燃烧与爆炸知识30页PPT

一、爆炸及其分类
1．爆炸
物质由一种状态迅速转变为另一种状态，并在瞬间以声、光、热， 机械功等形式放出大量能量的现象叫做爆炸。爆炸做功的根本原因在于 系统内瞬间形成的高压气体或蒸气骤然膨胀。实质上爆炸是一种极为迅 速的物理或化学的能量释放过程。
2．爆炸的分类
根据引起爆炸的原因，爆炸可分为： 物理爆炸 化学爆炸
2、燃烧的条件
【案例3-1】 2007年3月3日，某电机厂电扇车间油漆 工段长兼操作组长王某，同本班女油漆工周某上大夜班。 凌晨1时40分，王某将点香烟未灭的火柴梗扔在喷漆台 上，即刻引起喷漆台上易燃物体燃烧，给国家财产造成 巨大损失。 可燃物 燃烧三要素：可燃物、助燃物和点火能源 可燃物：能与空气中的氧或其它氧化剂发生化学 反应的物质（汽油、木材）。 助燃物：能帮助和支持燃烧的物质（空气、氧气、 高锰酸钾等）。 着火源：能引起可燃物发生燃烧的热能源（明火、 电火花、化学热）。
3．固体物质的燃烧速度
固体物质的燃烧速度一般小于可燃气体和液体的燃烧速度。
不同组成、不同结构ຫໍສະໝຸດ 固体物质，燃烧速度有很大差别。 固体物质的燃烧速度也和燃烧时的风向和风力有关。
对于同种固体物质，燃烧速度还和固体物质含水量、比表面积 有关，固体物质的比表面积越大，燃烧速度越快。
第二部分 爆 炸
职业教育应用化工技术专业教学资源库《化工HSE与清洁生产》课程
燃烧与爆炸基础知识
克拉玛依职业技术学院
目录
第一部分 燃烧
爆炸 化工原料及产品的火灾危险性 防火防爆技术
第二部分 第三部分 第四部分
第一部分 燃烧
一、燃烧及燃烧条件
1．燃烧
燃烧是物质间相互作用，同时有热和光发生的化学反应过程。 放热、发光、生成新物质是燃烧的三个特征。 燃烧反应一般速度快、放热较多，提高了燃烧产物的温度，引起 产物分子内电子的能级跃迁，放出各种波长的光。 一切燃烧反应均是氧化还原反应 参加反应的物质必须包含有氧化剂和还原剂，也就是助燃物和可 燃物。 要使可燃物和助燃物发生燃烧反应，必须具有点火能源。

化学性质爆炸是指物质发 生剧烈的化学反应，产生 明亮火焰和巨大气体冲击 波。
爆炸的危害和防范措施
1 安全生产的重要性
爆炸可能导致严重的伤害和财产损失，因此保证安全生产至关重要。
2 爆炸的危害
爆炸会释放大量能量，产生冲击波、喷射物和火灾等危害。
3 防范措施
采取正确的防范措施，如合理存放、正确操作和应急预案的制定。
烟燃烧
烟燃烧是指可燃物在 缺乏氧气的情况下燃 烧，产生大量烟雾。
爆炸
爆炸是指可燃物与氧 气迅速反应产生巨大 能量释放的过程。
爆炸的定义和分类
1 爆炸的定义
爆炸是指物质在短时间内 迅速放出大量能量，产生 剧烈的声光效应。
2 理性质爆炸
理性质爆炸是指物质的体 积迅速扩大，没有产生明 亮火焰。
3 化学性质爆炸
燃烧的条件
可燃物
燃烧需要有可燃物，如木材、 燃油和天然气等。
氧气
氧气是燃烧必需的气体，它 与可燃物发生氧化反应。
引燃源
引燃源能够提供足够的能量， 使可燃物与氧气发生反应并 点燃。
燃烧的类型
明火燃烧
明火燃烧是指可燃物 表面燃烧产生明亮的 火焰。
雾燃烧
雾燃烧是指可燃液体 或固体在空气中形成 细小液滴或悬浮颗粒 后燃烧。
结语
1 总结
燃烧与爆炸是我们生活和工作中不可避免的现象，了解它们的原理和应用对我们很重要。
2 展望燃烧与爆炸的未来
随着科技的发展，燃烧和爆炸技术将不断创新和改进，为我们带来更多的机遇和挑战。
燃烧与爆炸的应用
燃烧和发电
燃烧可用于发电，如燃煤、燃 油和天然气等。
燃烧和冶金
燃烧在冶金过程中用于矿石熔 炼和金属提取。
爆炸和科学研究

