可燃固体的燃烧
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一级消防工程师考试消防安全技术实务考点-燃烧类型
一级消防工程师考试消防安全技术实务考点:燃烧类型XX：__________指导：__________日期：__________燃烧类型由于可燃物质存在的状态不同，可分为均一系燃烧和非均一系燃烧。
均一系燃烧指的是燃烧反应在同一相中进行，如氢气在氧气中燃烧。
与其相反的燃烧反应在两相间即是非均一系燃烧，如石油、木材和塑料等液体和固体的燃烧。
可燃性气体的燃烧有混合燃烧和扩散燃烧之分。
可燃性气体预先同空气(或氧气)混合，而后进行的燃烧即为混合燃烧。
若可燃性气体与周围空气一边混合一边燃烧，则称为扩散燃烧，如可燃性气体自管中喷出在管口发生的燃烧，即为扩散燃烧。
混合燃烧反应迅速，火焰传播速度也快，化学爆炸即属于这种形式。
在扩散燃烧中，由于氧进入反应带只是部分参与反应，所以常产生不完全燃烧的碳黑。
可燃液体的燃烧有蒸发燃烧和分解燃烧之分。
液体蒸发产生的蒸气进行燃烧叫蒸发燃烧。
难挥发可燃液体的燃烧是受热后分解产生的可燃性气体进行燃烧，故称为分解燃烧。
液体的蒸发燃烧和分解燃烧的机理和气体燃烧是相同的。
可燃固体燃烧，如木材和煤的燃烧，是由分解产生的可燃气体的燃烧，因此属于分解燃烧。
像硫磺和萘这类可燃固体的燃烧，是先熔融蒸发而后进行燃烧。
因此可看作蒸发燃烧。
固体燃烧一般有火焰产生，故又称火焰型燃烧。
当可燃固体燃烧到最后，分解不出可燃气体时，就剩下炭，此时没有可见火焰，燃烧转为表面燃烧或叫均热型燃烧。
金属的燃烧也是一种表面燃烧。
此外根据燃烧的起因和剧烈程度的不同，又有闪燃、着火以及自燃的区别。
根据燃烧的起因不同，燃烧可分为闪燃、着火和自燃三类。
(1)闪燃与闪点可燃液体的蒸气(包括可升华固体的蒸气)与空气混合后，遇到明火而引起瞬间(延续时间少于5s)燃烧，称为闪燃。
液体能发生闪燃的最低温度，称为该液体的闪点。
闪燃往往是着火先兆，可燃液体的闪点越低，越易着火，火灾危险性越大。
一般称闪点小于或等于45℃的液体为易燃液体，闪点大于45℃的液体为可燃液体。
第八章 可燃固体燃烧
8.4.4 高聚物的热解
表8 - 12 常见聚合物的热解温度及主要热解产物
Байду номын сангаас
8.4.4 高聚物的热解
表8 - 12 常见聚合物的热解温度及主要热解产物
8.4.4 高聚物的热解
在高聚物的燃烧分析中常采用表观反应的研究方法，即不关心具体 的反应步骤和产物成分，而只研究总体的反应现象和反应速度。反 应过程表示如下： (8-29) 对于聚氨酯泡沫材料的动力学分析基本方程同样表示如下:
(1)外界氧浓度。
当外界氧浓度增大时，物质的着火燃烧能力也 将显著提高。火焰温度也会随着氧浓度增大而 升高，而火焰温度的升高，向可燃物表面反馈 的热量也将增多，进而可加速燃烧的发展。
(2)环境温度。
图8 - 3 辐射热对竖直有机玻璃 由下向上火焰传播的影响 (图中数字为外加辐射热通量，单位为kW/)
1.熔点、闪点、燃点、自燃点
表8 - 1 常见高分子物质的自燃点
2.热分解温度
表8 - 2 几种可燃固体的热分解温度及相应的燃点
3.氧指数
表8 - 3 根据氧指数可燃固体的分类
4.比表面积
比表面积是指单位体积固体的表面积。对于相 同的可燃固体，比表面积越大，火灾危险性越 大。特别地，比表面积对可燃粉尘的燃烧与爆 炸性能具有极其重要的影响，它直接关系着爆 炸下限、最小引爆能、最大爆炸压力等参数的 变化。
2. 薄物体点火时间分析
对于薄的固体物体，例如纸张、幕布、窗帘等， 由于其Bi数很小，内部温度可认为是均匀一致的， 因此可采用集总热容法分析，从而确定薄物体 的点火时间。
8.2.3 固体燃烧传播理论
根据能量守恒方程，可以建立火焰传播的基本公式： (8-11)
固体燃烧概述、固体着火理论
（一）外界火源或外加热源 （二）固体材料的性质 （三）固体材料的形状尺寸及表面位置 （四）外加环境因素
第二节 固体着火燃烧理论
一、固体引燃条件和引燃时间 二、固体火焰传播理论 三、固体着火和燃烧的影响因素
（一）外界火源或外加热源 （二）固体材料的性质 （三）固体材料的形状尺寸及表面位置 （四）外加环境因素
而发生的燃烧现象。 例如：木炭、焦炭、铁、铜等 （三）分解燃烧 火源加热——热分解——着火燃烧（关键阶段） 例如：木材、煤、合成塑料、钙塑材料等
第一节 固体燃烧概述
一、固体燃烧的形式
（四）熏烟燃烧（阴燃）
定义：某些物质在堆积或空气不足的条件 下发生的只冒烟而无火焰的燃烧现象。
例如：纸张、锯末、纤维织物、纤维素板、胶乳 橡胶以及某些多孔热固性塑料等
