消防工程师考试金牌培训机构帮考网为大家整理高频考点：燃烧产物

       燃烧产生的物质，其成分取决于可燃物的组成和燃烧条件。大部分可燃物属于有机化合 物，主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，燃烧生成的气体一般有一氧化碳、二氧化碳、丙 烯醒、氯化氢、二氧化硫等。

       一、燃烧产物的概念

       由燃烧或热解作用产生的全部物质称为燃烧产物，分为完全燃烧产物和不完全燃烧产物。 完全燃烧产物是指可燃物中的 C 被氧化生成 CO2 (气)、 H 被氧化生成 H2 0 (液)、 S 被氧化生成 S02 (气)等;而 CO、 NH3、醇类、醒类、酷类等是不完全燃烧产物。 燃烧产物的数量、组 成等随物质的化学组成及温度、空气的供给情况等的变化而不同。 燃烧产物中的烟主要是燃烧或热解作用所产生的悬浮于大气中能被人们看到的直径一般在 10-7 - 10-4 cm 的极小的炭黑粒子;大直径的粒子容易由烟中落下来，称为烟尘或炭黑。炭粒子 的形成过程比较复杂。例如，碳氢可燃物在燃烧过程中，会因受热裂解产生一系列中间产物， 中间产物还会进一步裂解成更小的碎片，这些小碎片会发生脱氢、聚合、环化等反应，最后形 成石墨化炭粒子，构成了烟。

       二、几类典型物质的燃烧产物

       不同类型可燃物的燃烧特性及其燃烧产物是有差别的，以下介绍三类常见材料的燃烧产物。

       (一)高聚物的燃烧产物 

       有机高分子化合物(简称高聚物) ，主要是以煤、石油、天然气为原料制得，如塑料、橡 胶、合成纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，塑料、橡胶和合成纤维是人们熟知的三大合成 有机高分子化合物，其应用广泛且容易燃烧。 

       高聚物的燃烧过程十分复杂，包括一系列的物理和化学变化，主要分为受热软化熔融、热 分解、着火燃烧等阶段。其中，热分解是其燃烧的关键阶段，高聚物的燃烧主要是分解产物巾 的可燃性气体的燃烧。高聚物的燃烧与热源温度、物质的理化特性和环境氧浓度等因素密切相 关。不同高聚物着火燃烧的难易程度有很大差别。从总体上讲，其燃烧具有发热量较高、燃烧 速度较快、发烟量较大等特点，并且会在燃烧(或分解)过程中产生 CO、 NOx (氮氧化物)、 HCl、 HF、 S02 及 COC12( 光气)等有害气体，危害性较大。不同类型的高聚物在燃烧(或分解) 过程中会产生不同类别的产物。只含碳和氢的高聚物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯燃烧时有 熔滴，易产生 CO 气体。含有氧的高聚物，如有机玻璃、赛璐珞等，燃烧时变软，无熔滴，同 样产生 CO 气体。 含有氮的高聚物，如三聚氨胶甲醒树脂、尼龙等.燃烧情况比较复杂，燃烧 时有熔滴，会产生 CO、 NO 、 HCN 等有毒气体。含有氯的高聚物，如聚氯乙烯等，燃烧时无熔 滴，有炭瘤，并产生 HCl 气体，有毒且潜于水后有腐蚀性。有木粉填料的盼醒树脂燃烧时会放 出有毒的酣蒸气。 

       (二)木材和煤的燃烧产物 

       木材和煤是典型的固体可燃物质。它们是由多种元素组成的、复杂天然高聚物的泪合物， 成分不单一 ，并且是非均质的。 

       1.木材的燃烧产物 木材的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，由碳、氧、氢和氮等元素组成。 木材 的燃烧存在两个比较明显的阶段:一是有焰燃烧阶段，即木材的热分解产物的燃烧; 二是无 焰燃烧阶段，即木炭的表面燃烧。单块木料的燃烧行为受到多种自身因素的影响，如纹理结 构、密度、含水量、比表面积等;木垛的燃烧还取决于通风状况，与木垛堆放的紧密程度有关。 

