǎn)62.是不可挽回的終極災(zāi)害

與其他災(zāi)害和事故相比，火災(zāi)一旦發(fā)生其后果一般都會特別嚴(yán)重，不僅會造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失，而且還會造成重大的人員傷亡，并帶來不可挽回的災(zāi)難后果，是一種不可挽回的終極災(zāi)害。7(四)火災(zāi)的分類81.根據(jù)失火物質(zhì)的特性分:

A類火災(zāi)--固體火災(zāi);B類火災(zāi)--液體火災(zāi);C類火災(zāi)--氣體火災(zāi);D類火災(zāi)--金屬火災(zāi);9

E類火災(zāi)--指帶電物體和精密儀器物質(zhì)火災(zāi)；

F類火災(zāi)—烹飪器具內(nèi)的烹飪物(如動植物油脂)火災(zāi)。10根據(jù)國務(wù)院《生產(chǎn)安全事故報告和調(diào)查處理?xiàng)l例》（國務(wù)院令493號）和公安部關(guān)于調(diào)整火災(zāi)等級標(biāo)準(zhǔn)的通知（公消[2007]234號）要求，自2007年6月1日起，火災(zāi)等級調(diào)整為特別重大火災(zāi)、重大火災(zāi)、較大火災(zāi)和一般火災(zāi)四個等級：2.按人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的大小分：11（1）特別重大火災(zāi)

指造成30人以上死亡，或者100人以上重傷，或者1億元以上直接財(cái)產(chǎn)損失的火災(zāi)；12（2）重大火災(zāi)

指造成10人以上30人以下死亡，或者50人以上100人以下重傷，或者5000萬元以上1億元以下直接財(cái)產(chǎn)損失的火災(zāi)；13（3）較大火災(zāi)

指造成3人以上10人以下死亡，或者10人以上50人以下重傷，或者1000萬元以上5000萬元以下直接財(cái)產(chǎn)損失的火災(zāi)。14（4）一般火災(zāi)指造成3人以下死亡，或者10人以下重傷，或者1000萬元以下直接財(cái)產(chǎn)損失的火災(zāi)。

注：“以上”包括本數(shù)，“以下”不包括本數(shù)。15（五）火災(zāi)的危害1.危害人的生命2.造成經(jīng)濟(jì)損失；3.破壞文明成果；4.破壞生態(tài)環(huán)境；5.影響社會安定。16（六）導(dǎo)致火災(zāi)的常見原因1.電氣使用不當(dāng)；2.違章吸煙；3.生活用火不慎；4.生產(chǎn)作業(yè)違章；5.設(shè)備故障；6.小孩玩火；7.人為放火；8.雷擊。17

二、燃燒概述18（一）燃燒的概念燃燒是可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng)，通常伴有火焰、發(fā)光和（或）發(fā)煙的現(xiàn)象。19（二）燃燒的特征燃燒通常有以下三個特征:1.是一種氧化還原反應(yīng)；2.放熱；3.發(fā)光和(或)發(fā)煙。20（三）燃燒的分類

1.按引燃方式分

（1）點(diǎn)燃（亦稱引燃）指物質(zhì)由外界著火源的作用而引發(fā)的燃燒。由物質(zhì)外界著火源的作用而引發(fā)燃燒的最低溫度稱為引燃溫度。簡稱著火點(diǎn)，用“℃”表示。2122（2）自燃

指可燃物質(zhì)在沒有外界著火源作用的條件下，靠物質(zhì)本身內(nèi)部的一系列物理化學(xué)變化而發(fā)生的自動燃燒現(xiàn)象。

物質(zhì)發(fā)生自動燃燒的最低溫度稱為自燃點(diǎn)，用“℃”表示。23一輛載有26.4噸黃磷的云南籍大貨車

242.按燃燒時可燃物的狀態(tài)分

（1）氣相燃燒

指燃燒進(jìn)行時可燃物與氧化劑均為氣相的燃燒（亦稱均相燃燒）。如各種可燃?xì)怏w、液體和石蠟、樟腦、萘等少量可熔化固體的燃燒均為氣相燃燒。2526（2）固相燃燒

