第三章防火防爆技术课件.ppt
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1、1,第三章 防火与防爆技术,2,概述:,一、防火防爆安全技术重要性1、保证生产的正常进行2、保证生活井然有序3、保护人身安全和财产安全,3,二、火灾和爆炸事故在粮油行业是最危险事故1、存在易燃易爆物质:溶剂、粉尘2、生产过程存在点火源:高温、电火花3、燃爆事故在粮油行业中教训极为沉重例如:开源油厂爆炸事故 三江食品公司爆炸事故 广州黄埔港粉尘爆炸事故,4,三、防止燃爆事故的途径1、认识燃爆现象2、研究燃爆本质和原理3、控制燃爆事故发生的可能性,5,3-1 火灾和爆炸事故的特点,一、燃爆现象的双重性1、可控制的燃烧和爆炸 燃烧:锅炉、发动机、打火机等 爆炸:爆炸成型、定向爆破等 特点:范围、燃爆
2、量和时间都可人为控制2、不可控制的燃烧和爆炸 通常所说的火灾和爆炸事故 特点:大面积、无意识区域、随时随地,6,二、火灾和爆炸事故的特点1、突然性:例如:汝南油厂浸出器爆炸2、复杂性:例如:83年11月吉林四平油厂爆炸事故3、严重性:具有毁灭性例如:开源油厂、大兴安岭大火、哈尔滨亚麻厂4、自激性:爆炸引起大火:开源油厂大火引起爆炸:武汉长江油轮、青岛黄岛油罐火爆,7,三、避免燃爆,减少燃爆造成损失的途径,(一)预防火爆事故发生(最重要、最根本)1、严格遵守易燃易爆物品的管理规定(贮藏、运输和使用)2、避免易燃易爆气体的沉积(浸出车间避免暗槽、地坑)3、工艺和设备安装安全措施,8,(二)限制火爆
3、事故的后果1、建筑物的泄压面积0.03m2/m3面积(防火墙、留有空地)2、相应的生产规模3、规章制度4、消防器材(三)积极灭火和防爆1、选择合适灭火器材2、采用正确灭火方法3、撤离可能燃爆物品,9,(四)认真总结火爆事故,防止类似事故再次发生1、事故留下经验宝贵,(条条教训血写成)2、“三不放过”(1)不找出原因,不放过;(2)事故责任人和群众没有受到教育,不放过;(3)没有整改措施,不放过;3、防止同类事故再次发生,10,3-2 燃烧,一、燃烧的基本概念 1、燃烧的定义:可燃物与氧发生强烈氧化,产生热量使物质和周围空气温度增加,并产生光亮和火焰。例如:(C16H32OO)3C3H5+72
4、1/2O2 51CO2+49H2O+31883.5KJ/moL,11,2、特征强光、热量、强烈氧化反应非燃烧:消化、电灯发光和热、不氧化3、燃烧物的种类(1)气体燃烧可燃气体与空气在火焰面相互扩散,形成稳定的火焰。(2)液体燃烧液体表面蒸气分压气中的分子和氧形成火焰。(3)固体燃烧固体在高温下受热熔化,蒸发或升华、分解成蒸汽燃烧。,12,二、燃烧的条件:,(一)可燃物:1、定义:凡能与氧气或氧化剂起剧烈反应的物质称可燃物。2、种类:气体、液体、固体 浸出油厂绝大多数物质都是可燃性物体。例如:油料、油脂、溶剂等3、性能:主要取决于可燃物的自燃点和点燃点。,13,(二)助燃物:1、定义:凡能帮助和
5、支撑燃烧的物质。2、种类:氧气、氧化剂 除了氧元素以外,其他一些物质也可以作为燃烧反应的氧化剂,如氟、氯等。3、性能:a、与助燃物(氧气)的浓度有关b、与物质的活泼性程度有关,性质活泼助燃性能强,14,(三)点火源:1、定义:具有一定温度和热量的能源,并能引起可燃物发火的能源。2、种类:(1)明火、(2)高温表面、(3)电火花、(4)冲撞与摩擦、(5)聚光、(6)自行发热3、性能:能量大小、能量高低 以上是我们通常所说的燃烧的三要素,15,(四)燃烧干扰剂:阻止燃烧和助燃物在点火源存在下发生燃烧。近代理论将燃烧分为四面体学说 例如:FCl2HCl、干粉等,四乙基铅 另外:燃烧的必要条件:通常所
