阴燃的传播课件

火灾发展的规律火灾发展的规律第四章第四章 可燃气体的燃烧可燃气体的燃烧第五章第五章 可燃液体的燃烧可燃液体的燃烧第六章第六章 可燃固体的燃烧可燃固体的燃烧爆轰和正常火焰传播爆轰和正常火焰传播爆炸极限爆炸极限闪点和自燃点闪点和自燃点原油的沸溢和喷溅原油的沸溢和喷溅火灾发展的规律爆轰和正常火焰传播爆炸极限闪点和自燃点原油的沸1第六章 可燃固体的燃烧第一节第一节 概述：概述：燃烧形式和评价参数燃烧形式和评价参数第二节第二节 固体着火理论：固体着火理论：引燃条件和引燃时间，引燃条件和引燃时间，火焰传播速度火焰传播速度第三节第三节 典型固体的燃烧：典型固体的燃烧：高聚物、木材、煤和金属高聚物、木材、煤和金属第四节第四节 固体的阴燃：固体的阴燃：阴燃条件和传播规律阴燃条件和传播规律第五节第五节 粉尘和粉尘爆炸：粉尘和粉尘爆炸：形成条件和预防措施形成条件和预防措施第六节第六节 阻燃处理技术：阻燃处理技术：工艺和原理工艺和原理第六章 可燃固体的燃烧第一节 概述：燃烧形式和2第一节第一节 概述概述一、固体燃烧类型一、固体燃烧类型二、评价固体火灾危险性的参数二、评价固体火灾危险性的参数第一节 概述一、固体燃烧类型3一、固体燃烧类型一、固体燃烧类型1.蒸发燃烧（轻金属和易升华固体）蒸发燃烧（轻金属和易升华固体）2.表面燃烧（焦碳、重金属）表面燃烧（焦碳、重金属）3.分解燃烧（木材、煤）分解燃烧（木材、煤）4.阴阴 燃（香烟、锯末等）燃（香烟、锯末等）5.爆炸（动力燃烧）（粉尘爆炸、炸药爆炸和轰然）爆炸（动力燃烧）（粉尘爆炸、炸药爆炸和轰然）固体燃烧特点：固体燃烧特点：1.一般可分为两个阶段一般可分为两个阶段 2.放热量较大放热量较大 3.自燃点比气体和液体高自燃点比气体和液体高 4.火焰传播速度与粒径有极大关系火焰传播速度与粒径有极大关系一、固体燃烧类型1.蒸发燃烧（轻金属和易升华固体）固体燃烧特4二、评价固体火灾危险性的参数二、评价固体火灾危险性的参数1.熔点、闪点和燃点熔点、闪点和燃点2.热分解温度热分解温度3.自燃点自燃点4.比表面积比表面积5.氧指数（氧指数（2227）其他：粉尘爆炸的下限和炸药的感度等其他：粉尘爆炸的下限和炸药的感度等二、评价固体火灾危险性的参数1.熔点、闪点和燃点51.粒径越小，固体自燃点越（）粒径越小，固体自燃点越（）A 越高越高 B 越低越低2.受热时间越长，固体自燃点越（受热时间越长，固体自燃点越（）A 越高越高 B 越低越低3.环境氧含量越小，固体的自燃点越（）环境氧含量越小，固体的自燃点越（）A 越高越高 B 越低越低三、固体的闪点、燃点和自燃点的变化三、固体的闪点、燃点和自燃点的变化1.粒径越小，固体自燃点越（）三、固体的闪点、燃点和自燃点的6第三节第三节 典型固体的燃烧典型固体的燃烧一、高聚物的燃烧一、高聚物的燃烧二、木材和煤的燃烧二、木材和煤的燃烧三、金属的燃烧三、金属的燃烧第三节 典型固体的燃烧一、高聚物的燃烧7一、高聚物的燃烧一、高聚物的燃烧1.燃烧过程：燃烧过程：（1）软化熔融：热量蓄积以提高温度）软化熔融：热量蓄积以提高温度 （2）热分解：燃烧的关键阶段热分解：燃烧的关键阶段 （3）着火燃烧：主要时分解产物中可燃）着火燃烧：主要时分解产物中可燃气的燃烧。气的燃烧。2.燃烧特点：燃烧特点：只含碳、氢的高聚物易燃但不猛烈只含碳、氢的高聚物易燃但不猛烈 含氧类的高聚物易燃而且猛烈含氧类的高聚物易燃而且猛烈 含卤素类的高聚物具有难燃自熄的特点含卤素类的高聚物具有难燃自熄的特点一、高聚物的燃烧1.燃烧过程：2.燃烧特点：83.燃烧特点燃烧特点（共性）（共性）（1）发热量较高、燃烧速度快）发热量较高、燃烧速度快 （2）发烟量大，影响能见度）发烟量大，影响能见度 （3）燃烧产物的危害性大）燃烧产物的危害性大 CO、NOX、COCl2、SO2等毒性等毒性4.高聚物燃烧时的发烟性高聚物燃烧时的发烟性 （1）碳粒子的形成过程）碳粒子的形成过程 （2）发烟起始温度越高，烟的释放速度越慢、发烟起始温度越高，烟的释放速度越慢、发烟起始温度：发烟起始温度：透光率降低至透光率降低至95%时的温度时的温度3.燃烧特点（共性）4.高聚物燃烧时的发烟性发烟起始95.