指燃燒進(jìn)行時可燃物為固相的燃燒（亦稱非均相燃燒）。木炭的燃燒27金屬鎂固相燃燒（1）28金屬鎂固相燃燒（2）293.按燃燒時的現(xiàn)象分

（1）著火

簡稱火，是指以釋放熱量并伴有煙或火焰或兩者兼有為特征的燃燒（亦稱擴(kuò)散燃燒）。30（2）陰燃指物質(zhì)無可見光的緩慢燃燒，通常伴有溫度升高的現(xiàn)象。31

可燃液體表面產(chǎn)生的可燃蒸氣遇火源產(chǎn)生的一閃即滅的燃燒現(xiàn)象。在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，液體發(fā)生閃燃的最低溫度稱為閃點(diǎn)，用“℃”表示。（3）閃燃32閃點(diǎn)的意義是衡量液體火災(zāi)危險性的主要依據(jù)；特點(diǎn)：閃點(diǎn)越低火災(zāi)危險性越大，反之則越小。飽和蒸氣壓越高則，閃點(diǎn)越低，火災(zāi)危險性越大；溫度超過其引燃溫度時，在空氣中就會自行著火。但在沒有氧化性物質(zhì)時，仍然不會燃燒；當(dāng)溫度低于其閃點(diǎn)時，液體不會發(fā)生閃燃。33（4）微燃

微燃是指燃燒物在空氣中受到火焰或高溫作用時能夠發(fā)生燃燒，但將火源移走后燃燒即行停止的燃燒。

只能發(fā)生微燃的物質(zhì)稱為難燃物。34（5）轟燃

轟燃是指在一限定空間內(nèi)可燃物的表面全部卷入燃燒的瞬變狀態(tài)的燃燒。

轟燃是燃燒釋放的熱量在室內(nèi)逐漸積累與對外散熱共同作用、燃燒速率急劇增大的結(jié)果。3536（6）爆炸

指由于物質(zhì)急劇氧化或分解反應(yīng)，產(chǎn)生溫度、壓力升高或兩者同時增加的現(xiàn)象（對氣相燃燒來說，亦稱預(yù)混燃燒）。37

爆炸按其燃燒速度的快慢分為爆燃和爆轟兩類。

1）爆燃指燃速以亞音速傳播的爆炸（指在空氣中穿過未燃燒介質(zhì)反應(yīng)前端的速度≤340m/s）；

2）爆轟指燃速以超音速傳播，并以沖擊波為特征的爆炸.38爆炸與爆裂的區(qū)別

※爆裂是指在物體的內(nèi)部和外部由于超壓力和（或）應(yīng)力變化使物體急劇破裂的現(xiàn)象。39（7）核爆炸由于原子核裂變或聚變反應(yīng)，釋放出核能所形成的爆炸，稱為核爆炸。如原子彈、氫彈、中子彈的爆炸都屬于核爆炸。40（五）燃燒的要素和條件

燃燒的要素是指制約燃燒發(fā)生和發(fā)展變化的內(nèi)部因素。從丙烷的燃燒看：如下式所示:C3H8+5O2=3CO2+4H2O

可燃物氧化劑41

1.燃燒的要素

（1）可燃物指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣中能夠燃燒的物質(zhì)。

（2）氧化劑指處于高氧化態(tài)，具有強(qiáng)氧化性與可燃物質(zhì)相結(jié)合能夠?qū)е氯紵奈镔|(zhì)。422.燃燒的條件

指制約燃燒存在和發(fā)生發(fā)展變化的外部因素。43燃燒的條件

（1）可燃物與氧化劑作用并達(dá)到一定的數(shù)量比例，且未收化學(xué)抑制；（2）足夠能量和溫度的引燃源與之作用。引燃源是指能夠引發(fā)燃燒的能源。它是燃燒得以發(fā)生的一個重要條件，并非要素。44氧化劑..可燃物4546燃燒三要素說47著火四面體說48（六）影響燃燒的因素491.可燃物與氧化劑的配比濃度