6、说的三要素;燃烧的充分条件:三要素的量,即数量和能量,16,三、燃烧类型:,(一)自燃:1、定义:可燃物质受热升温而不需明火就自行着火的现象。2、自燃点:引起自燃的最低温度 见书P29 表3-1例如:黄磷 34-35 轻汽油235 正己烷 240,17,18,(3)自燃机理:Q0=Q1-Q2=mct t=(Q1-Q2)/mc 当Q1(吸收热量)Q2(释放热量)物质不发生自燃 当Q1(吸收热量)Q2(释放热量)且t ts(自燃点)发生自燃,19,4、自燃形式:(1)受热自燃:(自燃发生最多的)受外界热源的作用,使可燃物温度上升到自燃点的燃烧。A、靠近热源:接近热源物质而引起的自燃a、传导引起的自
7、燃例如:开封正大公司蒸脱机内的自燃哈尔滨三棵树粮库(油厂)润滑油沿轴流入保温层积聚自燃,20,要求:、不允许在蒸汽管道上烘烤衣物或食品、高温加热设备内的物料应该流动畅通、设备表面的卫生要清洁,21,b、对流引起的自燃例如:南苑油厂的流化床干燥器,干燥生坯热空气对流产生的物料燃烧c、辐射引起的自燃例如:89年郑州烟厂大火,电炉热辐射引起车间办公室及仓库着火损失700多万元。要求:加强热源管理,22,B、明火加热引起的自燃例如:上海油脂三厂化验室因停电,员工擅自离岗看录象,造成燃烧.C、摩擦热引起的自燃例如:77年上海油脂五厂浸出车间的湿粕刮板输送机,三角带传动摩擦自然。湖北新州油厂斗升机摩擦造成
8、棉绒燃烧,进入固定蓝斗式浸出器引起燃爆。,23,要求:、机械传动润滑、浸出车间不准用皮带传动,24,D、化学反应热引起的自燃例如:苯和硫酸的磺化反应,搅拌太快引起苯的自燃 乙炔发生器控制产生的速度E、绝热压缩引起的自燃例如:国外资料介绍,回收自由气体通过压缩机压缩至0.6MPa,会引起燃烧或爆炸F、聚光反射引起的自燃 玻璃气泡、凸凹型玻璃聚光,25,(2)本身自燃:可燃物自身积聚的热量,引起的自燃A、化学变化引起本身自燃a、油脂的自燃:要求:、油脂不能随意分散放置、搞好设备、材料卫生,减少油脂氧化机会、棉纱、工作服的管理和使用也要注意、油厂废物处理要适宜,26,b、金属粉尘自燃:浸出车间中金属
9、硫化物危害较大金属硫化物的燃烧机理:FeS2+O2FeS+SO2+53.1kcal/moLFeS+1.5O2FeO+SO2+11.7kcal/moL2FeO+0.5O2Fe2O3+64.7kcal/moLFe2S3+1.5O2Fe2O3+3S+140kcal/moL,27,金属硫化物的产生:2Fe(OH)3+3H2SFe2S3+6H2O(常温)2H2S+O22H2O+3SFe+SFeSFe2O3+4H2S2FeS2+3H2O+H2(300左右)浸出用溶剂要求含硫小于0.05%c、有机粉尘自燃:活性炭、煤粉、糖粉、面粉,28,B、生物化学变化引起本身自燃生物体内:C6H12O6+6O26H2O+
10、6CO2+287kcal/moL微生物新陈代谢也能产生大量的热能C、物理变化引起本身自燃由于植物种子的粉碎,造成粒子表面能增加,一旦热量散发不出,发生激烈燃烧。例如:磨粉造成的自燃,29,5、影响自燃的因素,(1)压力 P增加,可燃物自燃点降低,危害程度增加;例如:hexane 己烷 P=0.1MPa ts=240;P=0.5 MPa ts=203P=1MPa ts=167(2)空气中含氧量:含氧量增加,自燃点降低例如:pentane 戊烷 空气中(含氧量21%)ts=285;100%氧气中 ts=258;含氧量14%ts;,30,(3)催化剂:活性催化剂能降低自燃点例如:浙江海宁油厂活性炭吸