不同类型高聚物的燃烧特点不同类型高聚物的燃烧特点含碳和氢含碳和氢易燃但不猛烈，撤去火源可持续燃烧，易燃但不猛烈，撤去火源可持续燃烧，火焰呈兰色或黄色，燃烧有溶滴，有火焰呈兰色或黄色，燃烧有溶滴，有CO产生产生含氧含氧易燃且猛烈，火焰呈黄色，燃烧变软无溶滴，易燃且猛烈，火焰呈黄色，燃烧变软无溶滴，有有CO产生产生含氮含氮难燃自熄，缓燃缓熄。有溶滴，产生难燃自熄，缓燃缓熄。有溶滴，产生CO，NO和和HCN含氯含氯难燃自熄，缓燃缓熄火焰呈黄色，无溶滴，有炭瘤难燃自熄，缓燃缓熄火焰呈黄色，无溶滴，有炭瘤释放释放HCl含氟含氟不燃，但强热时释放腐蚀性毒气不燃，但强热时释放腐蚀性毒气HF酚醛树脂酚醛树脂无填料难燃自熄，有填料缓燃缓熄。无填料难燃自熄，有填料缓燃缓熄。火焰黄色，冒黑烟，放出有毒的酚蒸气火焰黄色，冒黑烟，放出有毒的酚蒸气5.不同类型高聚物的燃烧特点含碳和氢易燃但不猛烈，撤去火源可10二、木材和煤的燃烧二、木材和煤的燃烧思考：思考：1.煤和木材的燃烧都属于热分解式燃烧，煤和木材的燃烧都属于热分解式燃烧，二者有何异同？二者有何异同？2.锅炉用煤为什么要有一定的湿度？锅炉用煤为什么要有一定的湿度？3.含水量大小对木材和煤的燃烧性能有含水量大小对木材和煤的燃烧性能有无影响？如何影响？无影响？如何影响？二、木材和煤的燃烧思考：11（一）木材的燃烧（一）木材的燃烧1.木材组成：木材组成：纤维和半纤维和木质素，纤维和半纤维和木质素，C+O8090%、N、H2.热分解：热分解：随温度升高，分解产物不断变化，其中可燃组分逐随温度升高，分解产物不断变化，其中可燃组分逐渐升高渐升高3.燃烧历程：燃烧历程：（1）有焰燃烧）有焰燃烧：可燃气燃烧（温度高，速度快）：可燃气燃烧（温度高，速度快）（2）无焰燃烧）无焰燃烧：焦炭表面燃烧。：焦炭表面燃烧。二者区分很明显二者区分很明显（一）木材的燃烧3.燃烧历程：124.燃烧速度的影响因素：燃烧速度的影响因素：1.纹理纹理对导热性和透气性的影响对导热性和透气性的影响 2.木材密度木材密度对导热性和透气性的影响对导热性和透气性的影响 3.含水量含水量的影响（蒸发和导热）的影响（蒸发和导热）4.比表面积比表面积的影响的影响（空隙率）（空隙率）4.燃烧速度的影响因素：13（二）煤的燃烧（二）煤的燃烧1.木材组成：木材组成：C、O、N、H、S2.热分解：热分解：3.燃烧特点燃烧特点（与木材的区别）（与木材的区别）（1）存在有焰燃烧和无焰燃烧，但区分不明显，两）存在有焰燃烧和无焰燃烧，但区分不明显，两种燃烧同时进行，初期燃烧以有焰燃烧为主，焦碳燃种燃烧同时进行，初期燃烧以有焰燃烧为主，焦碳燃烧仅占烧仅占1520%。（与木材的区别）（与木材的区别）（2）灰分的存在将使煤的燃烧速度减小）灰分的存在将使煤的燃烧速度减小 （3）煤的含水量越高，燃烧速度越快）煤的含水量越高，燃烧速度越快（木材不同）（木材不同）（二）煤的燃烧14（三）木炭和焦碳的燃烧（三）木炭和焦碳的燃烧 1.二者发生时间的差别二者发生时间的差别 木炭燃烧主要发生在木材的有焰燃烧之后，焦木炭燃烧主要发生在木材的有焰燃烧之后，焦碳燃烧则与煤的燃烧同时发生碳燃烧则与煤的燃烧同时发生2.内孔效应的影响内孔效应的影响 （1）内孔效应：由于内部空隙的现在而使）内孔效应：由于内部空隙的现在而使燃烧速度加快的现象燃烧速度加快的现象 （2）木炭的内孔效应较显著）木炭的内孔效应较显著（三）木炭和焦碳的燃烧2.内孔效应的影响153.覆盖效应对各自燃烧速度的影响覆盖效应对各自燃烧速度的影响 （1）覆盖效应：燃烧残余的固态灰分形成多）覆盖效应：燃烧残余的固态灰分形成多孔的覆盖层，减小了燃烧产物和氧气的扩散速度孔的覆盖层，减小了燃烧产物和氧气的扩散速度而使燃烧速度降低的现象而使燃烧速度降低的现象 （2）木炭的覆盖效应较弱）木炭的覆盖效应较弱3.覆盖效应对各自燃烧速度的影响16三、金属的燃烧三、金属的燃烧 1.挥发性金属及其燃烧特点：挥发性金属及其燃烧特点：（1）沸点低于其氧化物的熔点）沸点低于其氧化物的熔点 （2）首先在表面形成多孔的氧化膜）首先在表面形成多孔的氧化膜 （3）随着燃烧进行，内部金属温度逐渐升高达到）随着燃烧进行，内部金属温度逐渐升高达到沸点时，蒸汽将沸点时，蒸汽将液态液态氧化膜冲破，燃烧变的更剧烈。