（1）燃燒范圍爆炸上限與下限之差;

（2）爆炸極限指可燃?xì)怏w、蒸氣、粉塵與空氣混合后遇引燃源產(chǎn)生爆炸的最高或最低的濃度。（3）最低氧含量物質(zhì)能夠發(fā)生燃燒的最低含氧濃度。50部分物質(zhì)燃燒所需的最低氧含量物質(zhì)名稱氧含量(%)物質(zhì)名稱氧含量（%）汽油14.4丙酮 13.0

煤油15.0氫氣 5.9

乙醇15.0 橡膠屑 13.0

乙醚12.0 多量棉花8.0

乙炔3.7蠟燭 16.051（4）氧指數(shù)

所謂氧指數(shù)，是指在規(guī)定條件下，試樣在氧、氮混合氣流中，維持平穩(wěn)燃燒所需要的最低氧氣濃度，以氧氣所占的體積百分比的值來表示。52氧指數(shù)表達(dá)式

式中：

OI—維持平穩(wěn)燃燒的最低氧濃度即氧指數(shù)：

(O2)—氧氣流量（L/min）；

(N2)—氮?dú)饬髁浚↙/min）。53

通常認(rèn)為：氧指數(shù)(OI)＞50%的材料為不燃材料；OI在27～50%之間的材料為難燃材料；OI在20～27%的材料為準(zhǔn)燃材料；OI＜20%的材料為易燃材料。

542.系統(tǒng)溫度

溫度升高會使可燃物與氧化劑分子的活性增強(qiáng)，碰撞幾率增大，反應(yīng)速度變快，燃燒范圍變寬。553.系統(tǒng)壓力

壓力增高會使燃燒反應(yīng)變快，爆炸上限升高，燃燒范圍變寬，引燃溫度和閃點(diǎn)降低。反之，壓力降低會使燃燒范圍變窄，至一定值時火焰便不能傳播。56

惰性介質(zhì)增加會使燃燒范圍變小，且至一定值時燃燒便不能發(fā)生。其特點(diǎn)是，對爆炸上限的影響較為顯著。也就是說，燃燒物未被化學(xué)抑制。常見的化學(xué)抑制劑有：七氟丙烷、干粉等。4.惰性介質(zhì)575.容器的尺寸和材質(zhì)

（1）直徑變小，則燃燒范圍變窄，至一定程度時火焰即不能通過(臨界直徑)。

（2）容器的材質(zhì)。容器的催化作用越強(qiáng)，導(dǎo)熱性越差、透光性越好，則引燃溫度越低，燃燒范圍越寬。586.引燃源的強(qiáng)度

引燃源的溫度、能量越高，與可燃物的接觸面越大，時間越長，則引燃源釋放給可燃物的能量也就越多，則可燃物的燃燒范圍就越寬，也就越容易被引燃。不同引燃強(qiáng)度的電火花對幾種烷烴的影響如下表所示。59電火花強(qiáng)度對幾種烷烴的影響

烷烴電壓(V)燃燒濃度范圍(%)

名稱電流(A)1A2A 3A

甲烷100不爆 5.9-13.65.85-14.4

乙烷100不爆3.5-10.13.4-10.6

丙烷1003.6-4.52.8-7.62.8-7.7

丁烷100不爆 2.0-5.72.0-5.85

戊烷100不爆 1.3-4.41.3-4.660幾種引燃源的溫度(℃)引燃源名稱引燃源溫度引燃源名稱引燃源溫度火柴焰 500-650氣燈火焰 1600-2100

煙頭中心700-800 酒精燈焰 1180

煙頭表面250 煤油燈焰 780-1030

機(jī)械火星1200 植物油燈焰500-700

煤爐火星1000 蠟燭焰 640-940

煙囪火星600 焊割焰2000-300石灰與水反應(yīng)600-700汽車廢氣火星600-80061一些可燃?xì)怏w在空氣中的

最小引燃能量(mJ)物質(zhì)名稱最小引燃能量物質(zhì)名稱最小引燃能量甲烷(8.5%)0.28 汽油0.2丙烷(5-5.5%)0.26甲醇(12.24%)0.215乙炔(7.73%)0.019乙醚(51%)0.19氫氣(29.5%)0.019苯(2.7%) 0.5562（七）掌握燃燒條件的意義

