第三節(jié)　燃燒產(chǎn)物

　　知識點(diǎn)：燃燒產(chǎn)物及其危害性

　　火災(zāi)中因燃燒而產(chǎn)生一類物質(zhì)，其成分取決于可燃物的組成和燃燒條件。大部分可燃物屬于有機(jī)化合物，它們主要由碳、氫、氧、氮、硫、磷等元素組成，燃燒生成的氣體一般有一氧化碳、氰化氫、二氧化碳、丙烯醛、氯化氫、二氧化硫等。

　　一、燃燒產(chǎn)物的概念

　　由燃燒或熱解作用產(chǎn)生的全部物質(zhì)，稱為燃燒產(chǎn)物，有完全燃燒產(chǎn)物和不完全燃燒產(chǎn)物之分。完全燃燒產(chǎn)物是指可燃物中的C被氧化生成的CO2(二氧化碳)、H被氧化生成的H2O(水)、S被氧化生成的SO2(二氧化硫)等;而CO、NH3、醇類、醛類、醚類等是不完全燃燒產(chǎn)物。燃燒產(chǎn)物的數(shù)量、組成等隨物質(zhì)的化學(xué)組成及溫度、空氣的供給情況等的變化而不同。

　　燃燒產(chǎn)物中的煙主要是燃燒或熱解作用所產(chǎn)生的懸浮于大氣中能被人們看到的直徑一般在10-7～10-4cm之間的極小的炭黑粒子，大直徑的粒子容易由煙中落下來稱為煙塵或炭黑。

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　　二、幾類典型物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物

　　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。

　　高聚物在燃燒(或分解)過程中，會產(chǎn)生CO、NOx (氮氧化物)、HCl、HF、SO2 及COCl2 (光氣)等有害氣體，對火場人員的生命安全構(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)出極少量的樹脂;

　　130℃——開始分解——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�合�?

　　300℃——有形結(jié)構(gòu)開始斷裂——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)過一段時(shí)間后，金屬被熔化并開始蒸發(fā)，蒸發(fā)出的蒸氣通過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。

　　三、燃燒產(chǎn)物的危害性

　　統(tǒng)計(jì)資料表明，火災(zāi)中死亡人數(shù)大約75%是由于吸入毒性氣體而致死的。燃燒產(chǎn)物中含有大量的有毒成分，如一氧化碳、氰化氫、二氧化硫、二氧化氮等。這些氣體均對人體有不同程度的危害。

　　二氧化碳和一氧化碳是燃燒產(chǎn)生的兩種主要燃燒產(chǎn)物。其中，二氧化碳雖然無毒，但當(dāng)達(dá)到一定的濃度時(shí)，會刺激人的呼吸中樞，導(dǎo)致呼吸急促、煙氣吸入量增加，并且還會引起頭痛、神志不清等癥狀。

　　而一氧化碳是火災(zāi)中致死的主要燃燒產(chǎn)物之一，其毒性在于對血液中血紅蛋白的高親和性，其對血紅蛋白的親和力比氧氣高出250倍，因而，它能夠阻礙人體血液中氧氣的輸送，引起頭痛、虛脫、神志不清等癥狀和肌肉調(diào)節(jié)障礙等。一氧化碳對人的影響見表1。

　　表1　一氧化碳對人的影響

　　除毒性之外，燃燒產(chǎn)生的煙氣還具有一定的減光性。煙粒子對可見光是不透明的。煙氣在火場上彌漫，會嚴(yán)重影響人們的視線，使人們難以辨別火勢發(fā)展方向和尋找安全疏散路線。同時(shí)，煙氣中有些氣體對人的眼睛有極大的刺激性，降低能見度。

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