氧化膜冲破，燃烧变的更剧烈。（4）挥发金属的燃烧温度高于氧化物的沸点，所）挥发金属的燃烧温度高于氧化物的沸点，所以燃烧过程中产生以燃烧过程中产生白色浓烟白色浓烟三、金属的燃烧 1.挥发性金属及其燃烧特点：172.不挥发性金属及其燃烧特点：不挥发性金属及其燃烧特点：沸点高于其氧化物的熔点，燃烧过程中始终在表沸点高于其氧化物的熔点，燃烧过程中始终在表面形成氧化物膜面形成氧化物膜 燃烧过程中无白烟燃烧过程中无白烟 挥发性金属的燃烧挥发性金属的燃烧属于熔融蒸发式燃烧属于熔融蒸发式燃烧不挥发性金属的燃烧不挥发性金属的燃烧属于表面燃烧属于表面燃烧2.不挥发性金属及其燃烧特点：挥发性金属的燃烧属于熔融蒸发式183.金属燃烧的普遍特征：金属燃烧的普遍特征：（1）燃烧热值很大，燃烧温度很高）燃烧热值很大，燃烧温度很高 （2）燃烧的难易程度与比表面积关系极大）燃烧的难易程度与比表面积关系极大 （3）高温燃烧条件下金属的性质很活泼）高温燃烧条件下金属的性质很活泼 （4）某些金属有特征的颜色）某些金属有特征的颜色3.金属燃烧的普遍特征：19复习与思考：1.固体燃烧分类固体燃烧分类2.木材、煤木材、煤和金属的燃烧各有何特点和金属的燃烧各有何特点3.香烟的燃烧过程与木材有何区别？香烟的燃烧过程与木材有何区别？4.我们常说的我们常说的“死灰复燃死灰复燃”是如何发生的？有何是如何发生的？有何危害？如何避免？危害？如何避免？5.阻燃材料为什么能阻燃？如何正确理解阻燃材阻燃材料为什么能阻燃？如何正确理解阻燃材料的阻燃性能？料的阻燃性能？复习与思考：1.固体燃烧分类20第六章 可燃固体的燃烧思考：思考：1.香烟的燃烧过程与木材有何区别？香烟的燃烧过程与木材有何区别？2.我们常说的我们常说的“死灰复燃死灰复燃”是如何发生的是如何发生的？有何危害？如何避免？有何危害？如何避免？3.阻燃材料为什么能阻燃？如何正确理阻燃材料为什么能阻燃？如何正确理解阻燃材料的阻燃性能？解阻燃材料的阻燃性能？第六章 可燃固体的燃烧思考：21第四节第四节 固体的阴燃固体的阴燃-重点重点一、阴燃的特点一、阴燃的特点二、阴燃发生条件二、阴燃发生条件三、阴燃的传播三、阴燃的传播四、阴燃的影响因素四、阴燃的影响因素五、阴燃向有焰燃烧的转变五、阴燃向有焰燃烧的转变第四节 固体的阴燃-重点一、阴燃的特点22一、阴燃的特点一、阴燃的特点1.阴燃：阴燃：在在规定的规定的实验条件下，物质发生的实验条件下，物质发生的持续、持续、有烟、无焰有烟、无焰的燃烧现象的燃烧现象2.阴燃的特点阴燃的特点 与有焰燃烧的区别是没有火焰与有焰燃烧的区别是没有火焰 与无焰燃烧的区别是分解产生可燃气与无焰燃烧的区别是分解产生可燃气发生阴燃的原因是发生阴燃的原因是热解产生可燃气的速度小于热解产生可燃气的速度小于燃烧速度燃烧速度一、阴燃的特点1.阴燃：在规定的实验条件下，物质发生的持续23二、阴燃发生条件二、阴燃发生条件 （1）热解后易产生刚性多孔炭结构（）热解后易产生刚性多孔炭结构（理化性质）理化性质）（2）热源有合适的供热速率）热源有合适的供热速率（外界环境条件）（外界环境条件）引起阴燃的途径引起阴燃的途径 （1）自燃热源）自燃热源 （堆垛）（堆垛）（2）阴燃引起的阴燃）阴燃引起的阴燃（香烟阴燃地毯）（香烟阴燃地毯）（3）有焰燃烧火焰熄灭后的阴燃）有焰燃烧火焰熄灭后的阴燃（“死灰复燃死灰复燃”）二、阴燃发生条件 （1）热解后易产生刚性多孔炭结构（理化性24三、阴燃的传播三、阴燃的传播纤维素沿水平方向的阴燃示意图纤维素沿水平方向的阴燃示意图.热解区：温度升高释放出可燃气（烟）热解区：温度升高释放出可燃气（烟）.炭燃烧区：发生表面氧化并放出热量温度高达炭燃烧区：发生表面氧化并放出热量温度高达600750C.残余会：温度降低残余会：温度降低.原始区原始区阴燃能否传播及传播速度取决于阴燃能否传播及传播速度取决于炭化燃烧区的稳定性及向热解炭化燃烧区的稳定性及向热解区的热传递速率区的热传递速率（一）阴燃传播过程（一）阴燃传播过程三、阴燃的传播纤维素沿水平方向的阴燃示意图.热解区：25（二）阴燃传播速度的影响因素（二）阴燃传播速度的影响因素 1.