1.防火：不使燃燒條件形成。

（1）控制可燃和氧化性物質(zhì)，不使其相互接觸；

（2）控制引火源，不使其與可燃和氧化性物質(zhì)接觸。632.滅火：破壞已經(jīng)形成的燃燒條件（1）冷卻：降低燃燒物的溫度于燃點(diǎn)以下；（2）窒熄：隔絕空氣，不使與氧化劑接觸；（3）隔離：不使燃燒物有繼續(xù)燃燒的可燃物；（4）抑制：釋放抑制劑使燃燒反應(yīng)終止。64常見的滅火劑水（細(xì)水霧）惰性氣體二氧化碳泡沫干粉65二、不同狀態(tài)物體的燃燒可燃物質(zhì)受熱后，會因其聚集狀態(tài)的不同而發(fā)生不同的變化。絕大多數(shù)可燃物質(zhì)的有焰燃燒都是在蒸氣或氣體的狀態(tài)下進(jìn)行的，而有的物質(zhì)則不能變?yōu)闅鈶B(tài)，其燃燒發(fā)生在固相中，如焦炭燃燒時，呈灼熱狀態(tài)。所以，可燃物質(zhì)的性質(zhì)、狀態(tài)不同，其燃燒特點(diǎn)也不同。66（一）氣體的燃燒可燃?xì)怏w是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣中遇引燃源的作用可發(fā)生燃燒的氣體。可燃?xì)怏w按其分子結(jié)構(gòu)分為簡單氣體和復(fù)雜氣體兩種。分子結(jié)構(gòu)比較簡單的氣體視為簡單氣體，如H2、CO等；分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的氣體視為復(fù)雜氣體，如C2H6、C4H10等。67簡單氣體：受熱→氧化過程；復(fù)雜氣體：受熱→分解→氧化；

1.氣體的燃燒歷程682.氣體的燃燒特點(diǎn)（1）簡單氣體比復(fù)雜難于燃燒

這是由于復(fù)雜氣體增加了分解的過程，而簡單氣體沒有。（2）可燃?xì)怏w比可燃液體易燃，且燃燒速度快氣體燃燒不需像固體、液體那樣經(jīng)熔化、蒸發(fā)過程，其所需熱量僅用于氧化或分解，或?qū)怏w加熱到燃點(diǎn)，因此，容易燃燒且燃燒速度快。693.氣體的燃燒方式

根據(jù)燃燒前可燃?xì)怏w與氧混合狀況不同，其燃燒方式分為擴(kuò)散燃燒和預(yù)混燃燒兩類。70（1）擴(kuò)散燃燒

指可燃性氣體和蒸氣分子與氣體氧化劑互相擴(kuò)散，邊混合、邊燃燒、邊擴(kuò)散的燃燒。如人們在生產(chǎn)、生活中的燃?xì)庾鲲?、點(diǎn)氣照明、燒氣焊等均屬這種形式的燃燒。其特點(diǎn)是：71

1）燃燒速度的快慢由物理混合速度決定，氣體（蒸氣）擴(kuò)散多少，就燒掉多少。72

2）燃燒形態(tài)比較穩(wěn)定，擴(kuò)散火焰不運(yùn)動，可燃?xì)怏w與氣體氧化劑的混合在可燃?xì)怏w噴口進(jìn)行。

3）只要控制得好，一般不至于造成火災(zāi)，一旦發(fā)生火災(zāi)也較易撲救。73（2）預(yù)混燃燒

預(yù)混燃燒又稱爆炸式燃燒。實(shí)際上就是爆炸。它是指可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵預(yù)先同空氣（或氧）混合，遇引火源產(chǎn)生帶有沖擊力的燃燒。74預(yù)混燃燒一般發(fā)生在封閉體系中或在混合氣體向周圍擴(kuò)散的速度遠(yuǎn)小于燃燒速度的敞開體系中。燃燒釋放的熱量造成產(chǎn)物體積迅速膨脹，壓力升高，壓力可達(dá)709.1~810.4kPa。氣體或蒸氣的爆炸即屬此種。75預(yù)混燃燒的特點(diǎn)

