火災(zāi)是指在生產(chǎn)生活過程中超出有效范圍的燃燒。例如,氣焊時(shí)將周圍的可燃物(油棉絲等)引燃,進(jìn)而燒毀設(shè)備和建筑物,燒傷人員等,超出了氣焊的有效范圍,這就構(gòu)成了火災(zāi)。
爆炸是物質(zhì)在瞬間以機(jī)械功的形式釋放出大量氣體和能量的現(xiàn)象。由于物質(zhì)狀態(tài)的急劇變化,爆炸發(fā)生時(shí)會使壓力猛烈增加并產(chǎn)生極大的聲響。其主要特征是壓力的急劇升高。
化學(xué)品的燃燒與爆炸需要三要素:可燃物、助燃物和點(diǎn)火源。可燃物與助燃物也必須有正確的比例和在合適的狀態(tài)下才能燃燒或爆炸,過量的燃料與不充足的氧、高濃度的氧與不足量的燃料都不能燃燒,只有具備了一定數(shù)量和濃度的燃料和氧,以及具備一定能量的點(diǎn)火能源,三者同時(shí)存在并且發(fā)生相互作用,才能引起燃燒或爆炸。
(一)可燃?xì)怏w、液體蒸氣、粉塵的燃爆危險(xiǎn)性
可燃?xì)怏w、可燃液體蒸氣或可燃粉塵與空氣組成的爆炸性混合物,當(dāng)遇點(diǎn)火源時(shí)極易發(fā)生燃燒爆炸,但并非在任何混合比例下都能發(fā)生,而是有固定的濃度范圍,不同可燃物有不同的濃度范圍。這一范圍通常叫該物質(zhì)的爆炸范圍或爆炸極限,通常可燃?xì)怏w、可燃液體蒸汽用單位體積質(zhì)量濃度(mg/m3)來表示,可燃粉塵用在空氣中的體積百分?jǐn)?shù)(%)來表示。能夠產(chǎn)生爆炸的最低濃度稱之為爆炸下限,最高濃度為爆炸上限,例如:乙醇爆炸范圍為4.3%~1 9.0%,4.3%稱為爆炸下限,1 9.0%稱為爆炸上限。通常,爆炸極限是在常溫、常壓的標(biāo)準(zhǔn)條件下測定出來的,它隨溫度、壓力的變化而變化。可燃?xì)怏w或蒸汽的爆炸危險(xiǎn)性可以用爆炸危險(xiǎn)度來表示:
爆炸上限濃度-爆炸下限濃度
爆炸危險(xiǎn)度 = ————————————
爆炸下限濃度
爆炸危險(xiǎn)度計(jì)算公式說明,氣體或蒸汽的爆炸極限的范圍越寬、爆炸下限濃度越低、爆炸上限濃度越高,其爆炸危險(xiǎn)性越大。
另外,某些氣體即使沒有空氣或氧氣存在時(shí),同樣可以發(fā)生爆炸。如乙炔即使在沒有氧的情況下,若被壓縮到2個(gè)大氣壓以上,遇到火星也起爆炸。這種爆炸是由物質(zhì)的分解引起的,稱為分解爆炸。乙炔發(fā)生分解爆炸時(shí)所需的外界能量隨壓力的升高而降低。除乙炔重外,其他一些分解反應(yīng)的氣體,也有同樣性質(zhì),如乙烯、環(huán)氧乙烷、丙烯、聯(lián)氨等。
(二)液體的燃爆危險(xiǎn)性
易(可)燃液體在火源或熱源的作用下,先蒸發(fā)成蒸氣,然后蒸氣氧化分解進(jìn)行燃燒。開始時(shí)燃燒速度較慢,火焰也不高,因?yàn)檫@時(shí)的液面溫度低,蒸發(fā)速度不快,蒸氣量較少。隨著燃燒時(shí)間延長,火焰向液體表面?zhèn)鳠幔贡砻鏈囟纫簧舭l(fā)速度和火焰溫度則同時(shí)增加,這時(shí)液體就會達(dá)到沸騰的程度,使火焰顯著增高。如果不能隔斷空氣,易(可)燃液體就可能完全燒盡。
(三)固體的燃爆危險(xiǎn)性
固體燃燒分兩種情況,對于硫、磷等低熔點(diǎn)簡單物質(zhì),受熱時(shí)首先熔化,繼而蒸發(fā)變?yōu)檎魵膺M(jìn)行燃燒,無分解過程,容易著火;對于復(fù)雜物質(zhì),受熱時(shí)首先分解為物質(zhì)的若干組成部分,生成氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物,然后氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物蒸氣再發(fā)生氧化而燃燒。
某些固態(tài)化學(xué)物質(zhì)一旦點(diǎn)燃將迅速燃燒,例如鎂,一旦燃燒將很難熄滅。某些固體對摩擦、撞擊特別敏感,如有機(jī)過氧化物,當(dāng)受外來撞擊或摩擦?xí)r,很容易引起燃燒爆炸。某些固態(tài)物質(zhì)在常溫或稍高溫度下即能發(fā)生自燃,如白磷露置空氣中可很快燃燒。工業(yè)事故中,引發(fā)固體火災(zāi)事故較多的是化學(xué)品自熱燃燒和受熱自燃。