2015年安全工程师《安全生产技术》：燃烧爆炸事故类型

　　五、危险化学品的燃烧爆炸事故类型的划分和发展历程

　　1．燃烧爆炸分类

　　危险化学品的燃烧按其要素构成的条件和瞬间发生的特点，可分为闪燃、着火和自燃三种类型。危险化学品的爆炸可按爆炸反应物质分为简单分解爆炸、复杂分解爆炸和爆炸性混合物爆炸。

　　（1）简单分解爆炸。引起简单分解的爆炸物，在爆炸时并不一定发生燃烧反应，其爆炸所需要的热量是由爆炸物本身分解产生的。属于这一类的有乙炔银、叠氮铅等，这类物质受轻微震动即可能引起爆炸，十分危险。此外，还有些可爆气体在一定条件下，特别是在受压情况下，能发生简单分解爆炸。例如乙炔、环氧乙烷等在压力下的分解爆炸。

　　（2）复杂分解爆炸。这类可爆物的危险性较简单分解爆炸物稍低。其爆炸时伴有燃烧现象，燃烧所需的氧由本身分解产生。例如梯恩梯、黑索金等。

　　（3）爆炸性混合物爆炸。所有可燃性气体、蒸气、液体雾滴及粉尘与空气（氧）的混合物发生的爆炸均属此类。这类混合物的爆炸需要一定的条件，如混合物中可燃物浓度、含氧量及点火能量等。实际上，这类爆炸就是可燃物与助燃物按一定比例混合后遇点火源发生的带有冲击力的快速燃烧。

　　2．燃烧爆炸过程

　　（1）燃烧。除了一些熔点较高的无机固体外，可燃物质的燃烧一般是在气相中进行的。由于可燃物质的状态不同，其燃烧过程也不相同。

　　相对于可燃固体和液体，可燃气体最易燃烧，燃烧所需要的热量只用于本身的氧化分解，并使其达到着火点。气体在极短的时间内就能全部燃尽。

　　液体在点火源作用下，先蒸发成蒸气，而后氧化分解进行燃烧。

　　固体燃烧一般有两种情况：对于硫、磷等简单物质，受热时首先熔化，而后蒸发为蒸气进行燃烧，无分解过程；对于复合物质，受热时可能首先分解成其组成部分，生成气态和液态产物，而后气态产物和液态产物蒸汽着火燃烧。

　　（2）分解爆炸性气体爆炸。某些单一成分的气体，在一定的温度下对其施加一定压力时则会产生分解爆炸。这主要是由于物质的分解热的产生而引起的，产生分解爆炸并不需要助燃性气体存在。在高压下容易产生分解爆炸的气体，当压力低于某数值时则不会发生分解爆炸，这时的压力称为分解爆炸的临界压力。各种具有分解爆炸特性气体的临界压力是不同，如乙炔分解爆炸的临界压力是1.4 MPa，其反应式如下：

　　C2H2→2C（固）+H2十226 kJ

　　（3）粉尘爆炸。粉尘爆炸是悬浮在空气中的可燃性固体微粒接触到火焰（明火）或电火花等点火源时发生的爆炸。金属粉尘、煤粉、塑料粉尘、有机物粉尘、纤维粉尘及农副产品谷物面粉等都可能造成粉尘爆炸事故。

　　1）粉尘空气混合物产生爆炸的过程：

　　①热能加在粒子表面，温度逐渐上升；

　　②粒子表面的分子发生热分解或干馏作用，在粒子周围产生气体；

　　③产生的可燃气体与空气混合形成爆炸性混合气体，同时发生燃烧；

　　④由燃烧产生的热进一步促进粉尘分解，燃烧的传播，在适合条件下发生爆炸。

　　上述过程是在瞬间完成的

　　2）粉尘爆炸的特点：

　　①粉尘爆炸的燃烧速度、爆炸压力均比混合气体爆炸小；

　　②粉尘爆炸多数为不完全燃烧，所以产生的一氧化碳等有毒物质较多；

　　③可产生爆炸的粉尘颗粒非常小，可作为气溶胶状态分散悬浮在空气中，不产生下沉。堆积的可燃性粉尘通常不会爆炸，但由于局部的爆炸、爆炸波的传播使堆积的粉尘受到扰动而飞扬，形成粉尘雾，从而产生二次、三次爆炸。

　　（3）蒸气云爆炸

　　可燃气体遇点火源被点燃后，若发生层流或近似层流燃烧，这种速度太低，不足以产生显著的爆炸超压，在这种条件下蒸气云仅仅是燃烧，在燃烧传播过程中，由于遇到障碍物或受到局部约束，引起局部紊流，火焰与火焰相互作用产生更高的体积燃烧速率，使膨胀流加剧，而这又使紊流更强，从而又能导致更高的体积燃烧速率，结果火焰传播速度不断提高，可达到层流燃烧的十几倍乃至几十倍，发生爆炸反应。

　　一般要发生带破坏性超压的蒸气云爆炸应具备以下几个条件：

　　1）泄漏物必须可燃且具备适当的温度和压力条件；

　　2）必须在点燃之前即扩散阶段形成一个足够大的云团，如果在一个工艺区域内发生泄漏，经过一段延迟时间形成云团后再点燃，则往往会产生剧烈的爆炸；

　　3）产生的足够数量的云团处于该物质的爆炸极限范围内才能产生显著的超压。蒸气云团可分为3个区域：泄漏点周围是富集区，云团边缘是贫集区，介于两者之间的区域内的云团处于爆炸极限范围内。这部分蒸气云所占的比例取决于多种因素，包括泄漏物的种类和数量、泄漏时的压力、泄漏孔径的大小、云团受约束程度以及风速、湿度和其他环境条件。

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