消防物联网理论与实战:燃烧产物

(1)燃烧产物的概念

由燃烧或热解作用产生的全部物质,称为燃烧产物。燃烧产物通常指燃烧生成的气体、热量、炭烟等,分为完全燃烧产物和不完全燃烧产物。完全燃烧产物一般指燃烧生成的二氧化碳(CO2,气体)、水(H2O,液体)、二氧化硫(SO2,气体)等;不完全燃烧产物一般指一氧化碳(CO)、氨气(NH3)、醇类、醛类、醚类等。燃烧产物的数量、组成等随物质的化学组成及温度、空气的供给情况等的变化而不同。

(2)几类典型物质的燃烧产物

按照构成状态可将物质分为纯净物和混合物。由一种物质构成的称为纯净物(即只能写出一个化学分子式),由不同物质构成的称为混合物。

1)单质的燃烧产物

由一种元素构成的纯净物,称为单质,如碳、氢、硫等。一般单质在空气中完全燃烧,其产物为构成该单质的元素的氧化物,如二氧化碳、水、二氧化硫等。一些单质在空气中燃烧除生成完全燃烧产物外,还会生成不完全燃烧产物。最典型的不完全燃烧产物是一氧化碳,它能进一步燃烧生成二氧化碳。

2)化合物的燃烧产物

与单质相对,由两种或两种以上元素组成的纯净物称为化合物。其中,高分子化合物是指由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在10 000以上的化合物。对于一些高分子化合物,受热后会产生热裂解,生成许多不同类型的有机化合物,并能进一步燃烧。有些不完全燃烧产物能与空气形成爆炸性混合物,导致火势的突变。

3)合成有机高分子材料的燃烧产物

合成有机高分子材料属混合物,主要是以煤、石油、天然气为原料制得的如塑料、橡胶、合成纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等,其中塑料、合成橡胶和合成纤维被称为现代三大合成有机高分子材料。合成有机高分子材料在燃烧过程中伴有热裂解,会分解产生许多有毒或有刺激性的气体,如氯化氢(HCl)、光气(COCl2)、氰化氢(HCN)及氧化氮(NO X)等。

4)木材的燃烧产物(www.xing528.com)

木材是一种由碳、氢、氧等元素组成的混合物,主要以纤维素(C6H10O5)X分子形式存在。木材在受热后发生热裂解反应,生成小分子产物。从200℃左右开始,即生成二氧化碳、水蒸气、甲酸、乙酸、一氧化碳等产物。

(3)燃烧产物的危害性

1)燃烧产物的毒性

燃烧产物中含有大量的有毒成分,如一氧化碳、氰化氢、二氧化硫、二氧化氮等,这些气体均对人体有不同程度的危害。统计资料表明,火灾中大约85%的人由于吸入毒性气体而致死。常见的有害气体的来源、生理作用及致死浓度见表11.4。

表11.4　一些主要有害气体的来源、生理作用及致死浓度

二氧化碳和一氧化碳是燃烧产生的两种主要燃烧产物。其中,二氧化碳虽然无毒,但当达到一定的浓度时,会刺激人的呼吸中枢,导致呼吸急促、烟气吸入量增加,并且还会引起头痛、神志不清等症状。而一氧化碳是火灾中使人致死的主要燃烧产物之一,其毒性在于对血液中血红蛋白的高亲和性,其对血红蛋白的亲和力比氧气高出250倍,因而,它能够阻碍人体血液中氧气的输送,引起头痛、虚脱、神志不清等症状和肌肉调节障碍等。

2)燃烧产物的其他危害

除毒性之外,燃烧产生的烟气还具有一定的减光性。通常可见光波长λ为0.4～0.7μm,一般火灾烟气中的烟粒子粒径d为几微米到几十微米,由于d＞2λ,烟粒子对可见光是不透明的。烟气在火场上弥漫,会严重影响人们的视线,使人们难以辨别火势发展方向和寻找安全疏散路线。同时,烟气中有些气体对人的肉眼有极大的刺激性,使人睁不开眼。试验证明,室内火灾在着火后15 min左右,烟气的浓度最大,此时人们的能见距离一般只有数十厘米。