材料性质和尺寸材料性质和尺寸 （1）保温性越好，阴燃速度越快）保温性越好，阴燃速度越快（棉花）（棉花）（2）粒径和厚度）粒径和厚度 （空气扩散和散热大小）（空气扩散和散热大小）厚度一定，粒径减小，传播速度略有增加厚度一定，粒径减小，传播速度略有增加粒径一定，厚度越小，速度越快。粒径一定，厚度越小，速度越快。过小则不能传播过小则不能传播（二）阴燃传播速度的影响因素 1.材料性质和尺寸厚度一定，粒262.空气流速和氧气浓度对传播速度的影响空气流速和氧气浓度对传播速度的影响 空气流速增大，有利于氧的输送，同时也有利空气流速增大，有利于氧的输送，同时也有利于热量向未燃区域传播，加快了阴燃传播速度。于热量向未燃区域传播，加快了阴燃传播速度。环境中氧气环境中氧气 浓度越大，燃烧区温度升高，有利浓度越大，燃烧区温度升高，有利于热量传递。于热量传递。3.阴燃方向对传播速度的影响阴燃方向对传播速度的影响 向上传播速度最大，向下传播速度最小，水平向上传播速度最大，向下传播速度最小，水平次之次之 4.易阴燃材料存在有利于阴燃的传播易阴燃材料存在有利于阴燃的传播2.空气流速和氧气浓度对传播速度的影响 3.阴燃方向对传播速27五、阴燃向有焰燃烧的转变五、阴燃向有焰燃烧的转变为什么能够转变？在什么条件下转变？为什么能够转变？在什么条件下转变？如果如果区向区向区传递的热量足够大，未燃区产生区传递的热量足够大，未燃区产生的可燃气达到一定浓度时，阴燃转变为有焰燃烧。的可燃气达到一定浓度时，阴燃转变为有焰燃烧。阴燃向有焰燃烧转变的几种途径：阴燃向有焰燃烧转变的几种途径：1.当阴燃由内发展到外时，与氧气接触面积增大当阴燃由内发展到外时，与氧气接触面积增大 2.外界能量升高，外界能量升高，区可燃挥发份释放速率增大区可燃挥发份释放速率增大 3.条件改变，环境中氧气浓度增大条件改变，环境中氧气浓度增大五、阴燃向有焰燃烧的转变为什么能够转变？在什么条件下转变？28第七节 固体阻燃处理概述1.固体为什么要阻燃？固体为什么要阻燃？2.阻燃的方法有哪些，各有什么优缺点？阻燃的方法有哪些，各有什么优缺点？3.如何选择阻燃剂？如何选择阻燃剂？4.阻燃剂是如何发生作用的？阻燃剂是如何发生作用的？5.木材、塑料、钢材是怎样进行阻燃处理的？木材、塑料、钢材是怎样进行阻燃处理的？第七节 固体阻燃处理概述固体为什么要阻燃？29一、阻燃的方法分类及特点一、阻燃的方法分类及特点原理原理特特 点点反应型反应型化学键合化学键合对使用性能影响小、工艺复杂对使用性能影响小、工艺复杂添加型添加型物理分散物理分散工艺简单、对使用性能影响大工艺简单、对使用性能影响大特特 点点有机阻燃剂有机阻燃剂相容性好，添加量少，毒性，烟量大，稳定性差相容性好，添加量少，毒性，烟量大，稳定性差无机阻燃剂无机阻燃剂添加量大，影响加工、成型能力、降低强度、增加导电性添加量大，影响加工、成型能力、降低强度、增加导电性表一表一 反应型和添加型阻燃剂的原理和特点反应型和添加型阻燃剂的原理和特点表二表二 有机阻燃剂和无机阻燃剂的原理和特点有机阻燃剂和无机阻燃剂的原理和特点阻燃剂：能够保护材料不着火或者使火焰难以蔓延的化学物质阻燃剂：能够保护材料不着火或者使火焰难以蔓延的化学物质一、阻燃的方法分类及特点原理特 点反应型化学键合对使30二、阻燃剂的选择原则二、阻燃剂的选择原则1.阻燃效果显著，稳定性好，作用时间长阻燃效果显著，稳定性好，作用时间长2.与基材的相容性好，不影响其物理、机械和加工性能与基材的相容性好，不影响其物理、机械和加工性能3.燃烧或受热分解时发烟量小，毒性低燃烧或受热分解时发烟量小，毒性低4.价格低廉、制备工艺简便价格低廉、制备工艺简便二、阻燃剂的选择原则1.阻燃效果显著，稳定性好，作用时间长231三、阻燃剂的阻燃机理三、阻燃剂的阻燃机理1.吸热作用吸热作用2.稀释作用稀释作用3.捕捉自由基作用捕捉自由基作用4.覆盖作用覆盖作用5.转移效应转移效应6.协同作用协同作用三、阻燃剂的阻燃机理1.吸热作用32 氢氧化铝（氢氧化铝（ATH）的为什么可以作为无机阻）的为什么可以作为无机阻燃剂？燃剂？