11可燃液体.ppt

1、防火防爆,河南工业职业技术学院,（一）沸溢火灾 1、沸溢：热波在油品中传播时，乳化水或自由水蒸发，形成大量油包气气泡，最后发生向外溢出的现象。 2、沸溢的发生条件： （1）液体（油类）具有形成热波的特性； （2）液体（油类）中含有乳化水或自由水； （3）液体（油类）的粘度较大。,一、燃烧形式和液体火灾,（1）沸腾温度比槽侧壁温度高的可燃液体： 层的加热方式以传导方式进行，此类液体燃烧时里层预热的情况不太严重（高沸点可燃液体火灾）。 （2）沸点比贮槽侧壁温度低的可燃液体： 以对流的方式沿整个深度进行加热，易造成剧烈沸腾（含水分）而溢出或溅落，使其蔓延（低沸点可燃液体）。,3形成过程,（3）多种成

2、分组成的液体燃烧： 燃烧 分馏 大比重产物（如沥青） 下沉 加热深处液体 若含水分 沸溢 扩大火灾的危险，如重油。 （4）油罐沸溢火灾： 燃烧 近液面油层温度上升 油品粘度变小 水滴下沉 蒸发 蒸汽泡 油泡群体积膨胀 溢出 沸溢火灾 液体沸溢是形成喷溅火灾的前提条件 沸溢性品：一般指含0.3-4%水分的原油、渣油与重油等。,（一）沸溢火灾（重质油品的沸溢） 4、沸溢发生的时间 发生沸溢的时间与原油的种类、水分含量有关。根据实验，含有1%水分的石油，经4560分钟燃烧就会发生沸溢。 5、 发生沸溢的征兆： （1）火焰由红变白变亮，高度突然增加； （2）烟气由浓黑变稀白； （3）油面蠕动，有轻微呼

3、隆和嘶嘶声响。,（二）喷溅（重质油品的沸溢） 1、喷溅：热波下降到水垫层，使其中的水大量蒸发，蒸气压迅速升高，把上部的油品抛出罐外的现象。 2、喷溅的发生条件： （1）液体（油类）具有热波特性； （2）液体（油类）底部存在水垫层； （3）高温层与水垫层接触。 注意：几乎所有原油、大部分合成重油混合物具备上述条件,3、形成过程： 高温层以对流的方式将大量的热量在纵深方向加热水垫，水汽化产生大量蒸汽，随着蒸汽压力逐渐增高，当达到蒸汽压力足以把上层油层抛向上空（高达数米至数十米）而向四周喷溅（十米至数十米），四处流散，迅速火灾范围，危险很大。 4、喷溅发生时间 喷溅发生的时间与油层厚度、热波移动速度

4、以及油的燃烧线速度有关。,（二）喷溅 5、喷溅时间计算,例题：黄岛油库 5号油罐贮存原油16000T，油温39oC，着火后抽出原油为4100T。罐内有69根立柱，每根立柱横截面积0.25m2；罐长72m宽48m。原油比重0.89，含水量0.5%，原油燃烧线速度 0.1025m/h，热波传播速度 0.785m/h。试预计该油罐着火后可能发生喷溅的时间。,（二）喷溅（重质油品的喷溅） 6、喷溅发生的征兆： （1）火焰由红变白变亮，高度突然增加，火舌似箭； （2）烟气由浓黑变稀白；发生剧烈的嘶嘶声； （3）金属罐体罐壁颤抖，伴有强烈噪声，热波在油品中传播时，形成大量油包气气泡，最后发生向外喷出的现象

5、。,喷溅火灾灭火注意事项： 在火灾扑救的全过程，要派一定数量懂技术、有经验的人员从不同角度，观察燃烧情况，预测判断喷溅发生时间，为指挥员提供决策依据 ，在喷溅发生前要及时组织人员撤离。,燃料,燃料喷嘴,火焰中溢出的油滴,二次空气扩散火焰 （一次空气富油火焰产物+空气）,一次空气扩散火焰 （燃料蒸气+空气）,富油核心 （油滴+燃料蒸气）,（三）喷射火灾,二、可燃液体及分类 （1）可燃液体： 凡遇火，受热或与氧化剂接触能着火和爆炸的液体，如：汽油、酒精、煤油等。 （2）分类： 1）按闪点分：闭杯试验闪点（GB6944-1986） 低闪点液体 ：低于-18 中闪点液体 ：-18至23 高闪点液体：2

6、3至61,2）化学性质和商品类别分： 化学化工原料及溶剂 硅及有机化合物 易燃性油漆 树脂粘合剂 油墨和调色油 含有易燃液体的物品 盛放于易燃液体中的物品 其他,液体的燃烧速度取决于液体的蒸发速度。 液体的燃烧速度工业上有两种表示方法： 一种是以单位面积上单位时间内烧掉的液体质量来表示，叫做液体燃烧的质量速度； 另一种是以单位时间内烧掉液层的高度来表示，叫做液体燃烧的直线速度。,三、液体燃烧速度,（一）液体的燃烧速度 1燃烧线速度 V 单位时间内烧掉的液层厚度。 表达式 ： 2重量燃烧速度 G 单位时间内、单位面积上烧掉的液体重量。 表达式 ：,（一）液体的燃烧速度 3液体重量燃烧速度与线速度

