本小节学习重点:
火灾的分类与常见的灭火剂。
要求熟练掌握,万一遇到火灾,能熟练运用所学知识。
上节课课后作业的详细解析视频
燃烧的“双面性”

2015年8月12日23:30左右,天津港的瑞海公司危险品仓库发生火灾爆炸事故,造成165人遇难(其中公安现役消防人员24人、天津港消防人员75人、公安民警11人)、8人失踪,798人受伤。

火灾分类

灭火原理:
1、 隔离法:将着火的地方或物体与周围的可燃物隔离或移开,燃烧就会因缺少可燃物质而停止
2、 窒息法:阻止空气流入燃烧区域或用不燃烧的物质冲淡空气,使燃烧物得不到足够的氧气而熄灭
3、 冷却法:将灭火剂直接喷射到燃烧物上;以降低燃烧物的温度
4、 化学抑制灭火法:将化学灭火剂喷入燃烧区使之参与燃烧的化学反应,从而使燃烧停止
常见的灭火剂——水
水的热容量大,1kg水温度升高1℃,需要4.1868kJ的热量;1kg100℃的水汽化成水蒸气则需要吸收2.2567 kJ的热量
水在受热汽化时,体积增大1700多倍,当大量的水蒸气笼罩于燃烧物的周围时,可以阻止空气进入燃烧区,从而大大减少氧的含量,使燃烧因缺氧而窒息熄灭
不能用水扑灭的火灾
①密度小于水和不溶于水的易燃液体的火灾,如汽油、煤油、柴油等油品。
②遇水产生燃烧物的火灾,如金属钾、钠、碳化钙等,不能用水,而应用砂土灭火。
③硫酸、盐酸和硝酸引发的火灾,不能用水流冲击,因为强大的水流能使酸飞溅,流出后遇可燃物质,有引起爆炸的危险。酸溅在人身上,能灼伤人。
④电气火灾未切断电源前不能用水扑救,因为水是良导体,容易造成触电。
⑤高温状态下化工设备的火灾不能用水扑救,以防高温设备遇冷水后骤冷,引起形变或爆裂。
常见的灭火剂——泡沫灭火剂
常用的化学泡沫灭火剂,主要是酸性盐(硫酸铝)和碱性盐(碳酸氢钠)与少量的发泡剂(植物水解蛋白质粉)、少量的稳定剂(三氯化铁)等混合后,相互作用而生成的泡沫。
6NaHCO3十Al2(SO4)3 =2Al(OH)3十3Na2SO4十6CO2
化学泡沫灭火剂在发生作用后生成大量的二氧化碳气体,它与发泡剂作用便生成许多气泡。这种泡沫密度小,且有黏性,能覆盖在着火物的表面上隔绝空气。同时二氧化碳又是惰性气体,不助燃。
化学泡沫灭火剂不能用来扑救忌水忌酸的化学物质和电气设备的火灾。
常见的灭火剂——干粉灭火剂
以碳酸氢钠(钾)为基料的干粉,用于扑灭易燃液体、气体和带电设备的火灾;(BC )
以磷酸三铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵及其混合物为基料的干粉,用于扑灭可燃固体、可燃液体、可燃气体及带电设备的火灾;(ABC)
以氯化钠、氯化钾、氯化钡、碳酸钠等为基料的千粉,用于扑灭轻金属火灾。(D类干粉)
硫酸铵、磷酸二氢铵、氯化钠和表面活性剂类的添加剂。(ABCD干粉)
干粉中碳酸氢钠受高温作用分解,该反应是吸热反应,反应放出大量的二氧化碳和水,水受热变成水蒸气并吸收大量的热量,起到冷却、稀释可燃气体的作用;干粉进入火焰后,由于干粉的吸收和散射作用,减少火焰对燃料的热辐射,降低液体的蒸发速率。
一旦轻质金属发生火灾千万不能用水施救否则将发生更大的爆炸性灾难。如果一旦发生此类火灾将采用专业的D类灭火剂、D灭火器进行有效扑灭,万一没有储备该类灭火器设备可以采用沙土将其隔离,覆盖让其自行燃烧殆尽防止灾害进一步扩大。
一些扩散性很强的易燃气体,如乙炔、氢气,干粉喷射后难以使整个范围内的气体稀释,灭火效果不佳。它也不宜用于精密机械、仪器、仪表的灭火,因为在灭火后留有残渣。
常见的灭火剂——卤代烷灭火剂
它通过捕捉游离基和破坏火焰接触面的灭火剂达到良好的灭火效果使燃烧链中断燃烧
以哈龙1301(CF3Br)为例,其反应过程如下:
CF3Br → CF3·+ Br·
Br· + H· → HBr
HBr + HO·→ H2O + Br·
可见,链式反应中的活性自由基(H·和HO·)被消除,燃烧反应就会终止。在这一过程中,Br·几乎没有什么损失。由于自由基反应速度极快,因此哈龙灭火剂的灭火效率是很高的。
哈龙含有氯和溴,在大气中受到太阳光辐射后,分解出氯、溴的自由基,这些化学活性基团与臭氧结合夺去臭氧分子中的一个氧原子,引发一个破坏性链式反应,使臭氧层遭到破坏,从而降低臭氧浓度,产生臭氧空洞。哈龙在大气中的存活寿命长达数十年,它在平流层中对臭氧层的破坏作用将持续几十年甚至更长时间。因此哈龙对臭氧层的破坏作用是巨大的。
2005年停止生产哈龙1211灭火剂,2010年停止生产哈龙1301灭火剂
哈龙替代品优点:
1、洁净。在非火灾情况下排放后,对设备无损害。在火灾情况下,快速扑灭火焰,形成的副产品极少。
2、不导电。
3、基本上对人无危害。
4、对于表面类燃烧——木材、纸张或其他纤维材料或者易燃液体类燃烧的火灾,可靠有效。
5、对电子仪器、设备的副作用极小。
6、对臭氧层影响值为零。
美国环保局(US EPA)对FM200的说明是:“HFC-227ea不破坏平流大气层。 HFC-227ea是目前Halon 1301替代产品中最有效的产品。”(联邦登记薄第58卷90号1993.5.12)
选用FM200的好处是:
1、在10秒或10秒以内灭火。
2、节省空间,其他检测设备与控制设备通常可以沿用。
3、安全无毒性,事实上,FM200已被指定为药剂计量吸入器中类似气喘药分配器的推进器。
4、对环境无污染,臭氧消耗潜能值为零,对全球变暖影响小。
5、对文书档案、古玩珍品、电子仪器设备不会留下颗粒或油污,也不需要清除灭火材料的残余物。