（1）ATH在热分解过程中吸收热量在热分解过程中吸收热量,使基材温度使基材温度降低降低,减缓材料的热分解速度减缓材料的热分解速度答：氢氧化铝受热发生如下反应：答：氢氧化铝受热发生如下反应：（2）ATH分解产生的水蒸汽有稀释作用分解产生的水蒸汽有稀释作用（3）ATH分解产生的固体物质有覆盖作用分解产生的固体物质有覆盖作用（4）氢氧化铝的存在可能有转移效应）氢氧化铝的存在可能有转移效应 氢氧化铝（ATH）的为什么可以作为无机阻燃剂？（33问题二：磷系阻燃剂的阻燃原理问题二：磷系阻燃剂的阻燃原理稀释作用稀释作用吸热作用吸热作用覆盖效应覆盖效应隔热作用隔热作用聚合生成聚磷酸聚合生成聚磷酸分解释放磷酸分解释放磷酸脱水炭化脱水炭化水蒸气水蒸气焦碳焦碳问题二：磷系阻燃剂的阻燃原理稀释作用吸热作用覆盖效应隔热作用34问题三：卤系阻燃剂的阻燃原理问题三：卤系阻燃剂的阻燃原理1.受热分解出卤化氢，捕捉火焰中的自由基，使连锁反应中断受热分解出卤化氢，捕捉火焰中的自由基，使连锁反应中断2.比重较大的卤化氢覆盖在材料表面阻碍空气的扩散比重较大的卤化氢覆盖在材料表面阻碍空气的扩散问题四：何谓协同效应，举例说明问题四：何谓协同效应，举例说明一种阻燃剂的存在使另一阻燃剂的阻燃性能提高的现象一种阻燃剂的存在使另一阻燃剂的阻燃性能提高的现象如：如：将Sb2O3掺入有机卤化物中可以显著提高其阻燃性能问题三：卤系阻燃剂的阻燃原理1.受热分解出卤化氢，捕捉火焰中35SbCl3的存在有以下作用：1.受热分解受热分解Cl，具有捕捉自由基的作用，具有捕捉自由基的作用2.具有较好的具有较好的“覆盖作用覆盖作用”3.以上过程延长了以上过程延长了Cl的释放时间，同时还有吸热作用的释放时间，同时还有吸热作用SbCl3的存在有以下作用：1.受热分解Cl，具有捕捉自由36四、常见固体的阻燃方法四、常见固体的阻燃方法1.木材：木材：浸渍、涂覆、添加阻燃剂浸渍、涂覆、添加阻燃剂2.塑料：塑料：共混、接枝共聚、添加阻燃剂或无机填料共混、接枝共聚、添加阻燃剂或无机填料3.刚材：刚材：涂覆防火涂料涂覆防火涂料防火涂料：涂覆于固体表面起阻燃作用的涂料防火涂料：涂覆于固体表面起阻燃作用的涂料 膨膨 胀胀 型型：受热时表面薄膜熔融，并起泡或隆起，形成受热时表面薄膜熔融，并起泡或隆起，形成海绵状隔热层，同时释放的惰性气体或阻燃气体充满在隔热层海绵状隔热层，同时释放的惰性气体或阻燃气体充满在隔热层中可有效阻止基材燃烧的涂料。中可有效阻止基材燃烧的涂料。非膨胀型非膨胀型：受热时表面形成釉状物，起阻燃作用的涂料：受热时表面形成釉状物，起阻燃作用的涂料四、常见固体的阻燃方法1.木材：浸渍、涂覆、添加阻燃剂2.37第五节第五节 粉尘爆炸粉尘爆炸1.可燃固体为什么会发生粉尘爆炸？可燃固体为什么会发生粉尘爆炸？2.粉尘爆炸与气体爆炸有何区别？粉尘爆炸与气体爆炸有何区别？3.评价粉尘爆炸危害的参数有那些？评价粉尘爆炸危害的参数有那些？4.粉尘爆炸的形成条件受那些因素影响？粉尘爆炸的形成条件受那些因素影响？5.粉尘爆炸如何预防和控制？粉尘爆炸如何预防和控制？第五节 粉尘爆炸1.可燃固体为什么会发生粉尘爆炸？38一、固体发生粉尘爆炸的条件一、固体发生粉尘爆炸的条件1.粉尘可燃粉尘可燃2.以一定浓度悬浮在空中以一定浓度悬浮在空中3.点火能量适宜点火能量适宜Emin约为约为10100mJ，是气体的近百倍，是气体的近百倍二、粉尘爆炸的过程二、粉尘爆炸的过程1.热分解，释放可燃气热分解，释放可燃气2.在火源作用下，可燃气与氧气发生燃烧在火源作用下，可燃气与氧气发生燃烧3.火焰在整个粉尘中迅速传播火焰在整个粉尘中迅速传播一、固体发生粉尘爆炸的条件1.粉尘可燃Emin约为101039O2二、粉尘爆炸的过程二、粉尘爆炸的过程O2二、粉尘爆炸的过程40三、粉尘爆炸的特点和危害三、粉尘爆炸的特点和危害1.点火能量比气体大、引爆时间长、过程复杂点火能量比气体大、引爆时间长、过程复杂2.爆炸压力比气体略低，但正压作用时间长爆炸压力比气体略低，但正压作用时间长3.易形成二次爆炸，易形成二次爆炸，4.后面的爆炸威力更大，破坏更严重后面的爆炸威力更大，破坏更严重5.产物的毒性大，不完全燃烧产物多。产物的毒性大，不完全燃烧产物多。三、粉尘爆炸的特点和危害1.