燃燒過(guò)程中，這些沸程較寬的重質(zhì)油品產(chǎn)生熱波，在熱波向液體深層運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于溫度遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn)，因而熱波會(huì)使油品中的乳化水氣化，大量的蒸氣就要穿過(guò)油層向液面上浮，在向上移動(dòng)過(guò)程中形成油包氣的氣泡，即油的一部分形成了含有大量蒸氣氣泡的泡沫。這樣，必然使液體體積膨脹，向外溢出，同時(shí)部分未形成泡沫的油品也被下面的蒸氣膨脹力拋出罐外，使液面猛烈沸騰起來(lái)，就像“跑鍋”一樣，這種現(xiàn)象叫沸溢。

從沸溢過(guò)程說(shuō)明，沸溢形成必須具備三個(gè)條件：

①原油具有形成熱波的特性，即沸程寬，比重相差較大；

②原油中含有乳化水，水遇熱波變成蒸氣；

③原油粘度較大，使水蒸汽不容易從下向上穿過(guò)油層。

（二）噴濺

在重質(zhì)油品燃燒進(jìn)行過(guò)程中，隨著熱波溫度的逐漸升高，熱波向下傳播的距離也加大，當(dāng)熱波達(dá)到水墊時(shí)，水墊的水大量蒸發(fā)，蒸氣體積迅速膨脹，以至把水墊上面的液體層拋向空中，向罐外噴射，這種現(xiàn)象叫噴濺。

一般情況下，發(fā)生沸溢要比發(fā)生噴濺的時(shí)間早的多。發(fā)生沸溢的時(shí)間與原油的種類、水分含量有關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，含有1%水分的石油，經(jīng)45～60min燃燒就會(huì)發(fā)生沸溢。噴濺發(fā)生的時(shí)間與油層厚度、熱波移動(dòng)速度以及油的燃燒線速度有關(guān)。

三、固體燃燒的特點(diǎn)

固體可燃物由于其分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、物理性質(zhì)的不同，其燃燒方式也不相同。主要有下列四種。

（一）蒸發(fā)燃燒

可熔化的可燃性固體受熱升華或熔化后蒸發(fā)，產(chǎn)生可燃?xì)怏w進(jìn)而發(fā)生的有焰燃燒，稱為蒸發(fā)燃燒。發(fā)生蒸發(fā)燃燒的固體，在燃燒前受熱只發(fā)生相變，而成分不發(fā)生變化。一旦火焰穩(wěn)定下來(lái)，火焰?zhèn)鳠峤o蒸發(fā)表面，促使固體不斷蒸發(fā)或升華燃燒，直至燃盡為止。分子晶體、揮發(fā)性金屬晶體和有些低熔點(diǎn)的無(wú)定形固體的燃燒，如石蠟、松香、硫、鉀、磷、瀝青和熱塑性高分子材料等燃燒，均為蒸發(fā)燃燒。燃燒過(guò)程總保持邊熔化、邊蒸發(fā)、邊燃燒形式，固體有蒸發(fā)面的部分都會(huì)有火焰出現(xiàn)，燃燒速度較快。鉀、鈉、鎂等之所以稱為揮發(fā)金屬，因其燃燒屬蒸發(fā)式燃燒，而生成白色濃煙是揮發(fā)金屬蒸發(fā)式燃燒的特征。

（二）分解燃燒

分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固體可燃物，在受熱后分解出其組成成分及與加熱溫度相應(yīng)的熱分解產(chǎn)物，這些分解產(chǎn)物再氧化燃燒，稱為分解燃燒。如木材、紙張、棉、麻、毛、絲、以及合成高分子的熱固性塑料、合成橡膠等燃燒。

煤、木材、紙張、棉花、農(nóng)副產(chǎn)品等成分復(fù)雜的固體有機(jī)物，受熱不發(fā)生整體相變，而是分解釋放出可燃?xì)怏w，燃燒產(chǎn)生明亮的火焰，火焰的熱量又促使固體未燃部分的分解和均相燃燒。當(dāng)固體完全分解且析出可燃?xì)怏w全部燒盡后，留下的碳質(zhì)固體殘?jiān)砰_(kāi)始無(wú)火焰的表面燃燒。

