可燃物的类型、组成及放热特性.ppt

危险化学品安全技术与管理 可燃物的组成分析 可燃元素：C、H、S、P等元素； 金属Li、Na、K、Be（铍）、Al、Mg等也易燃； 卤素、N等在燃烧时易产生毒性和腐蚀性物质。 在常温、常压下不燃的物质，在纯氧或者高温的环境中可以燃烧。 可燃物的组成分析 对可燃物的组成分析主要有工业分析、元素分析和成分分析三中表示法。 可燃固体主要使用工业分析组成和元素分析组成。 工业分析法将可燃固体划分为水分、灰分、可燃挥发分和固定碳等四种组分。 元素分析法将可燃固体分为基本可燃化学元素和两种不可燃组分；基本可燃化学元素为：C、H、O、S、N,两种不可燃组分为水分和灰分。 可燃固体 工业分析所得到的组成并不是可燃固体的原始组成，是在一定条件下通过加热使可燃固体中原有的极为复杂的组分分解转化，而得到的可以用普通化学分析方法研究的组成。 煤的灰分是煤加热到815℃时燃烧后残留物； 挥发分是可燃物加热到900 ℃时在隔绝空气的条件下分解出来的气态有机物质。 可燃液体：通常含有芳香烃、烷烃、环烷烃、以及含氧和含硫的化合物组成，这些可燃物质在受热的时候易转化为气态； 在工业分析时，一般仅测定其水分和灰分组成。 可燃气体：大多由H2、CO、H2S和多种低分子碳氢化合物的混合物。 可燃物的热效应和热值 可燃物燃烧的一个重要特征是放出热量。 了解可燃物发热量的多少及放热的快慢对于了解燃烧后果具有重要的实际意义，可燃物燃烧爆炸时所能达到的最高温度、最高压力等都与物质的放热特性有关。 化学反应在等温条件想发生，如果除了膨胀功之外，不做其他功，则此体系吸收或释放的热量称为该反应的热效应。 化学反应在1个大气压、298k的条件下进行的，其热效应成为标准热效应。 1mol的可燃物在等温、等压条件下完全燃烧所释放的热量称为燃烧热。 高位热值和低位热值 高位热值：可燃物在常温（一般为25度）下完全燃烧后，将燃烧产物冷却到初始温度，并使其中的水蒸气凝结为水所释放的热量； 低位热值：可燃物在常温下完全燃烧后，将燃烧产物冷却到初始温度，但水分仍以蒸汽形式存在时所放出的热量。 两者之间的差别为燃烧产物中的水分的汽化热。 在实际工作中，可燃物的热值主要通过直接测定确定。可燃固体、液体通过氧弹式量热计测定，可燃气体通过用水流式量热计测定。 热自燃理论 设在某一体积为V、表面积为F的密闭空间中存在一定的可燃混合气体。假定： (1)密闭空间中的可燃混合气的温度与浓度分布均匀。 (2)开始时刻混合气之初温与环境温度相同，为T0，反应过程中混合气的瞬时温度为T，假定密闭空间内各点的温度、浓度相同。 (3)环境与密闭空间之间有对流换热，其表面传热系数为h，它不随温度变化。 (4)着火前反应物浓度的变化很小，即Yi＝Yi0＝常数，或ρ＝ρ0＝常数。 链反应自燃理论 对大多数碳氢化合物与空气的反应过程来说，根据热着火理论可以进行合理地解释，但也有很多现象不能解释，例如氢与氧反应的三个爆炸极限。 链反应：链引发、传递、终止三个阶段。 链反应的着火条件分析 设在链引发阶段，活性基团的生产速率为W1； 在传递阶段，活性基团的增长速率为W2； 在终止阶段，活性基团的销毁速度为W3.活性基团浓度为n。 热点燃理论 (1)质点的温度低于混合气的临界着火温度，即Tw＜Tc。 (2)质点的温度等于该混合气的临界着火温度，即Tw=Tc。 (3)质点的温度高于该混合气的临界着火温度，即Tw＞Tc。 (1)如果送入点火区域的热质点是个孤立质点，即它除了本身携带的能量外而无其他能量补充，它将会由于散热损失使其温度逐渐降低。 (2)在反应区的气体中存在可燃气组分的浓度梯度，只要发生化学反应，质点附近的反应物就会有所消耗，即可燃组分的浓度降低。 (3)当热质点与环境气流间存在相对速度时，其周围的边界层将变薄，层内的温度梯度将变大，热损失亦增多，从而使点燃难度增大。 电火花点火 电火花的点火机理: 由于产生火花时局部的气体分子被强烈激励，电火花使局部气体温度急剧上升，使火花区变成灼热气态物体，成为点火源，从而使燃气着火。 (1)混合气的比热容cP越大，最小点火能越大。(2)混合气的导热系数λ越大，最小点火能越大。(3)混合气的活化能大，最小点火能亦大。(4)混合气的压力大、初温高，最小点火能小。(5)可燃气的燃烧热Qi大，最小点火能小，混合气容易点燃。 灭火分析 灭火是着火的反问题，也是火灾预防控制中最关心的方面。 实际上，着火的基本原理也为分析灭火提供了理论依据，如果采取某种工程措施，去除燃烧所需条件中的任何一个，火灾就会终止。基本的灭火方法有以下几种。 降低系统内的可燃物或者氧气浓度 燃烧是可燃物与氧化剂之间的的化学反应，缺少其中任何一种都会导致火的熄灭。在反应区内减少与消除