141
第一节 固体燃烧概述
二、评定固体火灾危险性的参数
（四）比表面积
每克物质所具有的总表面积（包括外表面积 和内表面积）定义为比表面，以m2/g表示。粒子 的比表面积(specific surface area)的表示方法 根据计算基准不同可分为体积比表面积SV和重量 比表面积SW。
第一节 固体燃烧概述
t=19s
如果该幕布一面受热通量为20KW/m2的辐射加热，两边热 损失，幕布的吸收率为0.8，求引燃时间。
t=6s
第二节 固体着火燃烧理论
一、固体引燃条件和引燃时间 二、固体火焰传播理论 三、固体着火和燃烧的影响因素
第一节 固体燃烧概述
二、评定固体火灾危险性的参数
（三）自燃点
可燃固体加热到一定程度能自动燃烧的
最低温度。
常见高分子物质的自燃点
物质名称 自燃点(oC) 物质名称 自燃点(oC) 物质名称 自燃点(oC)
第二节 固体着火燃烧理论
一、固体引燃条件和引燃时间 二、固体火焰传播理论 三、固体着火和燃烧的影响因素
（一）外界火源或外加热源 （二）固体材料的性质 （三）固体材料的形状尺寸及表面位置 （四）外加环境因素
而发生的燃烧现象。 例如：木炭、焦炭、铁、铜等 （三）分解燃烧 火源加热——热分解——着火燃烧（关键阶段） 例如：木材、煤、合成塑料、钙塑材料等
第一节 固体燃烧概述
一、固体燃烧的形式
（四）熏烟燃烧（阴燃）
定义：某些物质在堆积或空气不足的条件 下发生的只冒烟而无火焰的燃烧现象。
例如：纸张、锯末、纤维织物、纤维素板、胶乳 橡胶以及某些多孔热固性塑料等
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第一节 固体燃烧概述
二、评定固体火灾危险性的参数
（四）比表面积
每克物质所具有的总表面积（包括外表面积 和内表面积）定义为比表面，以m2/g表示。粒子 的比表面积(specific surface area)的表示方法 根据计算基准不同可分为体积比表面积SV和重量 比表面积SW。
第一节 固体燃烧概述
t=19s
如果该幕布一面受热通量为20KW/m2的辐射加热，两边热 损失，幕布的吸收率为0.8，求引燃时间。
t=6s
第二节 固体着火燃烧理论
一、固体引燃条件和引燃时间 二、固体火焰传播理论 三、固体着火和燃烧的影响因素
第一节 固体燃烧概述
二、评定固体火灾危险性的参数
（三）自燃点
可燃固体加热到一定程度能自动燃烧的
最低温度。
常见高分子物质的自燃点
物质名称 自燃点(oC) 物质名称 自燃点(oC) 物质名称 自燃点(oC)
可燃液体和可燃固体的燃烧
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３.１ 液体的燃烧
• 在闪点温度下只能发生闪燃而不能连续燃烧,这是因为在闪点温度下 的可燃液体蒸发较慢,蒸气量较少,闪燃后即将蒸气烧尽。
• 闪点对可燃液体的防火工作意义很大,根据物质闪点可以区别各种可 燃液体的火灾危险性。例如煤油的闪点是40℃,它在室温(一般为15℃ 左右)情况下与明火接近是不能立即发火的,因为这个温度比闪点低,蒸 发出来的油蒸气很少,不能闪燃,更不能燃烧。只有把煤油加热到40℃ 时才能闪燃,继续加热到燃点温度时,才会燃烧。这就是说,低于闪点温 度时,在液面上不会形成油蒸气与空气的可燃混合气,遇到火种的瞬间 作用也不会燃烧,只有在闪点温度以上才有着火的危险。
• 连锁反应通常分为直链反应和支链反应(图3-2)两种。 • 氢气和氯气的反应是典型的直链反应。直链反应的基本特点是:
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３.１ 液体的燃烧
• 每一个活性粒子(自由基)与作用分子反应后,仅生成一个新的活性粒子 ,自由基(或原子)与价饱和的分子反应时自由基不消失;自由基(或原子) 与价饱和的分子反应时活化能很低。
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３.１ 液体的燃烧
• 蒸发:形成可燃蒸气而燃烧,例如酒精喷灯把酒精预热蒸发后再进行燃 烧。
• 热分解:有些复杂化合物经过热分解的中间过程后,再同氧气化合燃烧, 如蜡烛的石蜡大分子,在火焰温度烘烤下发生分解,产生相对分子质量 较小的可燃气后与氧化合。
• 1.活化能理论 • 物质分子间发生化学反应的首要条件是相互碰撞。在标准状态下,单