塑料、橡膠、化纖等高聚物，是由許多重復(fù)的較小結(jié)構(gòu)單位（鏈節(jié)）所組成的大分子。絕大多數(shù)高分子材料都是易燃的，而且大部分發(fā)生分解式燃燒，燃燒放出的熱量很大。一般說(shuō)來(lái)，高聚物的燃燒過(guò)程包括受熱軟化熔融、解聚分解、氧化燃燒。分解產(chǎn)物隨分解時(shí)的溫度、氧濃度及高聚物本身的組成和結(jié)構(gòu)不同而異。所有高聚物在分解過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w，分解產(chǎn)生的較大分子會(huì)隨燃燒溫度的提高進(jìn)一步蒸發(fā)熱解或不完全燃燒。高聚物在火災(zāi)的高溫下邊熔化、邊分解，邊呈有焰均相燃燒，燃著的熔滴可把火焰從一個(gè)區(qū)域擴(kuò)展到另一個(gè)區(qū)域，從而促使火熱蔓延發(fā)展。

（三）表面燃燒

可燃物受熱不發(fā)生熱分解和相變，可燃物質(zhì)在被加熱的表面上吸附氧，從表面開(kāi)始呈余燼的燃燒狀態(tài)叫表面燃燒（也叫無(wú)火焰的非均相燃燒）。

這類燃燒的典型例子，如焦炭、木炭和不揮發(fā)金屬等的燃燒。表面燃燒速度取決于氧氣擴(kuò)散到固體表面的速度，并受表面上化學(xué)反應(yīng)速度的影響。焦炭、木炭為多孔性結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單固體，即使在高溫下也不會(huì)熔融、升華或分解產(chǎn)生可燃?xì)怏w。氧擴(kuò)散到固體物質(zhì)的表面，被高溫表面吸附，發(fā)生氣固非均相燃燒，反應(yīng)的產(chǎn)物從固體表面解吸擴(kuò)散，帶著熱量離開(kāi)固體表面。整個(gè)燃燒過(guò)程中固體表面呈高溫?zé)霟岚l(fā)光而無(wú)火焰，燃燒速度小于蒸發(fā)速度。

鋁、鐵等不揮發(fā)金屬的燃燒也為表面燃燒。不揮發(fā)金屬的氧化物熔點(diǎn)低于該金屬的沸點(diǎn)。燃燒的高溫尚未達(dá)到金屬沸點(diǎn)且無(wú)大量高熱金屬蒸氣產(chǎn)生時(shí)，其表面的氧化物層已熔化退去，使金屬直接與氧氣接觸，發(fā)生無(wú)火焰的表面燃燒。由于金屬氧化物的熔化消耗了一部分熱量，減緩了金屬被氧化，致使燃燒速度不快，固體表面呈熾熱發(fā)光。這類金屬在粉末狀、氣熔膠狀、刨花狀時(shí)，燃燒進(jìn)行得很激烈，且無(wú)煙生成。

（四）陰燃

陰燃是指物質(zhì)無(wú)可見(jiàn)光的緩慢燃燒，通常產(chǎn)生煙和溫度升高的跡象。這種燃燒看不見(jiàn)火苗，可持續(xù)數(shù)天甚至數(shù)十天，不易發(fā)現(xiàn)。

1．容易發(fā)生陰燃的狀況

一些固體可燃物在空氣不流通、加熱溫度較低或濕度較大的條件下發(fā)生干餾分解，產(chǎn)生的揮發(fā)成分未能發(fā)生有焰燃燒；固體材料受熱分解，必須能產(chǎn)生剛性結(jié)構(gòu)多孔性炭化材料。常見(jiàn)易發(fā)生陰燃物質(zhì)，如成捆堆放的棉、麻、紙張及大量堆放的煤、雜草、濕木材、布匹等。