11、附自由气体中溶剂,造成燃烧。钝化剂能提高自燃点例如:Pb(C2H5)4 四乙基铅加入少量在汽油中能防爆。(4)容器材料和形状 不同材料,自燃点不同,非金属材料使自燃点降低。例如:汽油在钢管中 ts=685 石英管中 ts=585 铂坩埚中 ts=390 容器直径愈小,自燃点愈高。,31,(5)可燃物化学成分、同系物随分子量的增加,自燃点降低;可燃物 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18ts()632 515 478 365 285 240 215 208、正位结构的自燃点低于异构物的自燃点;、饱和化合物的自燃点比不饱和化合物的高;、环状化合物的
12、自燃点高于直链化合物的自燃点。(6)含杂量 可燃物含杂(水、无机物等),自燃点降低例如:己烷含水时更易自燃,32,(二)闪燃:,1、定义:在某温度下,可燃液体表面上的饱和蒸气与空气混合后,遇到火源而发生一闪即灭(延续时间少于5秒)的燃烧现象。个别可燃固体也有闪燃现象。(闪燃往往是火警的先兆)例如:石蜡、樟脑、萘等2、闪燃点(t b):P32闪燃点数据由标准仪器测得,发生闪燃的最低温度例如:正己烷 t b=-23 轻汽油 t b=-28,33,3、闪燃点的运用类型 级别 闪燃 代表物易燃 一级 t b 28 汽油、酒精液体 二级 28t b45 煤油可燃 三级 45t b120 重油、柴油液体
13、四级 t b120 植物油、甘油,34,4、影响闪燃的因素:(1)可燃物的温度(2)可燃物的浓度例如:丙酮 100%t b=9 80%t b=29,35,(三)点燃:着火,1、定义:可燃物与火源直接接触发生的燃烧现象。实质:火源的热量将可燃物点着,燃烧放出的热量足以把邻近的可燃物温度提高。2、燃点:t d 可燃物开始持续燃烧的最低温度。某些物质的燃点见书P33 表3-4,36,37,3、直接火源(1)本身燃烧的物质:例如:1987、6宁波市油厂分水箱中溶剂外溢。(2)电焊火花例如:四平油厂(3)电器火花例如:87、10江苏睢宁事故(4)撞击火花例如:二战时期,士兵巡逻撞击火花。,38,3-3
14、燃烧理论,一、燃烧的基本理论 1、分子活化(活化能理论):燃烧是一化学反应,而分子间发生化学反应的首要条件是相互碰撞。只有具有一定活化能的少数活化分子碰撞才会发生反应。部分分子获得能力成为活化分子。,39,最小点火源的能量:E0=E2-E1促使其他分子活化的能量:E=E1-E0只有:EE0 燃烧才能持续,40,2、过氧化物理论:(1)在燃烧反应中氧在热能作用下被活化,形成过氧键(-O-O-);(2)可燃物变为过氧化物;(3)过氧化物不稳定,在受热、撞击、摩擦等情况下分解而燃烧、爆炸。例如:氢和氧的燃烧反应 H2+O2 H2O2 H2O2+H2 2H2O,41,3、链锁反应:气态分子间的作用,不
