火災(zāi)燃燒產(chǎn)物包括什么?
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2022-11-07分類(lèi):石油化工瀏覽:902
按照構(gòu)成狀態(tài)可將物質(zhì)分為純凈物和混合物。由一種物質(zhì)構(gòu)成的稱(chēng)為純凈物(即只能寫(xiě)出一個(gè)化學(xué)分子式的),由不同物質(zhì)構(gòu)成的稱(chēng)為混合物。
(一)高聚物的燃燒產(chǎn)物
有機(jī)高分子化合物(簡(jiǎn)稱(chēng)高聚物),主要是以煤、石油、天然氣為原料制得的,如塑料、橡膠、合成纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等。其中,塑料、橡膠和纖維是人們熟知的3大合成有機(jī)高分子化合物,其應(yīng)用廣泛且容易燃燒。
高聚物在燃燒(或分解)過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生CO、NOx (氮氧化物)HCl、HF、SO2 及COCl2 (光氣)等有害氣體,對(duì)火場(chǎng)人員的生命安全構(gòu)成極大的威脅。
(二)木材和煤的燃燒產(chǎn)物木材、煤等固體是火災(zāi)中最常見(jiàn)的可燃物質(zhì)。它們是由多種元素組成的、復(fù)雜天然高聚物的混合物,成分不單一,并且是非均質(zhì)的。
1.木材的燃燒產(chǎn)物
木材的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,主要組成元素是碳、氧、氫和氮。各主要成分在不同溫度下分解并釋放揮發(fā)分,一般為:半纖維素200~260℃分解;纖維素240~350℃分解;木質(zhì)素280~500℃分解。
當(dāng)木材加熱到約110℃時(shí)——干燥——蒸發(fā)出極少量的樹(shù)脂;
130℃——開(kāi)始分解——水蒸氣和二氧化碳;
220~ 250℃——變色并碳化——一氧化碳、氫氣和碳?xì)浠衔铮?/p>
300℃——有形結(jié)構(gòu)開(kāi)始斷裂——木材表面垂直于紋理方向上木炭層出現(xiàn)小裂紋,這就使揮發(fā)物容易通過(guò)碳化層表面逸出。
隨著碳化深度的增加,裂縫逐漸加寬,結(jié)果產(chǎn)生“龜裂”現(xiàn)象。此時(shí)木材發(fā)生劇烈的熱分解。
2.煤的燃燒產(chǎn)物
煤主要由C.H、O、N和S等元素組成。一般情況下,煤受熱時(shí),低于105℃,主要析出其中的吸留氣體和水分;
200~300℃時(shí)開(kāi)始析出氣態(tài)產(chǎn)物,如CO、CO2等,煤粒變軟成為塑性狀態(tài);
300~550℃時(shí)開(kāi)始析出焦油和CH4及其同系物、不飽和烴及CO、CO2等氣體;
500~750℃時(shí),半焦開(kāi)始熱解,并析出大量含氫較多的氣體;
760~1000℃時(shí),半焦繼續(xù)熱解,析出少量氫為主的氣體,半焦變成高溫焦炭。
煤熱分解產(chǎn)生揮發(fā)分的組分及其含量主要取決于煤的炭化程度和溫度。炭化程度加深,揮發(fā)分析出量減少,但其中可燃組分含量卻增多。加熱溫度越高,揮發(fā)分逸出量就越多。
(三)金屬的燃燒產(chǎn)物
金屬的燃燒能力取決于金屬本身及其氧化物的物理、化學(xué)性質(zhì)。根據(jù)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)不同,通常將金屬分為揮發(fā)金屬和不揮發(fā)金屬。
揮發(fā)金屬(如Li、NA.K等)在空氣中容易著火燃燒,熔融成金屬液體,它們的沸點(diǎn)一般低于其氧化物的熔點(diǎn)(K除外),因此在其表面能夠生成固體氧化物。由于金屬氧化物的多孔性,金屬繼續(xù)被氧化和加熱,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,金屬被熔化并開(kāi)始蒸發(fā),蒸發(fā)出的蒸氣通過(guò)多孔的固體氧化物擴(kuò)散進(jìn)入空氣中。
不揮發(fā)金屬因其氧化物的熔點(diǎn)低于金屬的沸點(diǎn),則在燃燒時(shí)熔融金屬表面形成一層氧化物。這層氧化物在很大程度上阻礙了金屬和空氣中氧的接觸,從而減緩了金屬被氧化。但這類(lèi)金屬在粉末狀、氣熔膠狀、刨花狀時(shí)在空氣中燃燒進(jìn)行得很激烈,并且不生成煙。
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