       木材巾的主要成分在不同温度下分解并释放挥发分，一般为:半纤维素 2∞- 260 0C分解; 纤维素 240 - 350"C分解;木质素 280 - 5ω℃分解。当木材接触火源时，加热到约 110"C时就 被干燥并蒸发出极少量的树脂;加热到 130"C时开始分解，产物主要是水蒸气和二氧化碳;加热到 220 - 250'C时开始变色井炭化，分解产物主要是一氧化碳、氢和碳氢化合物;力n热到 300'C 以上，有形结构开始断裂，在木材表面垂直于纹理方向上木炭层出现小裂纹，这就使挥发物容 易通过炭化层表面逸出。随着炭化深度的增加，裂缝逐渐加宽，结果产生"龟裂"现象。此 时，木材发生剧烈的热分解。表 l 一 1-4 列出了一般木材在不同温度下分解产生的气体组成。

       2. 煤的燃烧产物 

       煤主要由碳、氢、氧、氮和硫等元素组成。 煤的燃烧过程几乎同时存在有焰燃烧和无焰 燃烧，主要受炭化程度、颗粒度、岩石学组成、风化情况及含水量等多种因素影响。一般情况 下，煤受热时，低于 105'C时主要析出其中的吸留气体和水分 200 - 300"C时开始析出气态 产物，如 CO、 CO2 等，煤粒变软成为塑性状态 300 - 550"C时开始析出焦油和 CH4 及其同系 物、不饱和;怪及 CO、 CO2 等气体 500 - 750"C时，半焦开始热解，并析出大量含氢较多的气 体 760 - 1 OOO"C时，半焦继续热解，析出少量以氢为主的气体，半焦变成高温焦炭。煤热分 解产生挥发分的组分及其含量主要取决于煤的炭化程度和温度。炭化程度加深，挥发分析出量 减少，但其中可燃组分含量却增多;加热温度越高，挥发分逸出量就越多。 

       (三) 金属的燃烧产物 

       金属燃烧通常热值大、温度高，某些金属燃烧时火焰具有特征颜色，见表 1一 1-5。金 属燃烧的难易程度与比表面积关系极大，其燃烧能力还取决于金属本身及其氧化物的物理、化 学性质，其中金属及其氧化物的熔点和沸点对其燃烧能力的影响比较显著。根据熔点和沸点不 同，通常将金属分为挥发金属和不挥发金属。

       挥发金属(如 Li、 Na、 K、 Mg、 Ca 等)在空气中容易着火燃烧，熔融成金属液体，它们的沸点一般低于其氧化物的熔点 (K 除外) ，因此在其表面能够生成固体氧化物。由于金属氧化 物的多孔性，金属继续被氧化和加热，经过一段时间后，金属被熔化并开始蒸发，蒸发出的蒸 气通过多孔的固体氧化物扩散进人空气中。 

       不挥发金属(如 M、 Ti、 Zr 等)因其氧化物的熔点低于金属的沸点，则在燃烧时熔融金属 表面形成一层氧化物。这层氧化物在很大程度上阻碍了金属和空气中氧的接触，从而减缓了金属 被氧化。但这类金属在粉末状、气熔胶状、刨花状时，在空气中燃烧得很激烈，并且不生成 烟。

       三、燃烧产物的危害性

       统计资料表明，火灾中死亡人员中的大约 759毛是由于吸人毒性气体而致死的。燃烧产物 中含有大量的有毒成分，如 CO、 HCN、 SOz、 NOz 等。这些气体均对人体有不同程度的危害。 常见的有害气体的来源、生理作用及致死浓度见表 1一 1-6。

       二氧化碳和一氧化碳是燃烧产生的两种主要燃烧产物。其中，二氧化碳虽然无毒，但当 达到一定的浓度时，会剌激人的呼吸中枢，导致呼吸急促、烟气吸入量增加，并且还会引起头 痛、神志不清等症状。而一氧化碳是火灾中致死的主要燃烧产物之一，其毒性在于对血液中 血红蛋白的高亲和性，其对血红蛋白的亲和力比氧气高出 250 倍，因而，它能够阻碍人体血液 中氧气的输送，引起头痛、虚脱、神志不清等症状和肌肉调节障碍等。一氧化碳对人的影响见 表 1-1-70

       除毒性之外，燃烧产生的烟气还具有一定的减光性。通常可见光波长 (λ) 为 0.4 - 0.7μm， 一般火灾烟气中的烟粒子粒径 (d) 为几微米到几十微米，由于 d> 2λ，故烟粒子对可见光是不透明的。烟气在火场上弥漫，会严重影响人们的视线，使人们难以辨别火势发展方向和寻找 安全疏散路线。同时，烟气中有些气体对人的眼睛有极大的刺激性，会降低人的能见度。

 ①为保持与消防行业标准的一致性，本书仍使用 ppm 为浓度单位。