燃烧原理
燃料和氧气在一定的温度下发生 化学反应，生成新的化合物并产 生能量。
燃料的种类
化石燃料
煤、石油和天然气是主要的化石燃料，它们广泛用于工业、交通和生活中。
生物质燃料
纤维素、木材和废弃物等属于生物质燃料，是可再生的燃料资源。
可再生能源
太阳能、水力能、风力能、地热能、生物质能等都是可再生能源，不会造成环境和资源的破 坏。
《燃烧基础知识 》PPT课件
燃烧是人类最重要的能源来源之一。本课程通过介绍燃烧的基本原理、过程、 应用及环保、安全等方面，使烧定义
燃烧是一种化学反应，通常是指 物质在氧气存在下放出能量，释 放出热和光的过程。
燃料
燃烧的物质称为燃料，可分为化 石燃料、生物质燃料及可再生能 源燃料。
燃气轮机
燃气轮机是一种以燃气为燃料 的发电机，具有高效率、低排 放的优点。
发电机组
燃料通过发电机组转化为电能， 成为人们生产生活不可缺少的 能源。
环保问题
1 燃烧的灰渣
燃烧产生的灰渣是固体废 弃物，可通过处理变成新 的可利用资源。
2 烟雾和废气处理
烟雾和废气中含有大量的 有害物质，需要经过处理 后才能排放。
燃烧的过程
1
燃烧三要素
燃料、氧气和引火源是燃烧必备的三个
燃烧反应的类型
2
要素。
燃烧反应可分为燃烧、氧化和还原反应
三种类型。
3
燃烧的热力学参数
温度、压力、焓、熵和自由能等都是燃 烧反应中重要的热力学参数。
燃烧的应用
火焰和燃气
火焰是燃烧反应的结果之一， 燃气是人们生活中最重要的燃 料之一。
内燃机
内燃机是现代交通工具的基本 动力装置，是燃烧技术的代表。

沉积状态的粉尘，使原来不具备粉尘爆炸条件的地区和场所具备了粉尘爆
炸的条件，从而引起二次爆炸。
化学反应失控—放热化学反应如硝化、磺化、氧化、氯化、聚合等失
控引起温度迅速升高、反应速度急剧加快、内压急剧上升。
1.2 爆炸的基本概念
按化学爆炸发生的场合，可分为3类
密闭空间内爆炸—介质燃烧爆炸发生在封闭空间内，如压力容器或管
燃烧的基本概念
➢氧气不足，燃料有剩余， y 。ym在in 这种条件下，只有部分C元
素被氧化为CO，无CO2生成，部分H元素被氧化为H2O，部分S 元素被氧化为SO2，剩余燃料气以气态分子形式存在，
C a H b O c S d y O 2 3 .7 7 y N 2a C O 2 b H 2 O 3 .7 7 y N 2d S O 2 (1 )C aH b O c S d 4 y
C5H12
基本燃烧速度/ m/s 0.40 0.47 0.46 0.45
0.46
气体 丙酮 丁酮 甲醇
氢
一氧化碳
分子式
C3H6O CH3COC2H5
CH3OH H2
CO
基本燃烧速度/ m/s 0.54 0.42 0.56 3.12
0.46
C6H14
0.46
二氧化碳
CS2
0.58
C2H4
0.80
苯
C6H6
燃烧的基本概念
1.1.6 理论火焰温度
火焰温度与燃烧条件有关，燃料特性、混合比、散热条件、约束 条件等都有重要影响。一般采用绝热燃烧温度来衡量燃烧特性。
如果燃烧反应所放出的热量未传到外界，而全部用来加热燃烧 产物，使其温度升高，则这种燃烧称为绝热燃烧。
在不计及离解作用的条件下，绝热燃烧时所能达到的温度最高， 这一温度称为理论燃烧火焰温度。

