实验室安全讲义

发、气相化学反应和多相化学反应等组成。一般认为，固体燃烧可以有以下
三种形式：
（1）蒸发燃烧
指类似石蜡的固体物质，受热后先溶化为液体，进一步受热产生燃料蒸
气，再与空气混合燃烧。这种燃烧的速度受燃料的蒸发速度和空气中的氧与
燃料蒸气之间的扩散速度控制。
（2）分解燃烧
指木材、纸张的纤维素类物质，受热后分解为挥发组分和固定碳，挥发
大； 3）全盛期：发生轰然到火势衰减之前，全面着火，形成火灾； 4）衰灭期：灭火见效或燃尽后，火势衰落、 熄灭。
火灾过程与房间的开口状况密切相关，火灾初期影响不大；火
灾发展期，氧气消耗量增大，没有开口供氧不足，限制火势发展，是
灭火的好时机。
2.2.4 火灾危险环境
烟气是火灾的主要产物，它主要由气相燃烧产物、未燃烧的液固
燃物质引起火灾的危险性更大。
（3）影响自燃点的因素，物质的自燃点与大气中氧含量的高低、压力的高低、化学组 成、有无催化剂、粒度大小、受热时间、气体析出量、分子结构等因素有关。
氧含量的越高、压力的越高、化学组成越接近化学计量、有活性催化剂存在、粒
度越小、受热时间越长、气体析出量越大，自燃点越低；有机物的自燃点与分子结构
性组分中可燃气体进行扩散燃烧，而碳则进行表面燃烧。在分解燃烧过程中，
需要一定热量和温度，物质的传热速度是影响这种燃烧速度的主要因素。
（3）表面燃烧
指类似木炭、焦炭的固体物质，受热后不经过融化、蒸发、分解等过程，
而直接燃烧，这种方式的燃烧速度受燃料表面的扩散速率和化学速度控制。
表面燃烧又称为多相燃烧或置换燃烧。固体或不挥发液体，由于受热分解而
1．自燃和自燃点
（1）自燃和自燃点的定义：可燃物质受热升温而不需明火作用就能自行着火的现象称 为自燃。引起物质自燃的最低温度称为自燃温度（引燃温度），简称自燃点。
（2）自燃的类型，根据促使可燃物质升温的热量的来源的不同，自燃可分为受热自燃 和本身自燃两类：
受热自燃，可燃物质由于外部加热，温度升高到自燃点而发生自行燃烧的现象，
有密切关系，在同系物中，自燃点随分子量的增加而降低，如甲烷自燃点（540℃）
乙烷自燃点（520℃）丙烷自燃点（440℃）丁烷自燃点（405℃）；对石油产品而言，
密度越大，自燃越低，如汽油、煤油、轻柴油、重柴油、腊油、渣油的自燃点依次降
低。从自燃点来看，重质油比轻质油的火灾危险性大。
2．闪燃和闪点
相分解物和冷凝物微粒组成。
烟气的三种危害：
1、高温烟气携带并辐射大量热量；人体皮肤温度约45℃即有痛
感，吸入大于150℃的高温烟气会引起内部灼伤；
2、烟气中氧含量低，形成缺氧环境；缺氧会导致肌肉活动能力
下降，人脑缺氧3分钟就会损坏；
3、烟气中携带一定的有害、有毒和腐蚀性物质。
烟气的流动与蔓延，热烟气由浮力驱动，从火焰区直接上升形成
闷顶：闷顶内往往没有防火分割墙，空间大，容易造成火灾水平蔓延，并通过闷顶内的孔洞向 四周的房间蔓延。
2、相邻建筑火灾蔓延的途径 热辐射：建筑物发生火灾时，火场的温度高达1000℃
左右，通过外墙开口部位向外发射很大的辐射热，对 邻近建筑物构成火灾威胁。
热对流：建筑物发生火灾时，火焰、高温烟气从外墙 开口部位喷出后向上升腾，在建筑物周围形成强烈的 热对流作用，当相邻建筑物相距很近且外墙面附近有 可燃物时，就会构成火灾威胁。