15、是两个分子直接作用得出最后产物,而是活化分子自由基与另一分子作用产生新自由基,新自由基又迅速参加反应,如此延续形成一系列的链锁反应。链锁反应由三个阶段构成,即链的引发、传递和终止。,42,例如:链的引发:H2+O2 2OH H2+M 2 H+M 链的传递:OH+O2 H+H2O H+O2 O+OH O+H2 H+OH 链的终止:2H H2 H+O2+M H2O+M,43,二、燃烧速度:,1、气体燃烧速度:可燃气体与氧气混合均匀充分,燃烧速度快,10100m/s。(1)火焰传播速度:也称燃烧速度(2)层流燃烧速度:(3)薄层燃烧速度:燃烧速度与火焰速度并非相同,燃烧速度加上整体运动,为火焰速度。
16、,44,2、液体燃烧速度:一种是在液体表面的燃烧,速度较慢;一种是液滴的燃烧,燃烧时产生的二氧化碳又将液体分散成许多的小液滴,速度较快;液体燃烧速度取决于液体的蒸发,其速度有两种表示方法:(1)重量速度:kg/m2 h(2)直线速度:cm/h,45,3、固体燃烧速度:固体燃烧是固体表面的分子溢出与氧分子发生在表面的燃烧,由于其分子溢出受到限制,速度较气体、液体慢。(1)可燃固体受热熔化、蒸发、气化、分解氧化、起火燃烧,速度慢;例如:萘、松香等。(2)可燃固体燃烧是分解式的,燃烧剧烈,速快;例如:硝基化合物,46,三、燃烧热和温度:,1、热值:单位重量或体积的可燃物完全燃尽时所放出热能。可燃物
17、标准煤 己烷 氢气热值 kcal/kg 7000 10650 338202、燃烧热:1摩尔可燃物质完全燃尽时所放出的全部热量例如:己烷 0.9159kcal/moL,47,3、燃烧温度:可燃物质燃烧所产生的热量在火焰燃烧区域内析出,因此,火焰温度即为燃烧温度。可燃物 烟煤 烟头 乙炔 乙醚 汽油 天然气燃烧温度 1647 800 2127 2861 1200 2020,48,3-4 爆炸,一、爆炸的基本知识 1、爆炸的定义:物质由一种状态迅速转变成另一种状态,并在瞬间放出大量能量(压缩能或运动能),同时产生巨大的响声的现象。,49,2、分类:(1)按爆炸性质分类物理爆炸:由物理变化引起的爆炸。
18、例如:蒸汽锅炉,压缩气体等超压引起的爆炸化学爆炸:由化学变化引起的爆炸。例如:可燃气体、蒸气的爆炸,以及炸药的爆炸。,50,(2)按爆炸速度分类轻爆:爆炸过程中气浪传播速度10 m/s。爆炸:爆炸过程中气浪传播速度10v1000 m/s。爆轰:爆炸过程中气浪传播速度1000 m/s-7000 m/s 例如:密闭容器中混合气体的爆炸,分水箱或浸出器等。,51,(3)按反应相分类气相爆炸:a 可燃气体混合物爆炸:爆炸性混合气体的爆炸,如:天然气、乙炔、液化石油气烃类、苯类、醇类、醚类等蒸气。b 气体热分解爆炸:单一气体由于分解反应产生大量的反应热而引起的爆炸。如:乙炔、乙烯、环氧乙烷、氯乙烯等c
19、可燃粉尘爆炸:如:分散在空气中金属粉、硫磺、硅、小麦粉、糖粉等。,52,d 可燃液体雾滴爆炸:空气中易燃液体被喷成雾状剧烈燃烧时引起的爆炸。如:油压机喷出的油雾。e 可燃蒸气云爆炸:产生于泄漏、喷出后形成的滞留状态。如:浸出车间暗槽、地坑等凝聚相爆炸:a 液相爆炸:包括聚合爆炸、蒸气爆炸和不同液体混合引起爆炸;b 固相爆炸:固体物质混合、混融引起的爆炸。,53,3、燃烧和爆炸的区别:共同点:都是和氧产生的化学反应。区别点:氧化速度不同,根据燃烧与爆炸理论,爆炸是剧烈的燃烧,燃烧是缓慢爆炸。,54,二、爆炸理论,1、链锁反应理论:爆炸的实质是燃烧,用燃烧的链锁反应理论解释爆炸。2、爆炸波学说:爆
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