点火能量比气体大、引爆时间长、41四、粉尘爆炸的重要特性参数四、粉尘爆炸的重要特性参数1.爆炸压力和升压速度爆炸压力和升压速度 最大爆炸压力：粉尘爆炸过程中所产生爆炸压力的最大值最大爆炸压力：粉尘爆炸过程中所产生爆炸压力的最大值 最大升压速度：爆炸过程中升压速度的最大值最大升压速度：爆炸过程中升压速度的最大值 2.爆炸极限爆炸极限 粉尘和空气混和物，遇火源能发生爆炸的粉尘的最低浓度粉尘和空气混和物，遇火源能发生爆炸的粉尘的最低浓度（下限）和最高浓度（上限），用单位体积粉尘的质量表示（下限）和最高浓度（上限），用单位体积粉尘的质量表示 工业粉尘的爆炸下限：工业粉尘的爆炸下限：2060g/m3 工业粉尘的爆炸上限：工业粉尘的爆炸上限：26kg/m3（一般没有意义）（一般没有意义）3.最小引燃能最小引燃能 四、粉尘爆炸的重要特性参数1.爆炸压力和升压速度2.爆炸极限42五、影响粉尘爆炸的因素五、影响粉尘爆炸的因素(6)1.粉尘的物理化学性质粉尘的物理化学性质 2.2.粉尘的粒度和浓度粉尘的粒度和浓度3.3.可燃气体和惰性成分的含量可燃气体和惰性成分的含量4.4.粉尘所处的爆炸环境粉尘所处的爆炸环境5.5.火源强度和点火方式火源强度和点火方式6.6.容器的影响容器的影响五、影响粉尘爆炸的因素(6)粉尘的物理化学性质 43五、影响粉尘爆炸的因素五、影响粉尘爆炸的因素(6)1.粉尘的物理化学性质粉尘的物理化学性质 a：挥发份含量越高，爆炸压力和升压速度越（：挥发份含量越高，爆炸压力和升压速度越（）b：燃烧热越高，越（：燃烧热越高，越（）爆炸）爆炸c：氧化反应速度越快，爆炸越（：氧化反应速度越快，爆炸越（）发生）发生d：容易带电的粉尘，越（：容易带电的粉尘，越（）发生爆炸）发生爆炸 a：粉尘粒度越小，越（：粉尘粒度越小，越（）爆炸。）爆炸。b：粒径大于临界直径的粉尘（：粒径大于临界直径的粉尘（）爆性能。）爆性能。c：加入可爆细粉尘后，爆炸性能改变：加入可爆细粉尘后，爆炸性能改变 2.粉尘的粒度和浓度粉尘的粒度和浓度问题：问题：临界直径越（临界直径越（），发生爆炸的可能性越大？），发生爆炸的可能性越大？五、影响粉尘爆炸的因素(6)1.粉尘的物理化学性质 44a：可燃气体的混入，可燃气体的混入，最小点火能量将（最小点火能量将（）b：惰性气体的引入：惰性气体的引入 爆炸压力和升压速度将（爆炸压力和升压速度将（）3.可燃气体和惰性成分的含量可燃气体和惰性成分的含量 a：水分如何影响？水分如何影响？b：环境温度和压力的影响如何？：环境温度和压力的影响如何？4.粉尘所处的爆炸环境粉尘所处的爆炸环境a：可燃气体的混入，最小点火能量将（）3.可45 容器越大，爆炸时间越（容器越大，爆炸时间越（），升压速度越（），升压速度越（）6.容器的影响容器的影响 a：火源温度高，接触时间长，越（火源温度高，接触时间长，越（）爆炸）爆炸 b：惰性气体的引入将（：惰性气体的引入将（）粉尘爆炸性）粉尘爆炸性5.火源强度和点火方式火源强度和点火方式 爆炸容器立方根定律：爆炸容器立方根定律：容器越大，爆炸时间越（），升压速度越（46六、粉尘爆炸的预防和控制六、粉尘爆炸的预防和控制1：及时清除粉尘源和点火源及时清除粉尘源和点火源2：采用惰气保护：采用惰气保护3：设置爆炸抑制装置：设置爆炸抑制装置4：设置防爆泄压装置：设置防爆泄压装置Pt/ms10 20 30 40 50压力传感器放大器喷洒系统爆炸抑制装置示意图爆炸抑制装置示意图六、粉尘爆炸的预防和控制1：及时清除粉尘源和点火源Pt/m47泄压面防爆泄压装置示意图防爆泄压装置示意图泄压面防爆泄压装置示意图48防爆泄压面积的确定1.根据最大压力确定泄压比根据最大压力确定泄压比2.根据升压速度确定泄压比根据升压速度确定泄压比（图（图6-32）3.根据建筑物的体积确定泄压比根据建筑物的体积确定泄压比（表（表6-31）防爆泄压面积的确定1.