图:某医院大型仪器室安装的七氟丙烷灭火器
烟雾灭火剂组成
在发烟火药的基础上加以改进而研制成的一种新型灭火剂
典型配比为硝酸钾50.5%、木炭12.5%、硫磺3%、三聚氰胺26%和碳酸氢钠8%
2KNO3+3C+S→K2S+N2+3CO2
烟雾灭火剂灭火原理
烟雾灭火剂的灭火原理主要是窒息作用。
烟雾灭火剂的各种组分,可以在密闭系统中持续燃烧,而不须外界供给氧气,燃烧时产生大量气体,其中85%以上是二氧化碳、氮气等惰性气体。
所谓烟雾,就是灭火剂燃烧反应的气态产物及浮游于其中的固体颗粒。用它扑救油罐火灾时,这些烟雾从发烟器喷嘴喷出,能迅速充满油罐内空间,排挤罐内的其他气体,阻止外界空气流人罐内,大大稀释了罐内的氧气和可燃气体浓度,从而使燃烧窒息。
身边的灭火剂
一、湿布
用湿毛巾、湿围裙、湿抹布等,直接将火焰盖住
二、锅盖
当锅里的食油因温度过高着火时,千万不要用水浇。应该先关掉气源,迅速盖上锅盖
三、杯盖
酒精火锅在加酒精时突然燃烧起来,并会燃着装酒精容器,这时千万不能把容器摔出去,应立即盖死或捂死容器口
四、食盐
食盐是一种扑救初起火灾行之有效的灭火剂
五、沙土
室外发生火灾,没有灭火器而用水灭火危险性较大时,可用铁锹铲沙土覆盖到电器设备上,使火熄灭
(说明:视频与章节测验中的动图是一样的,如果动图打不开就看视频)
小专题——阻燃材料
阻燃材料是能够抑制或者延滞燃烧而自己并不容易燃烧的材料,广泛应用于服装、石油、化工、冶金、造船、消防、国防等领域
目前阻燃材料主要有有机和无机,卤素和非卤
高阻燃材料有机是以溴系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂,无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝,硅系等阻燃体系
一般来讲有机阻燃具有很好的亲和力,在塑料中添加使用,溴系阻燃剂在有机阻燃体系中占据绝对优势
虽然在环保问题上“非议”多,但一直难以有其他阻燃剂体系取代


