第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术,主要关注的是燃烧的基本要素和类别。燃烧被定义为可燃物质与助燃物质(如氧气)之间发生的发光发热的氧化反应。这一过程不仅局限于与氧气的反应,例如氢在氯中燃烧生成氯化氢,金属钠在氯气中燃烧等都是剧烈的氧化反应。然而,并非所有的氧化反应都会发光发热,只有同时具备这两个特征的反应才被称为燃烧。
燃烧的三个基本要素包括:可燃物质、助燃物质和火源。如果缺少任何一个,燃烧就不会发生。在防火防爆的安全措施中,关键在于对这三个要素的有效控制。例如,处理易燃物质如丙酮时,可以通过保持环境温度低于其闪点、隔离氧气供应、消除火源或确保良好通风来防止燃烧。
燃烧反应存在极限值,如温度、压力、组成和点火能。只有当可燃物质和助燃物质浓度在一定范围内,且火源具有足够能量时,燃烧才会发生。近代燃烧理论提出了连锁反应的概念,认为燃烧是通过一系列游离基团和原子的连锁反应完成的,有的学者进一步发展为燃烧的四面体理论,强调不受抑制的连锁反应。
燃烧要素包括燃料、氧气和火源。燃料的选择和状态对防火至关重要,尤其是挥发性物质如蒸气或粉末,它们更容易引发燃烧。液体的危险性由其闪点决定,闪点低的液体更易燃,根据闪点的高低,液体被分为不同的火险等级。为了降低火险,易燃液体应储存在密封并配备排气系统的容器中,以减少火灾扩散的风险。
防火防爆的安全技术不仅涉及防止燃烧的发生,还包括在经济可行的前提下控制这些风险。通过理解燃烧的原理和要素,以及采取适当的预防措施,可以有效降低工业操作中的火灾风险。在实际应用中,除了避免燃烧的三个要素组合,还需要关注燃烧反应的极限条件,以及采用先进的理论来设计和实施防火策略。