2020一級(jí)注冊(cè)消防工程師考點(diǎn):幾類典型物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物
2020年一級(jí)注冊(cè)消防工程師備考已開(kāi)始,在一級(jí)注冊(cè)消防工程師考試的3個(gè)科目中,《消防安全技術(shù)實(shí)務(wù)》是《消防安全技術(shù)綜合能力》和《消防安全案例分析》的基礎(chǔ),所以建議大家先從《消防安全技術(shù)實(shí)務(wù)》開(kāi)始復(fù)習(xí)!接下來(lái),建設(shè)工程教育網(wǎng)小編為大家分享知識(shí)點(diǎn)“幾類典型物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物”,希望對(duì)大家的備考有幫助!
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)成的稱為純凈物(即只能寫出一個(gè)化學(xué)分子式的),由不同物質(zhì)構(gòu)成的稱為混合物。
(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。
高聚物的燃燒過(guò)程十分復(fù)雜,包括一系列的物理和化學(xué)變化,主要分為受熱軟化熔融、熱分解、著火燃燒等階段。其中,熱分解是其燃燒的關(guān)鍵階段。
高聚物的燃燒主要是分解產(chǎn)物中的可燃性氣體的燃燒。高聚物的燃燒與熱源溫度、物質(zhì)的理化特性和環(huán)境氧濃度等因素密切相關(guān)。不同高聚物著火燃燒的難易程度有很大差別。
從總體上講,其燃燒具有發(fā)熱量較高、燃燒速度較快、發(fā)煙量較大等特點(diǎn),并且會(huì)在燃燒(或分解)過(guò)程中產(chǎn)生CO、NO,(氮氧化物)、HCL、HF、SO2&COCl2(光氣)等有害氣體,危害性較大。不同類型的高聚物在燃燒(或分解)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同類別的產(chǎn)物.
只含碳和氫的高聚物,如聚乙烯、聚兩稀、聚苯乙烯燃燒時(shí)有熔滴,易產(chǎn)生CO氣體。含有氧的高聚物,如有機(jī)玻璃、賽璐珞等,燃燒時(shí)變軟,無(wú)熔滴,同樣產(chǎn)生CO氣體含有氮的高聚物,如三聚氰胺甲醛樹(shù)脂、尼龍等,燃燒情況比較復(fù)雜,燃燒時(shí)有熔滴,會(huì)產(chǎn)生CO、NO、HCN等有毒氣體。含有氯的高聚物,如聚氯乙烯等,燃燒時(shí)無(wú)熔滴,有炭瘤,并產(chǎn)生HCl氣體,有毒且溶于水后有腐蝕性。有木粉填料的酚醛樹(shù)脂燃燒時(shí)會(huì)放出有毒的酚蒸氣。
(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,由碳、氧、氫和氮等元素組成。木材的燃燒存在兩個(gè)比較明顯的階段:一是有焰燃燒階段,即木材的熱分解產(chǎn)物的燃燒;二是無(wú)焰燃燒階段,即木炭的表面燃燒。單塊木料的燃燒行為受到多種自身因素的影響,如紋理結(jié)構(gòu)、密度、含水量、比表面積等;木垛的燃燒還取決于通風(fēng)狀況,與木垛堆放的緊密程度有關(guān)。
木材中的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°C分解;纖維素240~350°C分解;木質(zhì)素280~500°C分解。當(dāng)木材接觸火源時(shí),加熱到約110°C時(shí)就被干燥并蒸發(fā)出極少量的樹(shù)脂;加熱到130°C時(shí)開(kāi)始分解,產(chǎn)物主要是水蒸氣和二氧化碳到220~250°C時(shí)開(kāi)始變色并炭化,分解產(chǎn)物主要是一氧化碳、氫和碳?xì)浠衔铮患訜岬?00°C以上,有形結(jié)構(gòu)開(kāi)始斷裂,
在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)炭化層表面逸出。隨著炭化深度的增加,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。