燃燒的所需條件

【專(zhuān)家解說(shuō)】：首先指出燃燒不一定需要氧氣 燃燒必須同時(shí)具備下列三個(gè)條件。 （1）有可燃物存在 凡能與空氣中的氧或氧化劑起劇烈反應(yīng)的物質(zhì)均稱為可燃物?？扇嘉锇扇脊腆w，如煤、木材、紙張、棉花等；可燃液體，如汽油、酒精、甲醇等；可燃?xì)怏w，如氫氣，一氧化碳、液化石油氣等。在化工生產(chǎn)中很多原料、中間體、半成品和成品是可燃物質(zhì)。 （2）有助燃物存在 凡能幫助和維持燃燒的物質(zhì)，均稱為助燃物。常見(jiàn)的助燃物是空氣和氧氣以及氯氣和氯酸鉀等氧化劑。 （3）有點(diǎn)火源存在 凡能引起可燃物質(zhì)燃燒的能源，統(tǒng)稱為點(diǎn)火源。如明火、撞擊、摩擦高溫表面、電火花、光和射線、化學(xué)反應(yīng)熱等。 可燃物、助燃物和點(diǎn)火源是構(gòu)成燃燒的三個(gè)要素，缺少其中任何一個(gè)，燃燒便不能發(fā)生；另外，燃燒反應(yīng)在溫度、壓力、組成和點(diǎn)火能量等方面都存在極限值。在某些條件下，如可燃物未達(dá)到一定的濃度，助燃物數(shù)量不夠，點(diǎn)火源不具備足夠的溫度或熱量，即使具備了燃燒的三個(gè)條件，燃燒也不會(huì)發(fā)生。例如氫氣在空氣中的濃度小于4%時(shí)就不能點(diǎn)燃，而一般可燃物質(zhì)在空氣中的氧氣低于14%時(shí)也不會(huì)發(fā)生燃燒。對(duì)于已經(jīng)進(jìn)行著的燃燒，若消除其中一個(gè)條件，燃燒便會(huì)終止，這就是滅火的基本原理。 燃燒的條件 一、燃燒的必備條件 燃燒，俗稱著火，是指可燃物與氧或氧化劑作用發(fā)生的釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)，通常伴有火焰和發(fā)煙的現(xiàn)象。近年來(lái)年研究表明，絕大多數(shù)物質(zhì)燃燒的本質(zhì)是一種自由基的鏈反應(yīng)。只要有適當(dāng)條件引發(fā)自由基的產(chǎn)生（引火條件），鏈反應(yīng)就會(huì)開(kāi)始，然后連續(xù)自動(dòng)地循環(huán)發(fā)展下去，直至反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化完畢為止。在時(shí)間或空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害，叫做火災(zāi)。 任何物質(zhì)發(fā)生燃燒，都有一個(gè)由未燃狀態(tài)轉(zhuǎn)向燃燒狀態(tài)的過(guò)程。這過(guò)程的發(fā)生必須具備三個(gè)條件：即：可燃物、助燃物和著火源，并且三者要相互作用。 一、可燃物 凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)稱可燃物。按其物理狀態(tài)還可分為氣體可燃物（如氫氣、一氧化碳等）、液體可燃物（如汽油、酒精等）和固體可燃物（如木材、布匹、塑料等）三類(lèi)。 二、助燃物 凡是能幫助和支持可燃物燃燒的物質(zhì)，即能與可燃物發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)稱為助燃物（如空氣、氧氣、氯氣以及高錳酸鉀、氯酸鉀等氧化物和過(guò)氧化物等）。能夠使可燃物維持燃燒不致熄滅的最低氧含量即氧指數(shù)?？諝庵醒鹾考s為21%，而空氣是到處都有的，因而它是最常見(jiàn)的助燃物。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，除非是密閉室內(nèi)的初起小火可用隔絕空氣的“悶火”手段撲滅，否則這個(gè)條件較難控制。 三、著火源 凡能引起可燃物與助燃物發(fā)生反應(yīng)的能量來(lái)源（常見(jiàn)的是熱能源）稱作著火源。根據(jù)其能量來(lái)源不同，著火源可分為：明火、高熱物體、化學(xué)熱能、電熱能、機(jī)械熱能、生物能、光能和核能等。此外，可燃物質(zhì)燃燒所需的著火能量是不同的，一般可燃?xì)怏w比可燃固體和可燃液體所需的著火能量要低。