7、关系,t,1000,表4-10 几种易燃液体的燃饶速率,（二）液体的燃烧速度的测定,直径为62mm 的石英容器,重锤,滴定管,滑轮,实验,实际,（三）影响液体燃烧速度的因素,第四节 可燃液体的稳定燃烧,放热,能量守恒定律,火焰 液面,热传导 热对流 热辐射,（三）影响液体燃烧速度的因素 1液面接受热量 （1）直径D对液面接受热量的影响 （2）容器中可燃液体高度对液面接受热量的影响 （ 3）风的存在对液面接受热量的影响,直径很小，导热项占主导地位，直径越小，燃烧速度越快； 直径很大，导热项趋于零，辐射项占主导地位，燃烧速度趋于常数； 在过渡阶段，导热、对流和辐射共同作用，燃烧速度随直径增加迅速减

8、小到最小值，随后随直径增加而上升。,（1）直径D对液面接受热量的影响,燃烧速度随油罐直径变化曲线图,0.4 1 10 100 1000 cm,20 10 5 2 1 0.5,汽油； 煤油； 轻油；,直径小于0.03m时，火焰为层流状态，燃烧速度随直径增加而减小； 直径大于1.0m时，火焰呈充分发展的湍流状态，燃烧速度为常数，不受直径变化的影响， 直径介于0.031.0m的范围时，随着直径的增加，燃烧状态逐渐从层流状态过渡到湍流状态，燃烧速度在0.10m处达到最小值，之后燃烧速度随直径增加逐渐上升到湍流状态的恒定值。,增大热传导、热对流、热辐射作用都会降低,2、容器中可燃液体高度对液面接受热量的

9、影响,3、风的存在对液面接受热量的影响,火焰辐射强度和倾斜度两个因素共同作用,风速超过某一程度，几乎所有液体的燃烧速度都趋于定值,对轻油：风速增大，燃烧速度加快 对重油：影响不大,（二）挥发性影响-有机同系物液体密度 液体的密度可以反映液体的挥发性，密度越小，燃烧速度越快。 （三）热容的影响-液体含水量 含水量增加，使热容增大，燃烧速度下降。 （四）初温的影响 初温升高，燃烧速度加快。,四、可燃液体的燃烧炸极限： （1）爆炸燃烧极限：上下限之分，%（体积分数）； （2）爆炸燃烧极限：上下限之分，以表示；,1 蒸发过程,气体燃烧,液体燃烧,气体 O2,蒸发,燃烧本质,一致,五、评价液体火灾危险性

10、的主要技术参数,（一）饱和蒸汽压,不饱和水,饱和水,饱和湿蒸汽,饱和干蒸气,过热蒸气,凝结 蒸发,t ts,t = ts,t = ts,t = ts,t ts,预热,汽化,过热,不饱和水,饱和水,凝结 蒸发,t,ts, ts,1蒸发过程,气体燃烧,液体燃烧,气体 O2,蒸发,燃烧本质,饱和状态：汽化与凝结的动态平衡,饱和温度Ts （Saturation temperature） 饱和压力ps （Saturation pressure）,一一对应,描述蒸发过程的参量？,温度T 压力P 蒸发热 蒸气浓度,一致,2、蒸发热 （1）蒸发热：在一定的温度和压力下，单位质量液体完全蒸发所吸收的热量。 （2

11、）摩尔蒸发热：在一定的温度和压力下， 1摩尔液体完全蒸发所吸收的热量。,第一节 液体的蒸发,第一节 液体的蒸发,3蒸气压 (Vapour Pressure) 1）蒸气压：在一定条件下，液体和其蒸气处于平衡状态时，蒸气所具有的压力，称为饱和蒸气压（蒸气压）。 2）蒸气压主要由液体的性质（液体分子间的作用力）和温度决定。,气化,液气,分子间距离,减压,升温,凝聚,气液,加压,降温,（一）饱和蒸汽压 指饱和蒸汽所具有的压力，以Pa表示 ； P、V蒸，闪点越低，火灾危险性越大 蒸汽在空气中的浓度 混合物中的蒸汽浓度，%； PZ在给定温度下的蒸汽压力，Pa； PH混合物的压力，Pa 。（101325Pa