• 燃烧的连锁反应理论已被用于指导生产实际。目前广泛使用的高效化 学灭火剂,如1211灭火剂(CF2ClBr)、1202灭火剂(CF2Br2)等,其灭火 原理就是利用了有些燃烧反应为连锁反应的理论。当1211或1202等 与火焰接触时,受热分解产生溴离子,由于溴离子能够与燃烧反应产生 的氢自由基相结合,使氢自由基与氧的连锁反应中断,从而使燃烧反应 停止,火焰熄灭,最后达到灭火的目的。
３.１ 液体的燃烧
• 在闪点温度下只能发生闪燃而不能连续燃烧,这是因为在闪点温度下 的可燃液体蒸发较慢,蒸气量较少,闪燃后即将蒸气烧尽。
• 闪点对可燃液体的防火工作意义很大,根据物质闪点可以区别各种可 燃液体的火灾危险性。例如煤油的闪点是40℃,它在室温(一般为15℃ 左右)情况下与明火接近是不能立即发火的,因为这个温度比闪点低,蒸 发出来的油蒸气很少,不能闪燃,更不能燃烧。只有把煤油加热到40℃ 时才能闪燃,继续加热到燃点温度时,才会燃烧。这就是说,低于闪点温 度时,在液面上不会形成油蒸气与空气的可燃混合气,遇到火种的瞬间 作用也不会燃烧,只有在闪点温度以上才有着火的危险。
• 连锁反应通常分为直链反应和支链反应(图3-2)两种。 • 氢气和氯气的反应是典型的直链反应。直链反应的基本特点是:
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３.１ 液体的燃烧
• 每一个活性粒子(自由基)与作用分子反应后,仅生成一个新的活性粒子 ,自由基(或原子)与价饱和的分子反应时自由基不消失;自由基(或原子) 与价饱和的分子反应时活化能很低。
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３.１ 液体的燃烧
• 蒸发:形成可燃蒸气而燃烧,例如酒精喷灯把酒精预热蒸发后再进行燃 烧。
• 热分解:有些复杂化合物经过热分解的中间过程后,再同氧气化合燃烧, 如蜡烛的石蜡大分子,在火焰温度烘烤下发生分解,产生相对分子质量 较小的可燃气后与氧化合。
• 1.活化能理论 • 物质分子间发生化学反应的首要条件是相互碰撞。在标准状态下,单
• 燃烧的连锁反应理论已被用于指导生产实际。目前广泛使用的高效化 学灭火剂,如1211灭火剂(CF2ClBr)、1202灭火剂(CF2Br2)等,其灭火 原理就是利用了有些燃烧反应为连锁反应的理论。当1211或1202等 与火焰接触时,受热分解产生溴离子,由于溴离子能够与燃烧反应产生 的氢自由基相结合,使氢自由基与氧的连锁反应中断,从而使燃烧反应 停止,火焰熄灭,最后达到灭火的目的。
第七节 可燃固体的燃烧
第七节 可燃固体的燃烧
序
可燃固体是指在标准状态下的空气中遇着 火源的作用可发生燃烧的固体。比方说磷、 硫磺、火柴、纸等都属于可燃固体。固体 可燃物在自然界中广泛存在，它们种类繁 多，结构和性质也各不相同，燃烧形式多 种多样，是火灾中最常见最重要的燃烧对 象。了解了固体的燃烧性能，对防灭火有 重要的现实意义。
五、高分子化合物的燃烧
我们在日常的装修当中，经常会使用塑料、 橡胶和合成纤维等材料，这些材料都是由 高分子组成的；所以有必要学习一下这些 物质的燃烧特点。它是由许多重复的较小 单元所组成的较大分子。它燃烧的特点是 不仅能发生燃烧，且燃烧时能熔化，并在 表面上能炭化，放出大量的烟，一氧化碳 及其他气体。
防火管理教研室
遇热不分解的固体：木炭、镁条等金属则 在固体表面直接与氧发生无焰燃烧。其燃 烧历程是： 燃烧固体 触氧 燃烧 这种燃烧叫固 体表面燃烧。
三、固体物质的阴燃
阴燃是一些固体可燃物质在供氧不足的条 件下特有的一种燃烧现象。物质在发生阴 燃时，燃烧速度缓慢，没有火焰产生，但 在一般情况下会有温度升高的迹象并生成 烟雾。阴燃是供氧不足的结果。没有火焰 产生的原因是由于供氧不足使燃烧温度较 低，导致可燃固体不能分解出足够的可燃 气，因而也就不会发生气相的有焰燃烧。 阴燃是固体燃烧的唯一特性。
一、固体燃烧过程概述
易升华的物质燃烧：固体物质受热等易因其 性质不同，各有其不同的燃烧过程。在燃烧过程 中容易升华的固体在燃烧过程当中是先升华为蒸 气，蒸气再与空气发生有焰燃烧。过程为：
燃烧固体 挥发 触氧 这个过程叫升华式燃烧。
燃烧
易熔化的固体的燃烧：蜡烛、松香等易熔 物质是先熔融为液体，再蒸发为蒸气，蒸 气再与空气发生有焰燃烧。这些固体表面 上的火焰，在气相中和蒸气着的固体表面 处保持着很短的距离，一旦火焰稳定下来， 火焰通过辐射和气体导热将热量供给蒸发 表面，促使固体逐层蒸发，从而使燃烧更 快地进行。这种燃烧叫熔融式燃烧。 燃烧固体 熔融 蒸发 触氧 燃烧
序
可燃固体是指在标准状态下的空气中遇着 火源的作用可发生燃烧的固体。比方说磷、 硫磺、火柴、纸等都属于可燃固体。固体 可燃物在自然界中广泛存在，它们种类繁 多，结构和性质也各不相同，燃烧形式多 种多样，是火灾中最常见最重要的燃烧对 象。了解了固体的燃烧性能，对防灭火有 重要的现实意义。