轰然
室内发生火灾后，第一、第二着火物形成火势足够大引起室内
绝大多数可燃物热解、汽化，其浓度达到着火极限形成全室气相火焰
的现象。
火灾发生的过程
火灾的的发展一般经历由小到大，由阴燃、起火、蔓延、扩大
成灾的过程。其发展过程可分为4个阶段：
1）酝酿期（初期）：有阴燃和冒烟； 2）发展期：一般指引燃第二着火物到轰然之间，火苗窜起，火势扩
羽流，遇到顶棚限制，改变流向，室内容积有限，随着热烟气的不断
产生，将充满室内上层空间，并以一定的速度下降。
烟气下降到人体的高度之前为安全逃生时间。之后人因缺氧中毒
会失去逃生能力，导致伤亡。
2．2．5 建筑防火基础知识
一、建筑防火性能
1、建筑材料的耐火性能
建筑材料的燃烧性能： 非燃烧材料：不起火，不炭化 难燃烧材料：难起火，难炭化 燃烧材料：立即燃烧起火
二、建筑物火灾蔓延的途径
1、建筑物内火灾蔓延的途径 内墙门：建筑物内某房间起火，最后蔓延到整个建筑物，原因大多是房间的门未能把火挡住，
走廊内即使没有任何可燃物，从起火房间门口喷出的火焰、高温烟气的扩散，也能把火蔓延到 较远的房间。
外墙窗口：在全面燃烧阶段，大量高温烟气、火焰喷出窗口，直接通过上面楼层打开的窗户或 者烧坏上面楼层的窗玻璃造成火势向上蔓延，还对邻近建筑物构成威胁。
第2章 火灾、爆炸与防火防爆
2.1 燃烧 2.2 火灾与防火 2.3 爆炸与防爆
2.1.1 燃烧的定义
燃烧就是可燃物质与氧或氧化剂发生剧 烈氧化反应，而发光发热的现象。
2.1.2 燃烧应具备的条件
燃烧必需同时具备以下三个条件：
（1）可燃物 凡是能与空气、氧气或其他氧化剂发生剧 烈氧化反应的物质，称为可燃物。如汽油、木头、纸张、 衣物等。
（2）助燃物 具有较强氧化性能，能与可燃物发生化学 反应并引起燃烧的物质，称为助燃物或助燃剂。如空气、 氧气、氯气等。
（3）着火源 具有一定温度和热量、能引起可燃物质着 火的能源称为着火源。如明火、电火花、高温热体等。
2.1.3 燃烧的类型
按照燃烧的特性不同， 燃烧可分为三种类型 ：
自燃 闪燃 着火（燃烧）
控制可燃物质的温度在燃点以下，是预防发生火灾的重要措施之一。
2.1.4燃烧的形式
（气体的燃烧、液体的燃烧、固体的燃烧 ）
1．气体的燃烧
（1）气体的扩散燃烧
可燃性气体由管中喷出，与周围空气接触，可燃性气体与空气中
氧分子相互扩散，一边混合一边燃烧，这样的燃烧称为扩散燃烧。
（2）可燃气体的混合燃烧
燃点：可燃物质发生着火的最低温度，称为该物质的着火点或燃点。物质的燃点低于 该物质的自燃点。不同的可燃物质处在相同火源条件下，燃点低的物质首先着火。
燃点越低的物质，火灾的危险性越大。
闪点与燃点的差别：闪点与其燃点是不同的，两者的区别是可燃液体在燃烧时，燃烧 的不仅是蒸汽，而且还包括液体本身（即液体已达到燃烧温度，可以供给保持急性燃 烧的蒸汽），移去火源，能继续维持燃烧。在闪燃时，移去火源后，闪燃即熄灭。一 般石油产品燃点比闪点高1～5℃，闪点在100℃以上的油品的燃点比闪点高出30～40℃。
飞火：起火处飞离飘起的正在燃烧的可燃物。飞火能 产生新的着火点使火灾蔓延扩大。