著火源的溫度越高，越容易引起可燃物燃燒。 綜上所述，只有在可燃物、助燃物和著火源三個(gè)條件同時(shí)具備，而且數(shù)量達(dá)到一定比例的前提下，互相結(jié)合，互相作用，燃燒才能發(fā)生。否則，燃燒不能發(fā)生?？梢?jiàn)，不論采用什么措施，只要能破壞已經(jīng)產(chǎn)生的燃燒條件，去掉其中任何一個(gè)，火災(zāi)即可撲滅。 此外，也可運(yùn)用現(xiàn)代滅火理論，用滅火劑和阻燃劑加入燃燒的鏈反應(yīng)中，消滅自由基，使鏈增長(zhǎng)中斷，從而取得比傳統(tǒng)的滅火手段更為有效的滅火效應(yīng)。 二、燃燒類(lèi)型 燃燒可分為閃燃、自燃和點(diǎn)燃等幾種類(lèi)型，每種類(lèi)型的燃燒都有其特點(diǎn)。 一、閃燃 閃燃是可燃性液體的特征之一。各種液體的表面都有一定量的蒸氣存在，蒸氣的濃度取決于該液體的溫度。對(duì)同種液體，溫度越高，蒸氣濃度越大。液體表現(xiàn)的蒸氣與空氣混合會(huì)形成可燃性的混合氣體。當(dāng)液體升溫至一定的溫度，蒸氣達(dá)到一定的濃度時(shí)，如有火焰 或熾熱物體靠近此液體表面，就會(huì)發(fā)生一閃即滅的燃燒，這種燃燒現(xiàn)象叫閃燃。在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，液體發(fā)生閃燃的最低溫度，叫做閃點(diǎn)。閃點(diǎn)是評(píng)定液體火災(zāi)危險(xiǎn)性的主要根據(jù)。液體的閃點(diǎn)越低，火災(zāi)危險(xiǎn)性越大。 二、著火 著火變稱強(qiáng)制點(diǎn)燃。即可燃物質(zhì)和空氣共存條件下，達(dá)到某一溫度時(shí)與明火直接接觸引起燃燒，在火源移去后仍能保持繼續(xù)燃燒的現(xiàn)象。物質(zhì)能被點(diǎn)燃的最低溫度叫燃點(diǎn)，也叫著火點(diǎn)。對(duì)固體和高閃點(diǎn)液體，燃點(diǎn)是用于評(píng)價(jià)其火災(zāi)危險(xiǎn)性的主要依據(jù)。在防火和滅火工作中，只要能把溫度控制在燃點(diǎn)溫度以下，燃燒就不能進(jìn)行。 三、自燃 自燃包括本身自燃和受熱自燃。某些物質(zhì)在沒(méi)有外來(lái)熱源影響時(shí)，由于物質(zhì)內(nèi)部所產(chǎn)生的物理、化學(xué)及生物化學(xué)過(guò)程產(chǎn)生熱量，這些熱量在某些條件下會(huì)積聚起來(lái)，導(dǎo)致升溫，又進(jìn)一步加快上述過(guò)程的進(jìn)行速度……，于是可燃物溫度越來(lái)越高，當(dāng)達(dá)到一定的溫度時(shí)，就會(huì)發(fā)生燃燒，這就叫本身自燃。由外來(lái)熱源將可燃物加熱，使其溫度達(dá)到自燃溫度，未與明火接觸就發(fā)生燃燒，這叫受熱自燃。本身自燃與受熱自燃的區(qū)別在于熱的來(lái)源不同。常見(jiàn)自燃現(xiàn)象有：堆積植物的自燃、煤的自燃、涂油物（油紙、油布）的自燃、化學(xué)物質(zhì)及化學(xué)混合物的自燃等。在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，可燃物質(zhì)產(chǎn)生自燃的最低溫度叫做自燃點(diǎn)。自燃點(diǎn)是判斷、評(píng)價(jià)可燃物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的重要指標(biāo)之一，自燃點(diǎn)越低，物質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性越大。 四、爆炸 爆炸可分為化學(xué)爆炸、物理爆炸和核爆炸。化學(xué)爆炸是指在極短的時(shí)間內(nèi)，由于可燃物和爆炸物品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引發(fā)的瞬間燃燒，同時(shí)生成在量熱和氣體，并以很大壓力向四周擴(kuò)散的現(xiàn)象。