五、高分子化合物的燃烧
我们在日常的装修当中，经常会使用塑料、 橡胶和合成纤维等材料，这些材料都是由 高分子组成的；所以有必要学习一下这些 物质的燃烧特点。它是由许多重复的较小 单元所组成的较大分子。它燃烧的特点是 不仅能发生燃烧，且燃烧时能熔化，并在 表面上能炭化，放出大量的烟，一氧化碳 及其他气体。
防火管理教研室
遇热不分解的固体：木炭、镁条等金属则 在固体表面直接与氧发生无焰燃烧。其燃 烧历程是： 燃烧固体 触氧 燃烧 这种燃烧叫固 体表面燃烧。
三、固体物质的阴燃
阴燃是一些固体可燃物质在供氧不足的条 件下特有的一种燃烧现象。物质在发生阴 燃时，燃烧速度缓慢，没有火焰产生，但 在一般情况下会有温度升高的迹象并生成 烟雾。阴燃是供氧不足的结果。没有火焰 产生的原因是由于供氧不足使燃烧温度较 低，导致可燃固体不能分解出足够的可燃 气，因而也就不会发生气相的有焰燃烧。 阴燃是固体燃烧的唯一特性。
一、固体燃烧过程概述
易升华的物质燃烧：固体物质受热等易因其 性质不同，各有其不同的燃烧过程。在燃烧过程 中容易升华的固体在燃烧过程当中是先升华为蒸 气，蒸气再与空气发生有焰燃烧。过程为：
燃烧固体 挥发 触氧 这个过程叫升华式燃烧。
燃烧
易熔化的固体的燃烧：蜡烛、松香等易熔 物质是先熔融为液体，再蒸发为蒸气，蒸 气再与空气发生有焰燃烧。这些固体表面 上的火焰，在气相中和蒸气着的固体表面 处保持着很短的距离，一旦火焰稳定下来， 火焰通过辐射和气体导热将热量供给蒸发 表面，促使固体逐层蒸发，从而使燃烧更 快地进行。这种燃烧叫熔融式燃烧。 燃烧固体 熔融 蒸发 触氧 燃烧
防火防爆理论与技术第6章
动力燃烧：爆炸式燃烧，粉尘爆炸、炸药爆炸及轰 燃
第一节 固体燃烧概述
• 评价固体可燃物危险性的参数
燃点、熔点、闪点： 热分解温度：固体受热发生分解的初始温度 自燃点：加热到一定程度能自行燃烧的最低温度 比表面积：单位体积所包含的表面积
氧指数：在规定的条件下，维持物质燃烧的氧氮混 合气中的最低氧含量的体积百分数。可以据氧指数 划分材料燃烧性能
如果物体一面受辐射热，另一面不绝热，则
Qr ti ln 2h Qr 2h Ti T0
ห้องสมุดไป่ตู้C
第一节 固体燃烧概述
• 固体火焰传播理论
火势发展快慢取决于：火焰传播速度和可燃物面积
燃烧起始表面：固体火焰传播时正在燃烧的表面和 未燃物质之间的界面，穿过这个界面的传热速率决 定了火焰传播或火灾蔓延的速度 火焰传播基本方程：
第五节 炸药爆炸
• 炸药的起爆
起爆能：使炸药活化发生爆炸反应所需的外部能量 起爆：引起炸药爆炸的过程 起爆能包括：
• 热能：火焰、火星和电热，工业雷管的起爆 • 机械能：撞击、摩擦、针刺，武器弹药的激发 • 爆炸冲能：起爆药产生的爆轰波及产物流动能，猛炸药
起爆机理：
• 热量起爆机理 • 机械能起爆机理：热点学说 • 爆炸冲能起爆机理：
• 粉尘爆炸的条件
粉尘要有爆炸性； 悬浮于空气中的粉尘有一定浓度； 一定的氧气含量； 足够的点火能量。
第六节 粉尘爆炸
• 粉尘爆炸机理
气相着火机理（均相着火机理）
表面非均相着火机理
第六节 粉尘爆炸
• 粉尘爆炸特点
反应感应期长、反应速度小； 释放能量大，破坏性强； 易于发生二次或多次爆炸； 反应产物不完全燃烧，产生有毒气体。两类。
第一节 固体燃烧概述
• 评价固体可燃物危险性的参数
燃点、熔点、闪点： 热分解温度：固体受热发生分解的初始温度 自燃点：加热到一定程度能自行燃烧的最低温度 比表面积：单位体积所包含的表面积
氧指数：在规定的条件下，维持物质燃烧的氧氮混 合气中的最低氧含量的体积百分数。可以据氧指数 划分材料燃烧性能
如果物体一面受辐射热，另一面不绝热，则
Qr ti ln 2h Qr 2h Ti T0
ห้องสมุดไป่ตู้C
第一节 固体燃烧概述
• 固体火焰传播理论
火势发展快慢取决于：火焰传播速度和可燃物面积
燃烧起始表面：固体火焰传播时正在燃烧的表面和 未燃物质之间的界面，穿过这个界面的传热速率决 定了火焰传播或火灾蔓延的速度 火焰传播基本方程：
第五节 炸药爆炸
• 炸药的起爆
起爆能：使炸药活化发生爆炸反应所需的外部能量 起爆：引起炸药爆炸的过程 起爆能包括：
• 热能：火焰、火星和电热，工业雷管的起爆 • 机械能：撞击、摩擦、针刺，武器弹药的激发 • 爆炸冲能：起爆药产生的爆轰波及产物流动能，猛炸药
起爆机理：
• 热量起爆机理 • 机械能起爆机理：热点学说 • 爆炸冲能起爆机理：
• 粉尘爆炸的条件
粉尘要有爆炸性； 悬浮于空气中的粉尘有一定浓度； 一定的氧气含量； 足够的点火能量。