12、）,例4-1桶装甲苯的温度为20而大气压力为101325Pa，试求甲苯的饱和蒸汽压。 解：查表甲苯饱和蒸汽压为2973Pa，则,可燃液体的蒸汽压力是随温度的而变化的，可利用饱和蒸汽压力来确定其在储存和使用时的安全温度和压力。 例4-2 有一个苯罐的10下贮存，确定是否有爆炸危险？如有爆炸危险，应选择什么样的贮存温度比较安全？,解：先查表，可知苯在10时的蒸汽压力为5966 Pa ，则： =5.89% 苯的爆炸极限为1.59.5%，故苯在10时有爆炸危险。 消除形成爆炸浓度的温度有两个可能： 低于闪点的温度； 高于爆炸上限的温度。 但苯的闪点为-14而其凝固点为5，若储存温度低于闪点，苯就会凝固

13、。因此只有采用爆炸上限的温度，则： Pz =101325=（1013250.095）Pa 从液体饱和蒸汽压表查得，苯的蒸汽压力为9625.8 Pa时，处于1020范围内，则用内插法可求 10+ (9625.8-5966) 10/(9972-5966)=（10+9）=19,例4-3，某厂在车间中使用丙酮作为溶剂，操作压力位500KPa，操作温度为25。确定丙酮在该压力和温度下有无爆炸危险，如有爆炸危险，应选择何种操作压力比较安全？ 解：先求出丙酮的蒸汽浓度 常压下的丙酮蒸汽浓度 负压下丙酮蒸汽的浓度,（二）燃烧极限,可用仪器测，也可通过饱和蒸汽压力求,例4-4 已知甲苯的爆炸浓度极限为1.27%

14、7.5%，大气压力101325Pa。试求爆炸温度极限。 解：先求101325Pa下的饱和蒸汽压： Pz =1.27101325/100Pa=1286.83 Pa ， 处于010之间，则温度下限为： (1286.83-901) 10/(1693-901)=4.87 同理可求得上限温度为38.9； 则在101325 Pa时，甲苯的爆炸温度极限为4.87-38.9,1闪点：闪点随其浓度变化而变化 (1) 闪点越低，则越容易引起燃烧，但加入四氯化碳，闪点即提高，加入量达到一定数值后，便不能闪燃。 甲醇中加入41%的CCl4则不会出现闪燃现象 (2) 两种可燃液体混合物的闪点，一般是在两液体闪点间，并低

15、于平均值。闪点随浓度的升高而降低。 2 利用燃烧浓度极限求闪点和温度极限,（三）闪点,（1）利用可燃液体爆炸下限方法计算 （2） 利用插值法计算闪点,例4-5：已知乙醇的爆炸下限为3.3 18， 大气总压为101325Pa，求乙醇闪点和温度极限。,解：,（3）利用可饱和蒸汽压公式计算燃烧温度,3根据多尔恩顿公式计算（插值法）,（1）化学反应式：C6H6+7.5O2 6CO2+3H2O （2）N = 7.52 = 15 （3）代入公式 =1498.0（Pa）,例4-6：已知大气压力101325Pa，试用多尔恩顿公式求苯的闪点（插值法）。,解：,T,P,Pf,t,P,（1）化学反应式：C6H6+7

16、.5O2 6CO2+3H2O （2）N = 7.52 = 15 （3）代入公式 =1498.0（Pa） （4）插值法 查表：苯在-200C，蒸气压为991Pa； 苯在-100C，蒸气压为1951Pa。,例4-6：已知大气压力101325Pa，试用多尔恩顿公式求苯的闪点（插值法）。,解：,T,P,Pf,-10,-20,t,内插法（interpolation）,0,3546 1951 1498 9901,T,P,Pf,t,3546 1951 1498 991,-10,0,内插法,外插法,-20,4根据布里诺夫公式计算（插值法）,（1）已知甲苯闪点插值法求出甲苯的PS ； （2）已知总压P，根据化学

17、方程式得到甲苯的n值，查表求得甲苯的Do ； （3）根据， 求出A =0.0084； （4）已知总压P，根据化学方程式得到苯的n值，查表得到苯的Do ；求出苯的PS =1473 Pa ; （5）插值法，算出苯的闪点-15oC。,例4-7：已知甲苯的闪点为5.5oC，大气压为101325Pa，求苯的闪点。,解：,闪点计算 5根据波道查的烃类闪点公式计算 6根据可燃液体碳原子数计算,受热膨胀性: V增加，P增加 爆炸 Vt、Vo液体在t 和0时的体积； T液体受热后的温度； 体积膨胀系数，即温升1，单位体积的增量,例4-8玻璃瓶装乙醚，存放在暖气片旁边，试问这样放乙醚玻璃瓶有无危险？（玻璃瓶体积为24L，并留有5%的空间。暖气片的散热平均温度为60度） 解：查表知道乙醚的膨胀系数为0.0016，根据上式有 Vt=Vo(1+V)=（24-24 5%）（1+0.00160 60）=24.988L 因为：24.99824 所以 ；有危险,5、其他燃爆性质： （1）沸点：沸点越低，危险性越大； （2）相对密度（水