凡遇火、受熱、撞擊摩擦或與氧化劑接觸能著火的固體物質,統稱為可燃固體。
燃燒形式
(1)熔點低的固體物質燃燒時,是受熱后先熔化,再蒸發產生蒸氣并分解氧化而燃燒。例如瀝青、石蠟、松香、硫、磷等。
(2)復雜固體的物質燃燒時,是在受熱時直接分解析出氣態產物,再氧化燃燒。例如木材、煤、紙張、棉花、塑料、人造纖維等。
(3)焦炭和金屬等燃燒時呈熾熱狀態,無火焰發生,屬于無焰燃燒或表面燃燒。
上述三種燃燒過程有的可燃固體可兼而有之,如木材的燃燒過程即是。
木材燃燒過程在復雜固體物質的燃燒中,以木材的燃燒在防火中最值得深入研究。
(1)木材遇到火焰時,先是受熱升溫,在110℃以下只釋出水分,130℃時開始分解,自150~200℃以下分解出來的主要是水和二氧化碳,并不能燃燒。在200℃以上分解出一氧化碳、氫和碳氫化合物,此時木材開始燃燒,到300℃時析出的氣體產物最多,燃燒也最強烈。
(2)木材的燃燒除了有火焰燃燒外,還有木炭的無火焰燃燒。在開始燃燒析出可燃氣體時,木炭不能燃燒,因為火焰阻止氧接近木炭。隨著木炭層的加厚而阻礙火焰的熱量傳入里層的木材,因而減少了氣態物質的分解,火焰變弱。由于木炭的灼熱而燃燒,木材表面的溫度也隨之提高,達到600~700℃。
(3)木炭的燃燒又使木炭層減薄,露出新的木材,進行分解,這樣反復繼續到全部木材分解完畢,此后就只有木炭的燃燒,再沒有火焰發生。
(4)木材的有火焰燃燒階段對火災發展起決定作用,所占的時間短,但所放出的熱量大,火焰的溫度與熱輻射促使火災蔓延。因此,在滅火工作中,與木材的火焰燃燒作斗爭最為重要。
分類固體按燃燒的難易程度分為易燃固體和可燃固體兩類。
(1)在危險物品的管理上,通常以燃點300℃作為劃分易燃固體和可燃固體的界限。
(2)易燃固體按危險性程度又分為一、二兩級。一級易燃固體的燃點低,易于燃燒,燃燒速度快,并能放出劇毒的氣體,例如紅磷、三硫化磷、五硫化磷、二硝基甲苯、閃光粉等。二級易燃固體的燃燒性能比一級易燃固體差,燃燒速度較慢,燃燒產生的毒性較小。例如硫磺賽璐板、鎂粉、鋁粉、錳粉等。
評價固體危險性的技術參數
(1)燃點。燃點是評價固體物質火災危險性的主要標志。
1)燃點低的固體在能量較小的熱源作用下,或者受撞擊、摩擦等,會很快受熱升溫達到燃點而著火。
2)固體的燃點越低,越容易著火,火災危險性就越大。
(2)熔點。物質由固態轉變為液態的最低溫度稱為熔點。
1)熔點低的固體受熱時容易蒸發或氣化,因此,燃點也較低,燃燒速度則較快。
2)許多低熔點的易燃固體還有閃燃現象。如二氯苯、聚甲醛、樟腦等,而且其閃點大都在100℃以下,所以火災危險性大。
(3)自燃點。固體的自燃點一般都低于液體和氣體的自燃點,大體上介于180~400℃之間。這是由于固體物質組成中分子間隔小,單位體積的密度大,因而受熱時蓄熱條件好的緣故。
1)固體的自燃點越低,其受熱自燃的危險性就越大。
2)有些固體達到自燃點時,會分解出可燃氣體與空氣發生氧化而燃燒,這類物質的自燃溫度一般較低。例如紙張和棉花的自燃溫度為130~150℃。
3)熔點高的固體的自燃點比熔點低的固體的自燃點低一些;粉狀固體的自燃點比塊狀固體的自燃點低一些。
(4)單位體積的表面積
1)固體與空氣接觸的表面積越大,其化學活性亦越大,越容易燃燒,并且燃燒速度也亦快。
2)同種固體,如單位體積的表面積大的,其危險性就大。例如鋁粉比鋁制品容易燃燒,硫粉比硫塊燃燒快等。
3)粉狀的固體,飛揚懸浮在空氣中并達到爆炸極限時有爆炸危險。
——摘自《安全科學技術百科全書》(中國勞動社會保障出版社,2003年6月出版)