第六节 粉尘爆炸
• 粉尘爆炸机理
气相着火机理（均相着火机理）
表面非均相着火机理
第六节 粉尘爆炸
• 粉尘爆炸特点
反应感应期长、反应速度小； 释放能量大，破坏性强； 易于发生二次或多次爆炸； 反应产物不完全燃烧，产生有毒气体。两类。
【安全课件】第6章 可燃固体的燃烧
（3）ATH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
问题二：磷系阻燃剂的阻燃原理
分解释放磷酸 聚合生成聚磷酸
脱水炭化
水蒸气
焦碳
吸热作用 稀释作用 覆盖效应 隔热作用
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 2.比重较大的卤化氢覆盖在材料表面阻碍空气的扩散
含氟
不燃，但强热时释放腐蚀性毒气HF
酚醛树脂
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
二、木材和煤的燃烧
思考：
1. 煤和木材的燃烧都属于热分解式燃烧， 二者有何异同？
2. 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 无影响？如何影响？
（一）木材的燃烧 1.木材组成：
3.最小引燃能
五、影响粉尘爆炸的因素(6)
1. 粉尘的物理化学性质 2. 2. 粉尘的粒度和浓度 3. 3. 可燃气体和惰性成分的含量 4. 4. 粉尘所处的爆炸环境 5. 5. 火源强度和点火方式 6. 6. 容器的影响
五、影响粉尘爆炸的因素(6)
1. 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（ ） b：燃烧热越高，越（ ）爆炸 c：氧化反应速度越快，爆炸越（ ）发生 d：容易带电的粉尘，越（ ）发生爆炸
3.香烟的燃烧过程与木材有何区别？ 4.我们常说的“死灰复燃”是如何发生的？有何
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
料的阻燃性能？
第六章 可燃固体的燃烧
思考：
1.香烟的燃烧过程与木材有何区别？
2.我们常说的“死灰复燃”是如何发生 的？ 有何危害？如何避免？
（4）氢氧化铝的存在可能有转移效应
问题二：磷系阻燃剂的阻燃原理
分解释放磷酸 聚合生成聚磷酸
脱水炭化
水蒸气
焦碳
吸热作用 稀释作用 覆盖效应 隔热作用
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 2.比重较大的卤化氢覆盖在材料表面阻碍空气的扩散
含氟
不燃，但强热时释放腐蚀性毒气HF
酚醛树脂
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
二、木材和煤的燃烧
思考：
1. 煤和木材的燃烧都属于热分解式燃烧， 二者有何异同？
2. 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 无影响？如何影响？
（一）木材的燃烧 1.木材组成：
3.最小引燃能
五、影响粉尘爆炸的因素(6)
1. 粉尘的物理化学性质 2. 2. 粉尘的粒度和浓度 3. 3. 可燃气体和惰性成分的含量 4. 4. 粉尘所处的爆炸环境 5. 5. 火源强度和点火方式 6. 6. 容器的影响
五、影响粉尘爆炸的因素(6)
1. 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（ ） b：燃烧热越高，越（ ）爆炸 c：氧化反应速度越快，爆炸越（ ）发生 d：容易带电的粉尘，越（ ）发生爆炸
3.香烟的燃烧过程与木材有何区别？ 4.我们常说的“死灰复燃”是如何发生的？有何
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
料的阻燃性能？
第六章 可燃固体的燃烧
思考：
1.香烟的燃烧过程与木材有何区别？
2.我们常说的“死灰复燃”是如何发生 的？ 有何危害？如何避免？
可燃固体燃烧
（一）外界火源或外加热源
点火源必须处于可燃挥发份的气流之内 才能使固体引燃。 加热速率越大，固体越容易被引燃。
第一节
固体着火燃烧理论
三、固体着火和燃烧的影响因素
（一）外界火源或外加热源
（二）固体材料的性质 熔点 热分解温度 气化热（LV） 燃烧热 热惯性（kρc）
第一节
固体着火燃烧理论
三、固体着火和燃烧的影响因素
聚酰胺
醋酸纤维素 硝酸纤维素
第一节
（四）比表面积
固体燃烧概述
二、评定固体火灾危险性的参数
（五）氧指数