物理爆炸是一種純物理過(guò)程，如蒸汽鍋爐爆炸、輪胎爆炸等，多數(shù)是由于物質(zhì)受熱、體積膨脹、壓力劇增、超過(guò)容器耐壓引起的。爆炸時(shí)沒(méi)有燃燒，但有可能引發(fā)火災(zāi)，而化學(xué)爆炸的火災(zāi)危險(xiǎn)性要大得多?？扇?xì)怏w（或蒸氣、粉塵）與空氣的混合物必須在一定的濃度范圍內(nèi)，遇火源才能發(fā)生爆炸。這個(gè)遇火源發(fā)生爆炸的可燃?xì)怏w濃度范圍，稱為爆炸濃度極限。爆炸濃度極限可用來(lái)評(píng)定可燃?xì)怏w和可燃液體火災(zāi)危險(xiǎn)性的大小，作為可燃?xì)怏w分級(jí)和確定其火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別的標(biāo)準(zhǔn)。 三、燃燒蔓延的原因 大多數(shù)火災(zāi)的發(fā)生，都是從可燃物的某一部分開(kāi)始，然后蔓延擴(kuò)大的。這是因?yàn)槲镔|(zhì)在燃燒時(shí)造就了一個(gè)危險(xiǎn)的熱傳播過(guò)程，即燃燒——熱效應(yīng)——燃燒。燃燒產(chǎn)生的熱效應(yīng)使燃燒點(diǎn)周?chē)目扇嘉锸軣岚l(fā)生分解、著火和自燃，如此往復(fù)，火熱便迅速地向周?chē)娱_(kāi)去。熱傳播除了火焰直接接觸外，還有三個(gè)途徑：即熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對(duì)流。 一、熱傳導(dǎo) 熱傳導(dǎo)是指熱量從物體的一部分傳到另一部分的現(xiàn)象。所有的固體、氣體、液體物質(zhì)都有導(dǎo)熱性能，但通常以固體為最強(qiáng)，而固體之間的差別又很大。一般來(lái)說(shuō)金屬的導(dǎo)熱性強(qiáng)于非金屬，大量金屬無(wú)機(jī)物的導(dǎo)熱性能又強(qiáng)于有機(jī)物質(zhì)。導(dǎo)熱性能好的物質(zhì)不利于控制火情，因?yàn)闊崃靠赏ㄟ^(guò)導(dǎo)熱物體向其他部分傳導(dǎo)，導(dǎo)致與其接觸的可燃物質(zhì)起火燃燒。因此，為了制止由于熱傳導(dǎo)而引起的火勢(shì)蔓延，火場(chǎng)上應(yīng)不斷冷卻被加熱的金屬構(gòu)件，迅速疏散、清除或隔熱材料隔離與被加熱的金屬構(gòu)件相聯(lián)（或附近）的可燃物。 二、熱輻射 熱輻射是指熱量以輻射線（或電磁波）的形式向外傳播的現(xiàn)象。當(dāng)可燃物燃燒形成火焰時(shí)，便大量地向周?chē)鷤鞑崮?，火?shì)越猛，輻射熱能越強(qiáng)。為了減弱受到的熱輻射，可增加受輻射物體與輻射源的距離和夾角，或設(shè)置隔熱屏障。例如，在建筑物間留出必要的防火間距，砌筑防火墻，設(shè)置固定水幕，種植闊葉樹(shù)等。在火場(chǎng)上，應(yīng)用水、泡沫等冷卻受到輻射熱作用的物體表面，設(shè)法疏散、隔離和消除受輻射熱威脅的可燃物。滅火人員的水槍陣地要選擇適當(dāng)角度，以減少受到熱輻射的影響。 三、熱對(duì)流 熱對(duì)流是指通過(guò)流動(dòng)介質(zhì)將熱量從空間的一處傳到另一處的現(xiàn)象。它是影響早期火災(zāi)發(fā)展的最主要因素。根據(jù)流動(dòng)介質(zhì)的不同可分為氣體對(duì)流和液體對(duì)流。液體對(duì)流可造成容器內(nèi)整個(gè)液體溫度升高，蒸發(fā)加快，壓力增大，以至使容器爆裂，或蒸氣逸出遇著火源而燃燒，使火勢(shì)蔓延。氣體對(duì)流則能夠加熱可燃物達(dá)到燃燒程序，使火勢(shì)擴(kuò)大。而被加熱的氣體在上升和擴(kuò)散的同時(shí)，一方面引導(dǎo)周?chē)諝饬魅肴紵齾^(qū)，使燃燒更為猛烈，另一方面還會(huì)引導(dǎo)燃燒蔓延方向發(fā)生變化，增大撲救難度，因此，在撲救火災(zāi)時(shí)為了消除和降低氣體對(duì)流，應(yīng)設(shè)法堵塞能夠引起氣體對(duì)流的孔洞，把煙霧導(dǎo)向沒(méi)有可燃物或危險(xiǎn)性較小的地方，用噴霧水冷卻和降低氣流的溫度。