1）燃燒反應(yīng)快，溫度高，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，反?yīng)的混合氣體不擴(kuò)散，在可燃混合氣中引入一火源即產(chǎn)生一個火焰中心，成為熱量與化學(xué)活性粒子集中源。76如果預(yù)混氣體從管口噴出發(fā)生動力燃燒，若流速大于燃燒速度，則在管中形成穩(wěn)定的燃燒火焰。這種燃燒，反應(yīng)充分，燃燒速度快，燃燒區(qū)呈高溫白熾狀，如汽燈的燃燒即是如此。77若可燃混合氣在管口流速小于燃燒速度，則會發(fā)生“回火”（亦稱回燃），如制氣系統(tǒng)檢修前不進(jìn)行置換就燒焊，燃?xì)庀到y(tǒng)于開車前不進(jìn)行吹掃就點(diǎn)火，用氣系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)壓會出現(xiàn)“回火”現(xiàn)象；或漏氣未被發(fā)現(xiàn)而用火時，往往會形成爆炸性混合物遇火源而發(fā)生爆炸，從而造成設(shè)備損壞和人員傷亡。78（二）液體的燃燒可燃液體在燃燒過程中，并不是液體本身在燃燒，而是液體受熱時蒸發(fā)出來的液體蒸氣與空氣里的氧氣混合而燃燒，即蒸發(fā)式燃燒。因此，液體能否發(fā)生燃燒、燃燒速率的高低，與液體的蒸氣壓、閃點(diǎn)、沸點(diǎn)和蒸發(fā)速率等性質(zhì)應(yīng)關(guān)。閃燃現(xiàn)象只有可燃液體才會產(chǎn)生。79可燃的液態(tài)烴類燃燒時，通常產(chǎn)生橘色火焰并散發(fā)濃密的黑色煙云；醇類燃燒時，通常產(chǎn)生透明的藍(lán)色火焰，幾乎不產(chǎn)生煙霧。某些醚類燃燒時，液體表面伴有明顯的沸騰狀，此火災(zāi)較難撲滅。原油、重油、瀝青油等含有水分、黏度較大的重質(zhì)石油產(chǎn)品發(fā)生燃燒時，還有可能產(chǎn)生沸溢現(xiàn)象和噴濺現(xiàn)象。80（1）沸溢性燃燒的概念以原油為例，其黏度比較大，并且都含有一定的水分，以乳化水和水墊兩種形式存在。所渭乳化水是原油在開采運(yùn)輸過程中，原油中的水由于強(qiáng)力攪拌成細(xì)小的水珠懸浮于油中而成的。放置久后，油水分離，水因密度大而沉降在底部形成水墊。81燃燒過程中，這些沸程較寬的重質(zhì)油品會產(chǎn)生熱波，當(dāng)熱波向液體深層運(yùn)動時，由于溫度遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn)，因而熱波會使油品中的乳化水汽化，大量的蒸汽就要穿過油層向液面上浮，在向上浮動過程中就會形成油包氣的氣泡（即含有大量蒸汽氣泡的泡沫）。82這樣，就會使液體體積膨脹，向外溢出，同時部分未形成泡沫的油品也會被下面的蒸汽膨脹力拋出，使液面猛烈沸騰起來，就像“跑鍋”一樣，這種現(xiàn)象就是沸溢。這樣的燃燒就是沸溢性燃燒。從沸溢的過程看，沸溢的形成必須具備以下3個條件。83（2）沸溢形成的條件