特点
➢工程性强 ➢涉及面广 ➢内容丰富
§1－4 课程特点、要求及参考 书
要求
➢ 熟悉常用燃料的基本性质 ➢ 掌握燃烧过程的基本理论与规律 ➢ 掌握各种燃料的燃烧方法与特点
反应动力学是影响燃烧速率的重要因素，并发现燃烧反应具有链锁反应 的特点，从而奠定了燃烧理论的基础。
§1－3 燃烧学的发展史
二十ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ纪三十~五十年代： 研究发现限制和控制燃烧过程不仅有化学动力学因素，还有传热、传质
及流动的影响，是相互影响、综合作用的结果。
二十世纪初五十年代后： 冯卡门(Von Karman)、钱学森建立了化学流体力学，首先提出用连续介
十八世纪中叶： 罗蒙诺索夫（1756）、拉瓦锡（1777）首先正确阐明燃烧的本质：可
燃物质氧化的学说。
§1－3 燃烧学的发展史
十九世纪： 热化学及热力学的发展，燃烧过程被作为热力平衡系来研究，得出
了燃烧过程中一些重要的静态特性参数：燃烧热、绝热燃烧温度、燃烧 产物平衡成份的规律性等。
二十世纪初： 刘易斯(B.Lewis)、谢苗诺夫研究了化学反应动力学机理，提出化学
介绍燃烧化学动力学基础，以及着火理 论、火焰传播及火焰稳定机理等。
§1－1 本书的主要内容
燃料的燃烧过程、燃烧方法及燃烧装置
介绍气体燃料、液体燃料及固体燃料的 燃烧过程与燃烧规律，介绍工程上实际采用 的燃烧方法及一些典型的燃烧装置。
燃烧过程引起的污染与防治
介绍燃烧产生的各种污染物及控制和减 少这些污染物对大气污染的基本方法与途径。
燃烧与环境保护
燃烧产物
危害
粉尘 CO、CmHn
漂浮于大气中，对植物生长、 人的呼吸系统有危害
有毒、致癌
Nox、SO2 酸雨、光烟雾

火灾的级别 • 分为特别重大火灾、重大火灾、较大火灾和一般火 灾四个等级。 • 特别重大火灾：指造成30人以上死亡，或者100人以 上重伤，或者1亿元以上直接财产损失的火灾 • 重大火灾：指造成10人以上30人以下死亡，或者50 人以上100人以下重伤，或者5000万元以上1亿元以 下直接财产损失的火灾 • 较大火灾：指造成3人以上10人以下死亡，或者10人 以上50人以下重伤，或者1000万元以上5000万元以 下直接财产损失的火灾 • 一般火灾：指造成3人以下死亡，或者10人以下重伤， 或者1000万元以下直接财产损失的火灾。 （注：“以上”包括本数，“以下”不包括本数。）
S C2H6O CH4 (C6H10O5)n
氧化剂 • 帮助和支持可燃物燃烧的物质，即能与可 燃物发生氧化反应的物质称为氧化剂。 • 燃烧过程中的氧化剂主要是空气中游离的 氧，另外如氟、氯等也可以作为燃烧反应 的氧化剂。
O2
CL2
KMnO4
NaClO
氯的氧化性 • 有效氯就是指含氯化合物中所含有的氧化 态氯。化合价为0、+1、+3、+4、+5、+7 的氧化态氯，在氧化还原反应中都能释放 其氧化性而被还原成化合价为-1的还原态氯 【自然稳定态】，这一反应过程正好可被 人类所利用，比如用于漂白、消毒等，所 以这些氧化态氯就是能够发挥效用的氯， 顾名思义，称其为有效氯。 • 有效氯含量的实质就是指，单位质量的含 氯化合物中所含氧化态氯的氧化能力相当 于多少纯净氯的氧化能力
预防火灾的主要措施 • 从破坏燃烧条件入手： 1、控制可燃物：设备密闭、作业场所通风、杜绝跑 冒滴漏、泄漏可燃物及时清理、工作现场粉尘及时 清理、可燃气体检测。 2、控制氧化剂：制氮机、CO2日常保护、次氯酸钠的 合理添加 3、控制引火源：设备防雷防静电跨接、人员着装、 转动设备的检查维护、电气设备的安装与维护、工 具、作业 4、控制链式反应：阻火器