定义：在规定条件下，刚好维持物质 燃烧时的混合气体中最低氧含量的体积百分数。
易燃 难燃 高难燃(不燃) ＞27 氧指数范 ＜22 22~27 围
第一节
固体燃烧概述
二、评定固体火灾危险性的参数
（一）熔点、闪点和燃点
（一）外界火源或外加热源
（二）固体材料的性质 （三）固体材料的形状尺寸及表面位置 比表面积大，增大与氧气接触机会，容易点燃； 薄物体表面导热能力强，比厚物体容易着火燃烧。 相同材料、相同外界条件，位置不同引起燃烧速 度的不同。
三、固体着火和燃烧的影响因素
（三）固体材料的形状尺寸及表面位置
第一节
固体着火燃烧理论
（二）热分解温度
（三）自燃点 （四）比表面积 （五）氧指数
第一节
固体着火燃烧理论一、固来自引燃条件和引燃时间 二、固体火焰传播理论
三、固体着火和燃烧的影响因素
（一）外界火源或外加热源
（二）固体材料的性质 （三）固体材料的形状尺寸及表面位置 （四）外加环境因素
第一节
固体着火燃烧理论
三、固体着火和燃烧的影响因素
第二节 几种典型物质的自燃
点火源必须处于可燃挥发份的气流之内 才能使固体引燃。 加热速率越大，固体越容易被引燃。
第一节
固体着火燃烧理论
三、固体着火和燃烧的影响因素
（一）外界火源或外加热源
（二）固体材料的性质 熔点 热分解温度 气化热（LV） 燃烧热 热惯性（kρc）
第一节
固体着火燃烧理论
三、固体着火和燃烧的影响因素
聚酰胺
醋酸纤维素 硝酸纤维素
第一节
（四）比表面积
固体燃烧概述
二、评定固体火灾危险性的参数
（五）氧指数
定义：在规定条件下，刚好维持物质 燃烧时的混合气体中最低氧含量的体积百分数。
易燃 难燃 高难燃(不燃) ＞27 氧指数范 ＜22 22~27 围
第一节
固体燃烧概述
二、评定固体火灾危险性的参数
（一）熔点、闪点和燃点
（一）外界火源或外加热源
（二）固体材料的性质 （三）固体材料的形状尺寸及表面位置 比表面积大，增大与氧气接触机会，容易点燃； 薄物体表面导热能力强，比厚物体容易着火燃烧。 相同材料、相同外界条件，位置不同引起燃烧速 度的不同。
三、固体着火和燃烧的影响因素
（三）固体材料的形状尺寸及表面位置
第一节
固体着火燃烧理论
（二）热分解温度
（三）自燃点 （四）比表面积 （五）氧指数
第一节
固体着火燃烧理论一、固来自引燃条件和引燃时间 二、固体火焰传播理论
三、固体着火和燃烧的影响因素
（一）外界火源或外加热源
（二）固体材料的性质 （三）固体材料的形状尺寸及表面位置 （四）外加环境因素
第一节
固体着火燃烧理论
三、固体着火和燃烧的影响因素
第二节 几种典型物质的自燃
第七章 可燃固体废物的焚烧
2.一氧化碳Leabharlann 由于一氧化碳燃烧所需的活化能很高，它是燃烧不完全过 程中的主要代表性产物。
氧气含量越高，越有利于CO转化成CO2。 不过事实上，焚烧过程中会夹杂碳颗粒，只要燃烧反应仍
能继续进行，就有可能产生CO。焚烧炉二次燃烧室理想 的设计为炉温在1000℃，废气停留时间1s。 焚烧氯化物时，由于有急性氯化物的化学性质大多数较为 稳定，常以CO的含量来判断燃烧反应完全与否。
当空气不足，燃料过剩时，燃烧产物中残留有燃 料而产生黑烟，称之为还原焰燃烧；
当空气过剩时，称之为氧化焰燃烧。
固体燃烧
火焰燃烧是氧化反应现象，焚烧时，都是从固体 状态转化为气体的碳氢化合物，然后才能与氧进 行燃烧。
但是固体废物不能像液体一样直接挥发到气相， 需要先经过热裂解，产生成分复杂的碳氢化合物， 这些化合物从废物表面挥发，随之与氧气接触， 快速燃烧。
过剩空气比=21/（21-过剩氧百分比）
焚烧废液、废气时，过剩空气量一般取 20%~30%的理论空气量；
焚烧固体废物时，需要较高的数值，通常为理论 需氧量的50%~90%，过剩空气系数1.5~1.9， 有时甚至在2以上。
控制参数的关系
过剩空气率由进料速率即助燃空气供应速率即可 决定；
气体停留时间由燃烧室几何形状、供应助燃空气 速率和废气生产率决定；
助燃空气供应量直接影响到燃烧室中的温度和流 场混合程度，燃烧温度影响垃圾焚化的效率。
焚烧温度和停留时间有密切关系。
主要焚烧参数计算
燃烧需要空气量
1.理论燃烧空气量 理论燃烧空气量之废物完全燃烧时，所需要的最低空气
量，一般以A0表示。
体积基准
A0 (m3
/
k g)
1 0.21
固体燃烧概述
( h)
二、木材和煤的燃烧
（二）煤的燃烧
1、煤的热解过程（加热温度设为t） t＜105℃：析出吸留气体和水分；
t＝200－300℃：软化成塑，析出CO、CO2；
t＝300－550℃：析焦油、[CH]、CO、CO2 ；
t＝500－750℃：半焦分解，析出含H较多气体；