1)原油具有形成熱波的特性，即沸程寬，密度相差較大。

2)原油中含有乳化水，水遇熱波變成蒸汽。

3)原油黏度較大，使水蒸氣不容易從下向上穿過油層。84（3）噴濺式燃燒重質(zhì)油品在燃燒過程中，會隨著熱波溫度的逐漸升高，熱波向下傳播的距離也加大，當(dāng)熱波達(dá)到水墊時，水墊的水大量蒸發(fā)，蒸汽體積迅速膨脹，以至把水墊上面的液體層拋向空中，向外噴濺，這種現(xiàn)象稱為噴濺。此類燃燒稱為噴濺式燃燒。85

一般情況下，沸溢要比噴濺發(fā)生的時間早得多。發(fā)生沸溢的時間與原油的種類、水分含量有關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，含有1%水分的石油，經(jīng)45~60min燃燒就會發(fā)生沸溢。噴濺發(fā)生的時間與油層厚度、熱波移動速度及油的線燃燒速度有關(guān)。86（三）固體的燃燒歷程

根據(jù)各類可燃固體的燃燒方式和燃燒特性，固體燃燒的形式大致可分為5種。871.蒸發(fā)燃燒硫、磷、鉀、鈉、蠟燭、松香、瀝青等可燃固體，在受到火源加熱時，先熔融蒸發(fā)，隨后其蒸氣與空氣里的氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，這種形式的燃燒一般稱為蒸發(fā)燃燒。樟腦、萘等易升華物質(zhì)，在燃燒時不經(jīng)過熔融過程，但其燃燒現(xiàn)象也可看作一種蒸發(fā)燃燒。882.表面燃燒可燃固體（如木炭、焦炭、鐵、銅等）的燃燒反應(yīng)是在其表面由氧和物質(zhì)直接作用而發(fā)生的，稱為表面燃燒。這是一種無火焰的燃燒，有時又稱之為異相燃燒。893.分解燃燒木材、煤、合成塑料，以及鈣塑材料等可燃固體，在受到火源加熱時，先發(fā)生熱分解，隨后分解出的可燃揮發(fā)分與空氣里的氧發(fā)生燃燒反應(yīng)。這種形式的燃燒一般稱為分解燃燒。904.熏煙燃燒（陰燃）可燃固體在空氣不流通、加熱溫度較低、分解出的可燃揮發(fā)分較少或逸散較快、含水分較多等條件下，往往發(fā)生只冒煙而無火焰的燃燒現(xiàn)象，這就是熏煙燃燒，又稱陰燃。91三、燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)生的物質(zhì)，其成分取決于可燃物的組成和燃燒條件。大部分可燃物屬于有機(jī)化合物，它們主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成，燃燒生成的氣體一般有一氧化碳、二氧化碳、丙烯醛、氯化氫、二氧化硫等。92（一）燃燒產(chǎn)物的概念與分類

燃燒產(chǎn)物是指由燃燒或熱解作用產(chǎn)生的全部物質(zhì)。

按燃燒的完全程度分為：

1.完全燃燒產(chǎn)物

2.不完全燃燒產(chǎn)物93

CO、NH3、醇類、醛類、醚類等，都是不完全燃燒產(chǎn)物。燃燒產(chǎn)物的數(shù)量、組成等隨物質(zhì)的化學(xué)組成及溫度、空氣的供給情況等的變化而不同。94

燃燒產(chǎn)物中的煙主要是燃燒或熱解作用所產(chǎn)生的懸浮于大氣中能被人們看到的直徑一般在10-7~10-4cm的極小的炭黑粒子，大直徑的粒子容易在煙中落下稱為煙塵或炭黑。炭粒子的形成過程比較復(fù)雜。95