火源
(1)明火 在易燃液体装置附近，严禁明火。 为了防火安全，常常用隔墙的方法实现充分隔 离。隔墙一般推荐使用耐火建筑，即礴石或混凝土的 隔墙。 易燃液体在应用时需要采取限制措施。在加工 区，即使运输或贮存少量易燃液体，也要用安全罐盛 装。在火灾中，防止火焰扩散是绝对必要的。所有罐 都应该设置通往安全地的溢流管道，因而必须用拦液 堤容纳溢流的燃烧液体，否则火焰会大面积扩散，造 成人员或财产的更大损失。
固体燃烧有两种情况：对于硫、磷等简单物质，受 热时首先熔化，而后蒸发为蒸气进行燃烧，无分解过 程；对于复合物质，受热时首先分解成其组成部分， 生成气态和液态产物，而后气态产物和液态产物蒸气 着火燃烧。 可见，任何可燃物质的燃烧都经历氧化分解、 着火、燃烧等阶段。
达到T自，可燃物质开始氧 初始阶段，加热的大 如继续加热，温度上升 T 氧′是开始出现火焰的 T燃为物质的燃烧温度。 化。由于温度较低，氧化速度 部分热量用于可燃物质 很快，达到T自，即使停止 温度，为实际测得的自燃 T自到T自′间的时间间隔称 不快，氧化产生的热量尚不足 的熔化或分解，温度上 加热，温度仍自行升高， 点。 为燃烧诱导期，在安全上 以抵消向外界的散热。此时若 升比较缓慢。 达到T自′就着火燃烧。 有一定实际意义。 T燃为物质的燃烧温度。 停止加热，不会引起燃烧。
第四节 爆炸及其特性
一、爆炸概述
爆炸是指物系自一种状态迅速转变为另一状态，并在 瞬间以对外作机械功的形式放出大量能量的现象。 在爆炸过程中，爆炸物质所含能量的快速释放，变为
对爆炸物质本身、爆炸产物及周围介质的压缩能或运动能。
物质爆炸时，大量能量极短的时间在有限体积内突然 释放并聚积，造成高温高压，对邻近介质形成急剧的压力
l00℃以下时，二者往往相同。在没有闪点数据的情况下， 也可以用着火点表征物质的火险。

