物质爆炸浓度极限

一、燃烧和火灾的条件  
氧化剂、可燃物、点火源，即燃烧的三要素。 
二、燃烧（火灾）过程和形式
1.燃烧过程 
可燃物质的聚集状态不同，其受热后所发生的燃烧过程也不同。除结构简单的可燃气体（如氢气）外，大多数可燃物质的燃烧并非是物质本身在燃烧，而是物质受热分解出的气体或液体蒸气在气相中的燃烧。 

2.燃烧形式 
气态可燃物通常为扩散燃烧，即可燃物和氧边混合边燃烧；液态可燃物（包括受热后先液化后燃烧的固态可燃物）通常先蒸发为可燃蒸汽，可燃蒸汽与氧化剂发生燃烧；固态可燃物显示通过热解等过程产生可燃气体，可燃气体与氧化剂再发生燃烧。 
可燃物质在空气中燃烧的形式有5种： 

三、火灾的分类
（1）按物质的燃烧特性将火灾分为6类： 
A类火灾：固体物质火灾，通常具有有机物质，在燃烧时能产生灼热灰烬，如木材、棉、毛、麻、纸。 
B类火灾：液体和可熔化的固体物质火灾，如汽油、煤油、柴油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾等。 
C类火灾：气体火灾，如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气火灾等。 
D类火灾：金属火灾，如钾、钠、镁，钛、锆、锂、铝镁合金火灾等。 
E类火灾：带电火灾，是物体带电燃烧的火灾，如发电机、电缆、家用电器等。 
F类火灾：烹饪器具内烹饪物火灾，如动植物油脂等。 
（1）按照一次火灾事故造成的人员伤亡情况和直接财产损失的严重程度，火灾等级划分为4类： 

四、火灾基本概念及参数
1.引燃能（最小点火能） 
引燃能是指释放能够触发初始燃烧化学反应的能量，也叫最小点火能，影响其反应发生的因素包括温度、释放的能量、热量和加热时间。 
2.着火延滞期（诱导期） 
着火延滞期也称着火诱导期或感应期，指可燃性物质和助燃气体的混合物在高温下从开始暴露到起火的时间或混合气着火前自动加热的时间，在燃烧过程中又称为着火延滞期或着火落后期，单位ms。  
3.闪燃
闪燃是在一定温度下，在液体表面上能产生足够的可燃蒸气，遇火能产生一闪即灭的燃烧现象。蒸发出来的气体仅能维持一刹那的燃烧，而来不及补充新的蒸气以维持稳定的燃烧。 
4.闪点
发生闪燃的最低温度，称为该物质的闪点。 一般情况下闪点越低，火灾危险性越大。 
5.燃点（着火点） 
着火是指可燃物与火源接触而燃烧，并且在火源移去后仍能继续保持燃烧的现象。 可燃物质发生着火的最低温度为燃点（着火点）。 一般情况燃点（着火点）越低，火灾危险性越大。 
6.阴燃
没有火焰和可见光的燃烧现象称为阴燃。通常会产生烟和温度升高，是处于燃烧初期的一种燃烧现象。 
7.自燃点
自燃是指可燃物在没有外界火源的作用下，靠自热或外热而发生燃烧的现象。物质自燃分为自热自燃和受热自燃两种。 
液体和固体可燃物受热分解并析出来的可燃气体挥发物越多（同一物质不同条件），其自燃点越低；固体可燃物粉碎得越细，其自燃点越低。 一般情况下，密度越大（不同物质），闪点越高而自燃点越低。例如，油品的密度：汽油<煤油<轻柴油<重柴油<蜡油<渣油其密度依次升高，而其闪点也依次升高，但自燃点则依次降低。  
五、典型火灾的发展规律 
分为初起期、发展期、最盛期、减弱至熄灭期。 
①初起期主要特征是冒烟、阴燃。 
②发展期，轰燃就发生在这一阶段。 
③最盛期的火灾燃烧方式是通风控制火灾，火势的大小由建筑物的通风情况决定。 
④减弱至熄灭期是火灾由最盛期开始消减直至熄灭的阶段，熄灭的原因可以是燃料不足、灭火系统的作用等。 某些情况下，建筑物内可燃物、通风条件不同，火灾有可能达不到最盛期，而是缓慢发展后就熄灭了。 
六、燃烧机理 
1.活化能理论 
分子发生化学反应，首要条件是相互碰撞。但是参加反应的分子只是一部分，这一部分分子称为活化分子。使普通分子吸收的能量转化为活化分子的量称为活化能。温度越高，分子的运动越快。 
2.过氧化物理论 
燃烧反应中，首先是氧分子在热能下活化，并生成氧键—O—O—，氧键加在被氧化物上成为过氧化物。而后由过氧化物继续氧化其他被氧化物。 
3.链反应理论 
气态分子之间的作用，是活性分子先离解成自由基（游离基），然后自由基与另一分子作用产生一个新的自由基，新基与分子反应生成另一个新基……如此延续下去形成一系列的反应，直至反应物耗尽或因某种因素使链中断而造成反应终止。 