t＝760－1000℃：半焦成焦炭，析出少量 以氢 为主的气体。
5、木垛的燃烧
（2）燃烧时间 成卷、成捆或成垛的木材、纸张等在火灾条件下 ，燃烧的时间可按下面经验公式估算：
H w W t Kl (h)
式中，Δ Hw为可燃物的燃烧热，kJ／kg；W为单位面 积上可燃物的重量，kg／m2；Kl为常数，木材类可燃 物的K l值取 837200kJ／（m2· h）；β 为取决于 W的 系数。
0.5
AV b AS
1.1
式中，b和N分别为木垛中单个木材的粗细度和木垛的 层数；Av和As分别为木垛竖直通风井的外露面积和所有 木材的外表面积。
③ 常用 R·b1.6来标定木垛的燃烧速度（R是 质量百分损失速率）。 R· b1.6对 φ 的曲线可 用图表示。从该图中看出：
φ ＜ 0.08时，木垛的燃烧速度与φ 成线性关系； φ = 0. 1～ 0.4时，木垛的燃烧速度与φ 几乎无关； φ ＞ 0.4时，木垛不能维持燃烧。
难燃，火焰呈黄色，无溶滴，有炭瘤释放Cl2 HCl HF COCl 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
（四） 影响因素 1、热源温度； 2、物质的理化特性; 热容、导热系数、热稳定性等 3、环境氧浓度等
这起火灾共烧死323人，直接经济损失210.9万元。因 舞台上方的照明灯燃着幕布蔓延成灾，室内装饰装修 及舞台用品大量采用易燃及高分子材料，发生火灾时 产生大量有毒、可燃气体，使现场人员短时间内便中 毒窒息，丧失逃生能力。该馆在1991年装修时，观众 厅吊顶采用大量五合板，观众座椅包装物为木材、海 绵、麻织物、化纤布。舞台上和各种幕布均为化纤、 塑料及轻金属制品，且都未做任何阻燃处理。后经对 现场遗留残存物进行气相色谱等技术检测，这些物质 在燃烧时可生成一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二 氧化氮、乙烯等有毒和可燃气体。大量的有毒和可燃 气体不仅会加快燃烧速度，而且可使人在短时间内窒 息死亡。
12可燃固体燃烧
一、固体引燃条件和引燃时间 二、固体火焰传播理论 三、固体着火和燃烧的影响因素
（一）外界火源或外加热源 （二）固体材料的性质 （三）固体材料的形状尺寸及表面位置 （四）外加环境因素
第一节 固体着火燃烧理论
三、固体着火和燃烧的影响因素
（一）外界火源或外加热源 点火源必须处于可燃挥发份的气流之内
二、煤、植物、涂油物的自燃 （一）煤的自燃 （二）植物自燃 （三）涂油物的自燃
第二节 几种典型物质的自燃
一、易自燃的化合物与单质 （一）与水作用发生自燃的物质
1、活泼金属：碱金属和某些碱土金属 2Na+2H2O→NaOH+H2↑+371.5kJ 2H2+O2→2H2O+438.6kJ
Na
第二节 几种典型物质的自燃
三、固体着火和燃烧的影响因素
（四）外加环境因素 3、氧浓度
火焰传播速度(mm/s)
100 10 1.0
0 10
100
1000 压力(KPa)
三、固体着火和燃烧的影响因素
（四）外加环境因素 4、环境温度
火焰传播速度(mm/s)
10 1.0 0.1 0.01
10
0 kW/m2
102
103
104 预热时间(s)
2KClO3+3S → 2KCl+3SO2 2、过氧化纳（或高锰酸钾）与硫粉混合后摩 擦立即燃烧
2Na2O2+S → 2Na2O+SO2
一、易自燃的化合物与单质 （四）与氧化剂混合在摩擦或撞击下能着火或 爆炸的可燃固体
3、氯酸钾与红磷混合，稍一摩擦立即燃烧 5KClO3+6P → 5KCl+3P2O5
该学说最早由英国人（Plolt和Berzelius）于十七世纪提
（一）外界火源或外加热源 （二）固体材料的性质 （三）固体材料的形状尺寸及表面位置 （四）外加环境因素
第一节 固体着火燃烧理论
三、固体着火和燃烧的影响因素
（一）外界火源或外加热源 点火源必须处于可燃挥发份的气流之内
二、煤、植物、涂油物的自燃 （一）煤的自燃 （二）植物自燃 （三）涂油物的自燃
第二节 几种典型物质的自燃
一、易自燃的化合物与单质 （一）与水作用发生自燃的物质
1、活泼金属：碱金属和某些碱土金属 2Na+2H2O→NaOH+H2↑+371.5kJ 2H2+O2→2H2O+438.6kJ
Na
第二节 几种典型物质的自燃
三、固体着火和燃烧的影响因素
（四）外加环境因素 3、氧浓度
火焰传播速度(mm/s)
100 10 1.0
0 10
100
1000 压力(KPa)
三、固体着火和燃烧的影响因素
（四）外加环境因素 4、环境温度
火焰传播速度(mm/s)
10 1.0 0.1 0.01
10
0 kW/m2