阻燃机理
阻燃技术的目的是使非阻燃材料具备阻燃的性能,在一定条件下不容易燃烧或者能够自熄。
包括以下几种:
1、阻燃剂使可燃烧物炭化,从而达到阻燃效果。这种阻燃效果主要是在固相中发挥作用,这种类别的阻燃材料主要是磷类阻燃剂(包括有机磷类和无机磷类)。
2、阻燃剂在燃烧条件下形成不挥发隔膜,隔绝空气达到阻燃目的。这种阻燃效果主要是在液相中发挥作用。这种类别的阻燃材料主要有硼酸盐、卤化物、氧化锑和磷类材料,或者这几种材料间的相互反映生成的物质。
3、阻燃剂分解产物将氢氧自由基连锁反应切断从而达到阻燃目的。这种阻燃效果主要是在气相中发挥作用。这种类别的材料主要是在气相中发挥作用。这类阻燃材料主要是卤化物和氧化锑。
4、燃烧热的分散和可燃物质的稀释。这类阻燃材料主要是硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁等物质,主要是因分解大量吸热、所产生的不燃物质稀释可燃性气体而达到阻燃目的。一般,阻燃体系要尽量选用无毒、经济和具有协同效应的阻燃材料。常用的阻燃体系有:卤素-氧化锑,磷-氮。但是最常用的还是混合选用的阻燃体系,这样可以确保发挥综合的阻燃效能。按照标准的规定,一般采用酒精喷灯燃烧实验或者模拟巷道丙烷燃烧实验来检测产品的阻燃性能。
附件:第二讲 课件(课件可以从课程资料中下载PPT电子版)
(课件与下面网页的内容基本一致,部分课件的图片、动图可能不能原位播放。建议直接浏览网页即可)
课外拓展
电影《烈火英雄》
由博纳影业集团股份有限公司出品,由刘伟强、李锦文监制,陈国辉导演,黄晓明、杜江、谭卓领衔主演。
改编自文学作品《最深的水是泪水》,故事源于“大连7·16大火”真实事件,讲述了沿海油罐区发生火灾,消防队伍上下级团结一致,誓死抵抗,以生命维护国家及人民财产安全的故事。

一场滨海城市石油码头的管道爆炸,牵连了整个原油储存区,一座储油量高达10万立方米的储油罐已经爆炸并且泄露。泄露的原油随时可能引爆临近的油罐,火灾不断升级,爆炸接连发生,然而这还都不是最恐怖的,火场不远处伫立的危险化学物储藏区,像跃跃欲试的魔鬼等待着被点燃,刹那便能带走几百万人的生命。
重点关注:
1、《烈火英雄》中消防员扛着水枪向前冲的镜头非常的热血令人感动,但有很多观众看到这里也忍不住议论纷纷,不少观众都表示油罐爆炸着火用水灭火是不正确的,因为油的密度比水小所以比水轻,着火的时候用水是灭不了的,油会浮在水面上继续着火,这也是为什么海面上会着火的原因,所以很多人都质疑影片中是有bug的,本来就不应该用水去灭火。电影中着火的是石油,用水去灭火确实不太科学,电影原型事件发生的时候消防员们是用泡沫灭的火。
2、火锅店爆炸前为什么让那个新兵“别动”?
那次爆炸是爆燃也叫回燃,那间房间里温度达到燃点,也有足量的可燃气体,因为没氧气所以没燃烧爆炸,烟气倒吸就是爆燃前兆,不开门就不会爆炸,正确处理方法是对房间降温。
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