一、爆炸的特征

（1）爆炸过程高速进行

（2）爆炸点附近压力急剧升高，伴有温度升高【最主要特征】 

（3）发出或大或小的响声

（4）周围介质发生震动或邻近的物质遭到破坏

 二、爆炸分类

 三、爆炸破坏作用

四、可燃气体爆炸

五、物质爆炸浓度极限

爆炸浓度极限（爆炸极限）定义：可燃性气体、蒸气或可燃粉尘与空气（或氧）在一定浓度范围内混合，遇到火源发生爆炸的浓度范围。  

爆炸下限定义：能发生爆炸的最低浓度；

爆炸上限定义：能发生爆炸的最高浓度。

危险度H：爆炸上限、下限之差与爆炸下限浓度之比值表示其。

H值越大，爆炸极限范围越宽，爆炸危险性越大。

六、爆炸浓度极限影响因素

1.燃烧的定义
可燃物与氧化剂发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和发烟。
2.火灾定义
将火灾定义为在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。
3.燃烧（火灾）发生的必要条件
同时具备氧化剂、可燃物、点火源，即燃烧的三要素。

燃烧的形式一般有5种，即（气态可燃物）扩散燃烧、混合燃烧；（液态可燃物）蒸发燃烧；（固态可燃物）分解燃烧和表面燃烧。
（1）扩散燃烧。可燃气体从管道、容器的裂缝（阀门）流向空气，可燃物与空气分子互相扩散、混合，达到爆炸极限范围内的可燃气体遇到火源着火并能形成稳定火焰的燃烧，如家用燃气设备的燃烧。
扩散燃烧：
特点一、燃烧前一定存在混合的过程。
特点二、燃烧一定发生在裂缝和阀门处，不会蔓延扩散、所以扩散燃烧在没有有效封堵措施的前提下，切忌盲目灭火。
（2）混合燃烧。可燃气体和助燃气体在管道、容器内混合，混合气体的浓度在爆炸极限范围内，遇到火源后快速进行的燃烧，煤气、液化石油气泄露并与空气混合后遇到明火发生的燃烧为混合燃烧。
（3）蒸发燃烧（液体燃烧的典型形式），可燃液体在火源和热源的作用下，蒸发出的蒸气发生氧化分解而进行的燃烧，称为蒸发燃烧。如酒精、汽油、乙醚等易燃液体的燃烧。
（4）分解燃烧。可燃物质在燃烧过程中首先遇热分解出可燃性气体，分解出的可燃性气体再与氧进行的燃烧，称为分解燃烧。如木材、纸、油脂一类的高沸点固体可燃物的燃烧。
（5）表面燃烧。如炭、箔状或粉状金属（铝、镁）的燃烧。

A类火灾：固体物质火灾，这种物质通常具有有机物性质。
B类火灾：液体或可熔化的固体物质火灾，沥青、石蜡火灾等。
C类火灾：气体火灾。
D类火灾：金属火灾，钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金火灾等。
E类火灾：带电火灾，如发电机、电缆、家用电器等。
F类火灾：指烹饪器具内烹饪物火灾，如动植物油脂等。
ABCDEF—固液气金电烹

1.引燃能（最小点火能）—数值越低越易被引燃，危险性越大
释放能够触发初始燃烧化学反应的能量，也叫最小点火能。
2.着火迟滞期（诱导期）—诱导期越短，危险性越大
高温作用下从开始暴露到起火的时的时间，单位用ms表示。
4.闪点—闪点越低、危险性越大
5.燃点（着火点）—燃点越低、危险性越大
6.自燃点—不依靠外部热源、自行燃烧★冷门知识点2022押题
（1）液体和固体受热分解的可燃气体挥发物越多，自燃点越低。
（2）固体可燃物粉碎得越细，自燃点越低。
（3）一般情况下，密度越大，闪点越高而自燃点越低。
下列油品的密度：汽油<煤油<轻柴油<重柴油<蜡油<渣油，闪点依次升高，自燃点则依次降低。