根据最大压力确定泄压比49泄压比设备或建筑类型0.33-0.1128.32m3以下轻质结构0.1128.32m3以下可承强压结构0.11-0.0728.32707.92 m3房间、建筑物、储槽、容器等（还要考虑炸点与泄压孔位置、体积）0.04707.92 m3以上，危险占小部分的钢筋混凝土结构0.04-0.05707.92 m3以上，危险占小部分的砖瓦和木结构0.05-0.07707.92 m3以上，危险占小部分的简易版压结构0.07-.033707.92 m3以上，危险占大部分的结构不同类别设备与建筑的泄压比（美国标准）美国标准）28.32m3=1000ft3泄压比设备或建筑类型0.33-0.1128.32m3以下轻质50例题：例题：容积为容积为10m3，泄压后容器内最大压力为，泄压后容器内最大压力为0.2M Pa，爆破板破裂的，爆破板破裂的压力为压力为0.05M Pa，若防爆等级为，若防爆等级为st2级，泄压面积为多少才能满足要求？级，泄压面积为多少才能满足要求？110100容器容积（容器容积（m3）1010.1泄压面积（泄压面积（m3）St1st2st38101520粉尘防爆泄压面积算图粉尘防爆泄压面积算图例题：容积为10m3，泄压后容器内最大压力为0.2M Pa，51小结：一、固体发生粉尘爆炸的条件一、固体发生粉尘爆炸的条件（3）二、粉尘爆炸的过程二、粉尘爆炸的过程三、粉尘爆炸的特点三、粉尘爆炸的特点（2）和危害和危害（3）四、粉尘爆炸的重要特性参数四、粉尘爆炸的重要特性参数（3）五、影响粉尘爆炸的因素五、影响粉尘爆炸的因素 (6)六、粉尘爆炸的预防和控制六、粉尘爆炸的预防和控制（4）小结：一、固体发生粉尘爆炸的条件（3）二、粉尘爆炸的过程三、52炸药爆炸1.炸药爆炸有何特点，按实际用途可以分为几类？炸药爆炸有何特点，按实际用途可以分为几类？2.如何评价炸药的危险性？如何评价炸药的危险性？3.炸药是如何爆炸的？它是如何对周围介质的产生破坏作用？炸药是如何爆炸的？它是如何对周围介质的产生破坏作用？4.何谓炸药的殉爆？如何避免殉爆的发生？何谓炸药的殉爆？如何避免殉爆的发生？5.炸药的保管和储藏有何要求？炸药的保管和储藏有何要求？6.煤矿井等特殊场所，为什么必须使用煤矿井等特殊场所，为什么必须使用“安全炸药安全炸药”？炸药爆炸炸药爆炸有何特点，按实际用途可以分为几类？53炸药发生爆炸的原因炸药发生爆炸的原因 1.本身含有不稳定基团，分子结构不稳定本身含有不稳定基团，分子结构不稳定 2.绝大多数含有氧，无需外界提供氧就能爆炸绝大多数含有氧，无需外界提供氧就能爆炸 3.氧化还原反应速度极快氧化还原反应速度极快炸药发生爆炸的原因54一、炸药爆炸的特点和分类一、炸药爆炸的特点和分类（1）炸药爆炸的特点）炸药爆炸的特点（凝聚体系）（凝聚体系）1.反应反应速度速度极快。极快。（在万分之一秒甚至更短时间内完成）（在万分之一秒甚至更短时间内完成）2.放热放热量量大。大。（温度数千度，压力达近千兆帕）（温度数千度，压力达近千兆帕）3.产生大量产生大量气体产物气体产物。（体积膨胀百倍）（体积膨胀百倍）（2）炸药爆炸的分类）炸药爆炸的分类（按用途）（按用途）实例实例雷管、火帽雷管、火帽TNT、黑索金、胶质炸药、黑索金、胶质炸药塑性炸药塑性炸药黑火药、无烟火药黑火药、无烟火药爆竹、烟火爆竹、烟火特点特点起爆药起爆药感度高、起爆能低感度高、起爆能低猛炸药猛炸药性质较稳定，高威力、高猛度性质较稳定，高威力、高猛度发射药发射药发生爆燃发生爆燃烟火剂烟火剂特殊的光、声、烟特殊的光、声、烟一、炸药爆炸的特点和分类（1）炸药爆炸的特点（凝聚体系）（255二、炸药的爆炸性能二、炸药的爆炸性能（一）感度（一）感度 热感度、机械感度、爆炸感度（热感度、机械感度、爆炸感度（表表6-32）（三）热力学参数（三）热力学参数（表（表6-33）1.爆容：单位质量爆炸后气体产物在标准状况下的体积爆容：单位质量爆炸后气体产物在标准状况下的体积 2.爆热：单位质量爆炸后释放的热量（一般为恒容热量）爆热：单位质量爆炸后释放的热量（一般为恒容热量）3.爆热：爆炸瞬间释放的能量将产物的加热温度爆热：爆炸瞬间释放的能量将产物的加热温度 4.爆压：在一定容积内产生的压力爆压：在一定容积内产生的压力（二）安定性（二）安定性 1.化学化学：受外界条件作用保持器化学性质不变的能力：受外界条件作用保持器化学性质不变的能力 2.物理物理：不吸湿、不挥发，保持机械强度的能力：不吸湿、不挥发，保持机械强度的能力 3.