延烧：往往出现在大风条件下的火场。强风作用下， 使火焰沿水平方向偏斜，接触到下风向附近的建筑物， 引起火灾蔓延。
2.2.6 火灾种类
根据可燃物质种类及其燃烧特性，火灾种类分为五类： A类火灾：指含碳固体可燃物，如木材、棉、麻纸张等燃烧的火灾。 B类火灾：指可燃液体，如汽油、煤油、乙醇、丙酮等燃烧的火灾。 C类火灾：指可燃气体，如煤气、甲烷、氢气等燃烧的火灾。 D类火灾：指可燃金属，如钾、钠、镁、锂、铝镁合金等燃烧的火灾。 E类火灾：指带电物体燃烧的火灾。
燃烧不可控制。
2.2.3火灾发展的过程
阴燃、轰然的概念
阴燃Leabharlann 一种只在气固相界面处的燃烧反应，而没有气相火焰的燃烧现
象。
特点：a氧化反应速度小、温度低、传播慢；b可以在较低的氧
气浓度环境 中传播；c产生较多的烟、有毒气体和可燃气体；d阴燃
蔓延速度随氧气浓度增加而增加，达到一定浓度可转变为有焰燃烧。
可燃性气体与空气预先混合，然后进行的燃烧称为混合燃烧。混
合燃烧反应迅速、传播速度快、温度高，具有冲击波效应，常常引起
爆炸
2．液体的燃烧
可燃性液体燃烧时，通常液体本身并没有燃烧，而是由于液体蒸
发产生的蒸气进行燃烧，这种形式的燃烧称为蒸发燃烧。
3．固体的燃烧
可燃性固体物质的燃烧室一个复杂的过程，它通常由传热、热分解、蒸
火灾或爆炸，给人们的生命财产造成巨大的危害。
2.2火灾与防火
2.2.1火灾的定义
火灾是失去控制并对人身和财产造成危害的燃烧现象，
它是一种事故。
火灾是实验室中发生最多，危害最严重的事故。
2.2.2火灾发生的条件
火灾发生的条件为：
同时具备可燃物、助燃物及火源；
燃烧反应产生的热量大于燃烧反应必须消耗的热量；
三级：木屋顶和砖墙组成的砖木结构，除木屋顶和承重构件是燃烧 体，吊顶与隔墙是难燃烧体外，其余构件应为非燃烧体
四级：木屋顶和难燃烧体墙壁组成的可燃结构，承重墙、隔墙、楼 板等应为难燃烧体，吊顶和屋顶的承重构件、楼梯可为燃烧体
3、防火间距
三级与三级耐火耐火等级民用建筑之间可采用8m的防火间距 四级与四级之间可采用12m的防火间距 一般一、二级耐火等级建筑物之间的防火间距，最小可采用6m
危险性大得多。
一般来说，沸点越低的可燃液体，闪点越低，越容易引起火
灾。
对于同系列的可燃液体，其闪点随分子量的增加而增高；随沸点的增 高而增高；随蒸汽压的降低而增高。
可燃液体混合物的闪点不具有加和性，高闪点液体中即使加入
少量低闪点液体也会大大降低闪点，增加火灾的危险性。不同型号的
油品不准混合使用，若要混合，必须重新测量有关指标。
可燃液体按闪点高低，其火灾危险性可分为甲、乙、 丙三类四种如下表：
类别 甲 乙 丙A
闪点/℃ <28 28~60 60 ~120
物质名称 汽油、原油 煤油、35号轻柴油 重柴油、20号重油
丙B
>120
润滑油、变压器油、
200号重油
3．着火（燃烧）与燃点
着火：着火是可燃物质与火源接触而能够燃烧，并且火源移去后仍能维持燃烧，持续 时间在5s以上的现象。因为可燃物质在某一点引燃以后，该点燃烧所放出的热量足以 把邻近的可燃物质的温度提高到燃烧所必须得温度，火焰就将蔓延开来，燃烧就能继 续维持下去。