1.爆炸的定义
迅速的物理的或化学的能量释放或转化过程，是系统蕴藏的或瞬间形成的大量能量在有限的体积和极短的时间内，骤然释放或转化的现象。爆炸最主要的特征是爆炸点及其周围压力急剧升高。
2.爆炸的分类
1）按照爆炸的能量来源分类
爆炸可分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。
（1）物理爆炸。纯物理过程，只发生物态变化，不发生化学反应，例如蒸汽锅炉爆炸、轮胎爆炸、水的大量急剧气化。
（2）化学爆炸。高速放热化学反应，产生大量气体急剧膨胀形成的爆炸现象。炸药，可燃气体、粉尘与空气形成的爆炸性混合物的爆炸。（产生新物质）
（3）核爆炸（原子爆炸）。如原子弹、氢弹的爆炸。
2）按照爆炸反应相分类—爆炸前的相态
爆炸可分为气相爆炸、液相爆炸和固相爆炸。
（1）气相爆炸，包括可燃性气体和助燃性气体混合物的爆炸；气体的分解爆炸；液体被喷成雾状物在剧烈燃烧时引起的爆炸（喷雾爆炸）；飞扬悬浮于空气中的可燃性粉尘引起的爆炸。
（2）液相爆炸，包括聚合爆炸、蒸发爆炸以及由不同液体混合引起的爆炸。例如硝酸和油脂混合时引起的爆炸；熔融的矿渣与水接触或浇包与水接触时，由于过热发生快速蒸发引起的蒸汽爆炸。
（3）固相爆炸，包括爆炸性混合物及其他爆炸性物质的爆炸（乙炔铜）；导体因电流过载，由于过热，金属迅速气化引起的爆炸。

1.分解爆炸性气体爆炸—不一定燃烧，不需要氧气，体积压力迅速增加
乙炔、乙烯、环氧乙烷等，在没有氧气的条件下，也能被点燃爆炸，其实质是一种分解爆炸。除上述气体外，分解爆炸性气体还有臭氧、联氨、丙二烯、甲基乙炔、乙烯基乙炔、一氧化氮、二氧化氮、氰化氢、四氟乙烯等。
当乙炔受热或受压时，容易发生聚合、加成、取代或爆炸性分解等反应。当乙炔压力较高时，应加入氮气等惰性气体加以稀释。此外，乙炔易与铜、银、汞等重金属反应生成爆炸性的乙炔盐，为防止此类分解爆炸：不能用含铜量超过70%的铜合金制造盛乙炔的容器；在用乙炔焊接时，不能使用含银焊条。
2.可燃性混合气体爆炸—一定发生燃烧，一定需要氧气
（1）扩散阶段。可燃气分子和氧气分子分别从释放源通过扩散达到相互接触，所需时间称为扩散时间。
（2）感应阶段。可燃气分子和氧化分子接受点火源能量，离解成自由基或活性分子，所需时间称为感应时间。
（3）化学反应阶段。自由基与反应物分子相互作用，生成新的分子和新的自由基，完成燃烧反应。

当可燃性固体呈粉体状态，悬浮于空气中，并达到一定浓度，遇到足够的点火能量，就能发生粉尘爆炸。
粉尘爆炸危险性的物质大体可分为七类：①金属类（如镁粉、铝粉、其他金属等）；②煤炭类（如活性炭、煤等）；③粮食类（如面粉、淀粉、玉米粉、啤酒麦芽粉、麦糠、大麦粉等）；④合成材料类（如塑料、染料、合成洗剂、合成如结剂等）；⑤饲料类（如血粉、鱼粉、饲料粉等）；⑥农副产品类（如棉花、烟草、砂糖等）；⑦林产品类（如纸粉、木粉等）。
粉尘爆炸的特点
（1）粉尘爆炸速度或爆炸压力上升速度比爆炸气体小，但燃烧时间长，产生的能量大，破坏程度大；（2）爆炸感应期较长；（3）有产生二次爆炸的可能性；（4）有不完全燃烧现象；
粉尘爆炸的条件
（1）粉尘本身具有可燃性；（2）粉尘悬浮在空气（或助燃气体）中并达到一定浓度；（3）有足以引起粉尘爆炸的起始能量。
粉尘爆炸的特性及影响因素
一般来说，粉尘粒度越细，分散度越高，可燃气体和氧的含量越大，火源强度、初始温度越高，湿度越低，惰性粉尘及灰分越少，爆炸极限范围越大。
粉尘爆炸压力及压力上升速度受粉尘粒度、初始压力、粉尘爆炸容器、湍流度的影响，粒度对粉尘爆炸压力上升速度的影响比其对爆炸压力的影响大得多。

①初起期：主要特征是冒烟、阴燃;

②发展期：随时间平方递增，轰然;

③最盛期：火势由建筑物通风决定;

④熄灭期：燃料不足、灭火系统。

由于建筑物内可燃物、通风条件不同，建筑火灾有可能达不到最盛期，而是缓慢发展至熄灭。

化学爆炸可分为爆燃、爆炸和爆轰。
(1)燃。保炸物质的变化速率为每秒数十米至百米，景时压力不激增，没有爆作特征响声，无多大破坏力。倾，气体展作性混合物在接近集作浓度下限或上限的爆作属保做
(2)爆炸。爆炸物质的变化速率为每秒百米至千米，爆炸时仅在爆炸点引起压力激增，有震耳的响声和破坏作用，如火药受摩擦或遇火源引起的爆炸。
(3)爆轰，这种爆炸的特点是突然升起极高的压力，其传播是通过超音速的冲击波实现的，每秒可达数千米，这种冲击波能远离厚轰发源地而存在，并引起该处其他炸药的爆炸，具有很大的破坏力。