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５.３ 炸药的有关知识
• 5.3.4炸药的燃烧转爆轰
• 研究炸药燃烧转爆轰的规律及特点,对于安全使用炸药及其制品具有 重要的实际意义。
• 在火炸药生产及处理过程中,有时会发生燃烧事故,若不及时扑救或扑 救方法不当,都有可能由燃烧转变成爆轰,使损失扩大。在销毁废炸药 时,有时使用销毁法,如果处理不当,炸药可能由燃烧转化成爆轰,从而造 成意外的事故。
100kPa下不能稳定燃烧,燃烧很容易转变为爆轰。在压力低于100kPa 时,起爆药的燃速与压力呈线性关系u=a+bp。 • 总之,一般起爆药的特征是,在低压下能进行稳定燃烧。例如,压制的雷 汞在p=0.4Pa的低压下,仍能稳定燃烧。
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５.３ 炸药的有关知识
• 高压下易由燃烧转变为爆轰。 • 对于上述特点,叠氮化铅是个例外,它在任何条件下均不能进行稳定的
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５.３ 炸药的有关知识
• 因此,销毁炸药时,要根据炸药的性质选择适当的销毁方法,用燃烧法销 毁炸药及其制品时,要注意防止燃烧转变为爆轰,以确保销毁过程的安 全。
• 2.试验得到的凝聚炸药稳定燃烧的规律 • (1)压力对燃烧速度的影响 • 1)起爆药燃烧时,燃速与压力的关系 • 根据对雷汞等一些起爆药的研究表明,大多数起爆药在压力高于
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５.３ 炸药的有关知识
• 3.堆积尺寸对分解速度的影响 • 正如上面所分析的炸药是否会发生热分解向燃烧和爆轰的转变,取决
于炸药分解反应所释放的热量与向环境散失的热量能否达到平衡。炸 药堆积量越大,单位体积炸药与环境的散热面积就越小,这样越容易出 现热积累。因此,炸药堆积尺寸越大,越容易发生燃烧或爆轰。 • 由上可见,炸药在热分解过程中,若环境温度过高,或环境散热条件不好, 或炸药量太大,都会使炸药的热分解反应加速,而转变为燃烧或爆轰。 因此,储存炸药及其制品时,必须保证一定的温度、一定的尺寸及良好 的通风条件,以保证炸药及其制品的储存安全和质量。关于这部分内 容,我们在第6章中还将详细讨论。

• 扩散燃烧:如氢、乙炔等可燃性气体从管口等处流向空气时的燃烧,就 是由于可燃性气体分子和空气分子互相扩散、混合,在浓度达到可燃 极限范围时,形成的火焰使燃烧继续下去的现象。
• 蒸发燃烧:如酒精、乙醚等易燃液体的燃烧,就是由于液体蒸发产生的 蒸气被点燃起火后,形成的火焰温度进一步加热液体表面,从而促进它 的蒸发,使燃烧继续下去的现象。
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１.３ 燃烧和爆炸的种类
• 分解燃烧:很多固体或非挥发性液体,它们的燃烧是由热分解产生可燃 性气体来实现的。如木材和煤,大多是由于分解产生可燃性气体再行 燃烧的。
• 表面燃烧:当可燃固体(如木材)燃烧到最后,分解不出可燃性气体时,就 会剩下炭和灰,此时没有可见火焰,燃烧转为表面燃烧。金属的燃烧也 是一种表面燃烧,无气化过程,燃烧温度较高。
资料，它主要包括水文站实测断面的年最大洪 峰流量和关系曲线;二是形态调查资料，有关内 容已在项日一中叙述;三是文献考证资料，即历 史文献和档案资料，包括如地方志、档案或碑 文中有关洪水灾害的记载，洪水位和淹没范围， 以及有关的规划设计(如铁路、水电站、城镇)中 所收集的水文资料。
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学习情境一 大中桥设计流量的推算
• 可燃物火灾:如建筑物、家具、木材、纸张、纤维、纺织物等固体可 燃物的火灾,最好采用喷射大量水的方法进行灭火。
• 电器火灾:电器配线、电动机、变压器等电气设备使用的绝缘材料发 生的火灾。
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１.３ 燃烧和爆炸的种类
• 如果在通电情况下,用水或泡沫灭火剂进行灭火,则有可能发生触电事 故,此时要采用干粉、二氧化碳或氯溴甲烷等灭火剂进行灭火。另外, 最好不使用四氯化碳灭火剂,因为四氯化碳气体本身有毒,在灭火时,如 果遇到高温金属,则会产生光气,就有导致救火者中毒的危险。