热热：在热作用下，保持物理化学性质不变的能力：在热作用下，保持物理化学性质不变的能力 二、炸药的爆炸性能（一）感度（三）热力学参数（表6-33）（56（五）炸药的氧平衡（五）炸药的氧平衡 1.概念概念 炸药中的氧与炸药中炸药中的氧与炸药中C、H完全燃烧所需要氧之间的平衡关系完全燃烧所需要氧之间的平衡关系 （四）爆炸威力和猛度（四）爆炸威力和猛度 1.威力：爆炸过程中做功的能力威力：爆炸过程中做功的能力（TNT当量）当量）2.猛度：爆炸初期做功的能力猛度：爆炸初期做功的能力 （爆炸时铅柱被压缩的高度）（爆炸时铅柱被压缩的高度）2.意义：影响产物的组成和威力意义：影响产物的组成和威力 1.零氧平衡或接近零氧平衡的炸药，释放能量最多，做功做大零氧平衡或接近零氧平衡的炸药，释放能量最多，做功做大 2.正氧平衡产物中有氧化氮的存在正氧平衡产物中有氧化氮的存在 3.负氧平衡炸药，产物中含有一定量的负氧平衡炸药，产物中含有一定量的CO，毒性较大，毒性较大（五）炸药的氧平衡（四）爆炸威力和猛度2.意义：影响产物的组57例题：例题：试计算试计算TNT的氧平衡值。的氧平衡值。例题：试计算TNT的氧平衡值。58三、炸药的爆炸机理和破坏机理三、炸药的爆炸机理和破坏机理（一）爆炸机理（一）爆炸机理 1.热爆炸机理：热爆炸机理：在热的作用下，炸药发生在热的作用下，炸药发生分解分解。初始速度。初始速度较慢，主要形成反应中心和积累活性中间体。随后，当分解放热较慢，主要形成反应中心和积累活性中间体。随后，当分解放热速率大于向环境散热速率，产生速率大于向环境散热速率，产生热量积累热量积累使分解速度加快，中间使分解速度加快，中间产物量增大且相互碰撞放出大量热反应产物量增大且相互碰撞放出大量热反应温度急剧上升温度急剧上升；如此循环，；如此循环，当当温度达到爆发点温度达到爆发点时，热分解就转化为爆炸时，热分解就转化为爆炸 2.机械起爆机理：机械起爆机理：受到摩擦和撞击时，局部区域被加热达受到摩擦和撞击时，局部区域被加热达到起爆温度，形成灼热核，使炸药局部先爆，而后爆炸急速扩展到起爆温度，形成灼热核，使炸药局部先爆，而后爆炸急速扩展到整个区域到整个区域 3.爆炸能起爆机理：爆炸能起爆机理：主爆炸爆炸后产生的高温和高压气体主爆炸爆炸后产生的高温和高压气体和冲击波使从爆药温度升高而发生爆炸和冲击波使从爆药温度升高而发生爆炸三、炸药的爆炸机理和破坏机理（一）爆炸机理 591.高温高压燃烧产物的直接膨胀冲击作用高温高压燃烧产物的直接膨胀冲击作用（二）破坏作用（二）破坏作用2.爆炸产生的冲击波的作用爆炸产生的冲击波的作用3.爆炸碎片的杀伤作用爆炸碎片的杀伤作用产物产物产物和产物和冲击波冲击波碎片和碎片和冲击波冲击波PR1.高温高压燃烧产物的直接膨胀冲击作用（二）破坏作用2.爆炸60四、炸药的殉爆四、炸药的殉爆（一）概念：一主炸药爆炸后引起其他炸药爆炸的现象（一）概念：一主炸药爆炸后引起其他炸药爆炸的现象（二）殉爆产生的原因：二）殉爆产生的原因：1.爆炸产物的冲击作用爆炸产物的冲击作用 2.主爆药爆炸碎片的冲击作用主爆药爆炸碎片的冲击作用 *3.主爆药产生的冲击波作用主爆药产生的冲击波作用 4.可燃物燃烧的加热作用可燃物燃烧的加热作用（三）影响殉爆的因素：）影响殉爆的因素：1.主爆药的量、爆热、爆速主爆药的量、爆热、爆速 2.从爆药的感度及与主爆药的位置从爆药的感度及与主爆药的位置 3.惰性介质的性质惰性介质的性质四、炸药的殉爆（一）概念：一主炸药爆炸后引起其他炸药爆炸的现61五、炸药的安全和安全炸药五、炸药的安全和安全炸药（一）炸药的保管和储运注意事项一）炸药的保管和储运注意事项 1.充分了解炸药的感度充分了解炸药的感度 2.充分了解炸药的不稳定性充分了解炸药的不稳定性 *3.严格控制距离，防止殉爆的发生严格控制距离，防止殉爆的发生 （二）煤矿等危险场所使用的安全炸药要求二）煤矿等危险场所使用的安全炸药要求 1.爆炸能有一定限制爆炸能有一定限制 2.爆炸反应要完全爆炸反应要完全 *3.氧平衡值应接近氧平衡值应接近0 4.适当添加消烟剂适当添加消烟剂 5.不含金属粉末不含金属粉末 五、炸药的安全和安全炸药（一）炸药的保管和储运注意事项（二）62