102
103
104 预热时间(s)
2KClO3+3S → 2KCl+3SO2 2、过氧化纳（或高锰酸钾）与硫粉混合后摩 擦立即燃烧
2Na2O2+S → 2Na2O+SO2
一、易自燃的化合物与单质 （四）与氧化剂混合在摩擦或撞击下能着火或 爆炸的可燃固体
3、氯酸钾与红磷混合，稍一摩擦立即燃烧 5KClO3+6P → 5KCl+3P2O5
该学说最早由英国人（Plolt和Berzelius）于十七世纪提
固体可燃物
qe qE cos
式中，qE’为二氧化碳激光器的热辐射强度；θ为固体表面与水平面的夹 角。
第三节小固节体名可燃物 中的火灾蔓延
图 4-11 固体着火之后内部温度分布测量装置 如果用qJ’’表示火焰向固体每单位表面积上的热辐射通量，qP’表示 每单位表面积的固体热分解、气化时所需要的热流通量，qc’’表示每单 位固体表面上向固体内部传入的热通量，上述各量应有下述关系：
第三节小固节体名可燃物 中的火灾蔓延
一、塑料等人工 合成固体* 二、木材等天然 固体 三、薄片固体
图4-8 火沿塑料棒蔓延过程图
从图4-8可以看出，着火的部位不同，传热情况不同，所以火蔓延 的速度也不同。在无相对风速条件下，下端着火、火向上蔓延时，因燃 烧后的高温燃气流经未燃烧部分的表面，所以对流换热作用很强，未燃 烧部分通过
前面所讨论的塑料棒或板的燃烧，只涉及到材料的儿何形状、着 二、木材等天然 火位置、环境条件等对燃烧过程的影响，而役有考虑燃烧过程中固体可 固体 燃物受热后液化或结焦的影嗬。受热后液化的可燃物，其燃烧特性其有 三、薄片固体 液体燃料燃烧特性。受热后结焦的可燃物，会在表面形成一层焦壳，焦 壳一般都具有较强的隔热性，可使内层物质不受高温的影响。所以对上 述两种情况燃烧特性的讨论必须结合可燃物的性能进行。由于可燃物种 类繁多，使德此项土作难进行，目前多采用实验测量办法给出实验数据。
（Tv）同固体可燃物的表面温度差（Tv-Ts）成反比；在板厚度较大时，
第三节小固节体名可燃物 中的火灾蔓延
火蔓延速度（VF）与 (Tv-Ts)2 成反比。这说明：对于厚度大的固体可燃 物，其表面温度对火蔓延速度有显著影响。图4-10为下端着火，向上蔓 延火的热分解、气化区的扩大速度（Vp）与着火距离之间的关系。
式中，qE’为二氧化碳激光器的热辐射强度；θ为固体表面与水平面的夹 角。
第三节小固节体名可燃物 中的火灾蔓延
图 4-11 固体着火之后内部温度分布测量装置 如果用qJ’’表示火焰向固体每单位表面积上的热辐射通量，qP’表示 每单位表面积的固体热分解、气化时所需要的热流通量，qc’’表示每单 位固体表面上向固体内部传入的热通量，上述各量应有下述关系：
第三节小固节体名可燃物 中的火灾蔓延
一、塑料等人工 合成固体* 二、木材等天然 固体 三、薄片固体
图4-8 火沿塑料棒蔓延过程图
从图4-8可以看出，着火的部位不同，传热情况不同，所以火蔓延 的速度也不同。在无相对风速条件下，下端着火、火向上蔓延时，因燃 烧后的高温燃气流经未燃烧部分的表面，所以对流换热作用很强，未燃 烧部分通过
前面所讨论的塑料棒或板的燃烧，只涉及到材料的儿何形状、着 二、木材等天然 火位置、环境条件等对燃烧过程的影响，而役有考虑燃烧过程中固体可 固体 燃物受热后液化或结焦的影嗬。受热后液化的可燃物，其燃烧特性其有 三、薄片固体 液体燃料燃烧特性。受热后结焦的可燃物，会在表面形成一层焦壳，焦 壳一般都具有较强的隔热性，可使内层物质不受高温的影响。所以对上 述两种情况燃烧特性的讨论必须结合可燃物的性能进行。由于可燃物种 类繁多，使德此项土作难进行，目前多采用实验测量办法给出实验数据。
（Tv）同固体可燃物的表面温度差（Tv-Ts）成反比；在板厚度较大时，
第三节小固节体名可燃物 中的火灾蔓延
火蔓延速度（VF）与 (Tv-Ts)2 成反比。这说明：对于厚度大的固体可燃 物，其表面温度对火蔓延速度有显著影响。图4-10为下端着火，向上蔓 延火的热分解、气化区的扩大速度（Vp）与着火距离之间的关系。
固体可燃物的燃烧方式有哪些
固体可燃物的燃烧方式有哪些
蒸发燃烧：硫、磷、钾、钠、蜡烛、松香、沥青等可燃固体，在受到火源加热时先熔融蒸发，然后蒸气与氧气发生燃烧反应
表面燃烧：可燃固体（如木炭、焦炭、铁、铜等）的燃烧反应
分解燃烧：可燃固体，如木材、煤、合成塑料、钙塑料等，在收到火源加热时发生的热分解燃烧
熏烟燃烧（阴燃）：可燃固体在空气不流通、加热温度较低、含水分较多等条件下，通常发生只冒烟而无火焰的燃烧现象，这就是熏烟燃烧。
动力燃烧（爆炸）：可燃固体或其分解析出的可燃挥发遇到火源所发生的爆炸燃烧，主要包括可燃粉尘爆炸、炸药爆炸、轰燃等。