2．陰燃和有焰分解燃燒的相互轉(zhuǎn)化

在缺氧或濕度較大條件下發(fā)生火災(zāi)，由于燃燒消耗氧氣及水蒸氣的蒸發(fā)耗能，使燃燒體系氧氣濃度和溫度均降低，燃燒速度減慢，固體分解出的氣體量減少，火焰逐漸熄滅，由有焰燃燒轉(zhuǎn)為陰燃。如果通風(fēng)條件改變，當(dāng)持續(xù)的陰燃完全穿透固體材料時(shí)，由于對(duì)流的加強(qiáng)，會(huì)使空氣流入量相對(duì)增大，供氧量增加，或可燃物中水分蒸發(fā)到一定程度，也可能由陰燃轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢鹧娴姆纸馊紵踔帘?。火?chǎng)上的復(fù)燃現(xiàn)象和由于固體陰燃引起的火災(zāi)等，都是陰燃在一定條件下轉(zhuǎn)化為有焰分解燃燒的例子。

固體的上述四種燃燒形式中，蒸發(fā)燃燒和分解燃燒都是有火焰的均相燃燒，只是可燃?xì)怏w的來(lái)源不同。蒸發(fā)燃燒的可燃?xì)怏w是相變產(chǎn)物，分解燃燒的可燃?xì)怏w來(lái)自固體的熱分解。固體的表面燃燒和陰燃，都是發(fā)生在固體表面與空氣的界面上，呈無(wú)火焰的非均相燃燒。陰燃和表面燃燒的區(qū)別，就在于表面燃燒的過(guò)程中固體不發(fā)生分解。

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火災(zāi)中因燃燒而產(chǎn)生一類物質(zhì)，其成分取決于可燃物的組成和燃燒條件。大部分可燃物屬于有機(jī)化合物，它們主要由碳、氫、氧、氮、硫、磷等元素組成，燃燒生成的氣體一般有一氧化碳、氰化氫、二氧化碳、丙烯醛、氯化氫、二氧化硫等。

一、燃燒產(chǎn)物的概念

由燃燒或熱解作用產(chǎn)生的全部物質(zhì)，稱為燃燒產(chǎn)物，有完全燃燒產(chǎn)物和不完全燃燒產(chǎn)物之分。完全燃燒產(chǎn)物是指可燃物中的C被氧化生成的CO2（氣）、H被氧化生成的H2O（液）、S被氧化生成的SO2（氣）等；而CO、NH3、醇類、醛類、醚類等是不完全燃燒產(chǎn)物。燃燒產(chǎn)物的數(shù)量、組成等隨物質(zhì)的化學(xué)組成及溫度、空氣的供給情況等的變化而不同。

燃燒產(chǎn)物中的煙主要是燃燒或熱解作用所產(chǎn)生的懸浮于大氣中能被人們看到的直徑一般在10-7至10-4cm之間的極小的炭黑粒子，大直徑的粒子容易由煙中落下來(lái)稱為煙塵或炭黑。炭粒子的形成過(guò)程比較復(fù)雜。例如炭氫可燃物在燃燒過(guò)程中，會(huì)因受熱裂解產(chǎn)生一系列中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物還會(huì)進(jìn)一步裂解成更小的碎片，這些小碎片會(huì)發(fā)生脫氫、聚合、環(huán)化等反應(yīng)，最后形成石墨化碳粒子，構(gòu)成了煙。

二、幾類典型物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物

按照構(gòu)成狀態(tài)可將物質(zhì)分為純凈物和混合物。由一種物質(zhì)構(gòu)成的稱為純凈物（即只能寫出一個(gè)化學(xué)分子式的），由不同物質(zhì)構(gòu)成的稱為混合物。

（一）單質(zhì)的燃燒產(chǎn)物

由一種元素構(gòu)成的純凈物，稱為單質(zhì)，如碳、氫、硫等。一般單質(zhì)在空氣中完全燃燒，其產(chǎn)物為構(gòu)成該單質(zhì)的元素的氧化物，如二氧化碳、水、二氧化硫等。一些單質(zhì)在空氣中燃燒除生成完全燃燒產(chǎn)物外，還會(huì)生成不完全燃燒產(chǎn)物。最典型的不完全燃燒產(chǎn)物是一氧化碳，它能進(jìn)一步燃燒生成二氧化碳。