例如，碳?xì)淇扇嘉镌谌紵^程中，會因受熱裂解產(chǎn)生一系列中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物還會進(jìn)一步裂解成更小的碎片，這些小碎片會發(fā)生脫氫、聚合、環(huán)化等反應(yīng)，最后形成石墨化碳粒子，構(gòu)成了煙。96（二）幾種典型的燃燒產(chǎn)物按照構(gòu)成狀態(tài)可將物質(zhì)分為純凈物和混合物。由一種物質(zhì)構(gòu)成的稱為純凈物（即只能寫出一個化學(xué)分子式的），由不同物質(zhì)構(gòu)成的稱為混合物。971.高聚物的燃燒產(chǎn)物有機(jī)高分子化合物（簡稱高聚物），主要是以煤、石油、天然氣為原料制得的，如塑料、橡膠、合成纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等。其中，塑料、橡膠和纖維是人們熟知的三大合成有機(jī)高分子化合物，其應(yīng)用廣泛而且容易燃燒。98

高聚物在燃燒（或分解）過程中，會產(chǎn)生CO、NO。（氮氧化物）、HCl、HF、S02及COCl2（光氣）等有害氣體，對火場人員的生命安全構(gòu)成極大的威脅。99光氣一種無色劇毒氣體，分子式COCl2，又名氧氯化碳、碳酰氯、氯代甲酰氯等。是無色或略帶黃色氣體（工業(yè)品通常為已液化的淡黃色液體），當(dāng)濃縮時，具有強(qiáng)烈刺激性氣味或窒息性氣味。微溶于水并逐漸水解，溶于芳烴、四氯化碳、氯仿等有機(jī)溶劑。1002.木材的燃燒產(chǎn)物

木材的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，主要組成元素是碳、氧、氫和氮。各主要成分在不同溫度下分解并釋放揮發(fā)分，一般為半纖維素200~2600C分解；纖維素240~350℃分解；木質(zhì)素280~500℃分解。101

當(dāng)木材接觸火源時，加熱到約110℃時就被干燥并蒸發(fā)出極少量的樹脂；加熱到130℃時開始分解，產(chǎn)物主要是水蒸氣和二氧化碳；加熱到220~250℃時開始變色并炭化，分解產(chǎn)物主要是一氧化碳、氫氣和碳?xì)浠衔铮?02

加熱到300℃以上，有形結(jié)構(gòu)開始斷裂，在木材表面垂直于紋理方向上木炭層出現(xiàn)小裂紋，這就使揮發(fā)物容易通過炭化層表面逸出。隨著炭化深度的增加，裂縫逐漸加寬，結(jié)果產(chǎn)生“龜裂”現(xiàn)象。此時木材發(fā)生劇烈的熱分解。表1-1-4列出了一般木材在不同溫度下分解產(chǎn)生的氣體組成。1031043.煤的燃燒產(chǎn)物

煤主要由C、H、O、N和S等元素組成。一般情況下，煤受熱時，低于105℃，主要析出其中的吸留氣體和水分；200~300℃時開始析出氣態(tài)產(chǎn)物如CO、CO2等，燥粒變軟成為塑性狀態(tài)；300~550C時開始析出焦油和CH4及其同系物、不飽和烴及CO、CO2等氣體；105

在500~7500C時，半焦開始熱解，并析出大量含氫較多的氣體；760~1000℃時，半焦繼續(xù)熱解，析出少量以氫為主的氣體，半焦變成高溫焦炭。煤熱分解產(chǎn)生揮發(fā)分的組分及其含量主要取決于煤的炭化程度和溫度。炭化程度加深，揮發(fā)分析出量減少，但其中可燃組分含量卻增多。加熱溫度越高，揮發(fā)分逸出量就越多。1064.金屬的燃燒產(chǎn)物金屬的燃燒能力取決于金屬本身及其氧化物的物理、化學(xué)性質(zhì)。根據(jù)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)不同，通常將金屬分為揮發(fā)金屬和不揮發(fā)金屬。107