（二）化合物的燃燒產(chǎn)物

與單質(zhì)相對(duì)，由兩種或兩種以上元素組成的純凈物稱為化合物。其中，高分子化合物是指由眾多原子或原子團(tuán)主要以共價(jià)鍵結(jié)合而成的相對(duì)分子量在一萬(wàn)以上的化合物。對(duì)于一些高分子化合物，受熱后會(huì)產(chǎn)生熱裂解，生成許多不同類型的有機(jī)化合物，并能進(jìn)一步燃燒。有些不完全燃燒產(chǎn)物能與空氣形成爆炸性混合物，導(dǎo)致火勢(shì)的突變。

（三）合成有機(jī)高分子材料的燃燒產(chǎn)物

合成有機(jī)高分子材料屬混合物，主要是以煤、石油、天然氣為原料制得的如塑料、橡膠、合成纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等，其中塑料、合成橡膠和合成纖維被稱為現(xiàn)代三大合成有機(jī)高分子材料。合成有機(jī)高分子材料在燃燒過(guò)程中伴有熱裂解，會(huì)分解產(chǎn)生許多有毒或有刺激性的氣體，如氯化氫（HCl）、光氣（COCl2）、氰化氫（HCN）及氧化氮（NOx）等。

（四）木材的燃燒產(chǎn)物

木材是一種由碳、氫、氧等元素組成混合物，主要以纖維素（C6H10O5）X分子形式存在。木材在受熱后發(fā)生熱裂解反應(yīng)，生成小分子產(chǎn)物。在200℃左右開(kāi)始，即生成二氧化碳、水蒸氣、甲酸、乙酸、一氧化碳等產(chǎn)物。

三、燃燒產(chǎn)物的危害性

統(tǒng)計(jì)資料表明，火災(zāi)中死亡人數(shù)大約75%是由于吸入毒性氣體而致死的。燃燒產(chǎn)物中含有大量的有毒成分，如一氧化碳、氰化氫、二氧化硫、二氧化氮等。這些氣體均對(duì)人體有不同程度的危害。常見(jiàn)的有害氣體的來(lái)源、生理作用及致死濃度見(jiàn)表1-1-4。

表1-1-4 一些主要有害氣體的來(lái)源、生理作用及致死濃度

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二氧化碳和一氧化碳是燃燒產(chǎn)生的兩種主要燃燒產(chǎn)物。其中，二氧化碳雖然無(wú)毒，但當(dāng)達(dá)到一定的濃度時(shí)，會(huì)刺激人的呼吸中樞，導(dǎo)致呼吸急促、煙氣吸入量增加，并且還會(huì)引起頭痛、神志不清等癥狀。而一氧化碳是火災(zāi)中致死的主要燃燒產(chǎn)物之一，其毒性在于對(duì)血液中血紅蛋白的高親和性，其對(duì)血紅蛋白的親和力比氧氣高出250倍，因而，它能夠阻礙人體血液中氧氣的輸送，引起頭痛、虛脫、神志不清等癥狀和肌肉調(diào)節(jié)障礙等。一氧化碳對(duì)人的影響見(jiàn)表1-1-5。

表1-1-5　一氧化碳對(duì)人的影響

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除毒性之外，燃燒產(chǎn)生的煙氣還具有一定的減光性。通?？梢?jiàn)光波長(zhǎng)λ為0.4～0.7μm，一般火災(zāi)煙氣中的煙粒子粒徑d為幾μm到幾十μm，由于d>2λ，煙粒子對(duì)可見(jiàn)光是不透明的。煙氣在火場(chǎng)上彌漫，會(huì)嚴(yán)重影響人們的視線，使人們難以辯別火勢(shì)發(fā)展方向和尋找安全疏散路線。同時(shí)，煙氣中有些氣體對(duì)人的肉眼有極大的刺激性，使人睜不開(kāi)眼而降低能見(jiàn)度。試驗(yàn)證明，室內(nèi)火災(zāi)在著火后大約15min左右，煙氣的濃度最大，此時(shí)人們的能見(jiàn)距離一般只有數(shù)十厘米。