揮發(fā)金屬（如“Li、Na、K等）在空氣中容易著火燃燒，熔融成金屬液體，它們的沸點(diǎn)一般低于其氧化物的熔點(diǎn)（K除外），因此在其表面能夠生成固體氧化物。由于金屬氧化物的多孔性，金屬繼續(xù)被氧化和加熱，經(jīng)過一段時間后，金屬被熔化并開始蒸發(fā)，蒸發(fā)出的蒸氣通過多孔的固體氧化物擴(kuò)散進(jìn)入空氣。108不揮發(fā)金屬因其氧化物的熔點(diǎn)低于金屬的沸點(diǎn)，則在燃燒時熔融金屬表面形成一層氧化物。這層氧化物在很大程度上阻礙了金屬和空氣中氧的接觸，從而減緩了金屬被氧化。但這類金屬在粉末狀、氣熔膠狀、刨花狀時在空氣中然燒進(jìn)行得很激烈，并且不生成煙。109（三）燃燒產(chǎn)物危害性統(tǒng)計(jì)資料表明，火災(zāi)中死亡人員中的大約75%是由于吸入毒性氣體而致死的。燃燒產(chǎn)物中含有大量的有毒成分，如CO、HCN、SO2、NO2等。1101.爆炸性火災(zāi)中大量的CO、HCN等不完全燃燒產(chǎn)物，不僅有毒，而且可燃，當(dāng)它們與空氣混合常常會發(fā)生爆燃事故，在火場上往往會造成大量的人員傷亡。1112.毒害性火災(zāi)中產(chǎn)生的大量的CO、HCN等不完全燃燒產(chǎn)物，這些氣體不僅還可以繼續(xù)燃燒，且均對人體有不同程度的危害。常見的有害氣體的來源、生理作用及致死濃度見表1-1-5。112113一氧化碳是火災(zāi)中致死的主要燃燒產(chǎn)物之一，其毒性在于對血液中血紅蛋白的高親和性，其對血紅蛋白的親和力比氧氣高出250倍，因而，它能夠阻礙人體血液中氧氣的輸送，引起頭痛、虛脫、神志不清等癥狀和肌肉調(diào)節(jié)障礙等。一氧化碳對人的影響見表1-1-6。1141153.窒息性在火場上大量的完全燃燒產(chǎn)物中，二氧化碳是主要燃燒產(chǎn)物，雖然本身無毒，但當(dāng)達(dá)到一定的濃度時，會刺激人的呼吸中樞，導(dǎo)致呼吸急促、煙氣吸入量增加，并且還會引起頭痛、神志不清等癥狀。1164.減光性除毒性之外，燃燒產(chǎn)生的煙氣還具有一定的減光性。通?？梢姽獠ㄩL為0.4~0.7微米，一般火災(zāi)煙氣中的煙粒子粒徑(d)為幾微米到幾十微米，由于d>2微米，所以，煙粒子對可見光是不透明的。117煙氣在火場中彌漫，會嚴(yán)重影響人們的視線，使人們難以辨別火勢發(fā)展方向和尋找安全疏散路線。同時，煙氣中有些氣體對人的眼睛有極大的刺激性，降低能見度。118四、幾個這樣的概念及其參數(shù)（一）爆炸極限1191.概念爆炸極限是指可燃的氣體、蒸氣和粉塵與空氣混合后遇火源會發(fā)生爆炸的最高或最低的濃度范圍。最低濃度為稱為爆炸濃度下限，最高濃度為爆炸濃度上限。以氣體、蒸氣或粉塵的體積百分?jǐn)?shù)或單位體積中的質(zhì)量比來表示。爆炸上限和下限差稱為燃燒范圍或爆炸濃度范圍。1202.特點(diǎn)（1）爆炸極限的特點(diǎn)是，在氧氣中的爆炸極限要比在空氣中的爆炸極限范圍寬，部分可燃?xì)怏w在空氣和氧氣中的爆炸極限見表1-3-1所示。121122（2）爆炸性混合物在不同濃度時發(fā)生爆炸所產(chǎn)生的壓力和放出的熱量不同，因而具有的危險性也不同。在爆炸下限時，爆炸壓力一般不會超過4×105Pa．放出的熱量不多，爆炸溫度不高。123隨著爆炸性混合物中可燃?xì)怏w或液