第四節(jié)燃燒產(chǎn)物

　　火災中因燃燒而產(chǎn)生一類物質，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，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、組成等隨物質的化學組成及溫度、空氣的供給情況等的變化而不同。

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　　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稱為煙塵或炭黑。炭粒子的形成過程比較復雜。例如炭氫可燃物在燃燒過程中，會因受熱裂解產(chǎn)生一系列中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物還會進一步裂解成更小的碎片，這些小碎片會發(fā)生脫氫、聚合、環(huán)化等反應，最后形成石墨化碳粒子，構成了煙。

　　二、幾類典型物質的燃燒產(chǎn)物

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

　　(一)單質的燃燒產(chǎn)物

　　由一種元素構成的純凈物，稱為單質，如碳、氫、硫等。一般單質在空氣中完全燃燒，其產(chǎn)物為構成該單質的元素的氧化物，如二氧化碳、水、二氧化硫等。一些單質在空氣中燃燒除生成完全燃燒產(chǎn)物外，還會生成不完全燃燒產(chǎn)物。最典型的不完全燃燒產(chǎn)物是一氧化碳，它能進一步燃燒生成二氧化碳。

　　(二)化合物的燃燒產(chǎn)物

　　與單質相對，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主要以共價鍵結合而成的相對分子量在一萬以上的化合物。對于一些高分子化合物，受熱后會產(chǎn)生熱裂解，生成許多不同類型的有機化合物，并能進一步燃燒。有些不完全燃燒產(chǎn)物能與空氣形成爆炸性混合物，導致火勢的突變。

　　(三)合成有機高分子材料的燃燒產(chǎn)物

　　合成有機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)代三大合成有機高分子材料。合成有機高分子材料在燃燒過程中伴有熱裂解，會分解產(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，生成小分子產(chǎn)物。在200℃左右開始，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)計資料表明，火災中死亡人數(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。這些氣體均對人體有不同程度的危害。常見的有害氣體的來源、生理作用及致死濃度見表1-1-4。

表1-1-4 一些主要有害氣體的來源、生理作用及致死濃度

　　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，二氧化碳雖然無毒，但當達到一定的濃度時，會刺激人的呼吸中樞，導致呼吸急促、煙氣吸入量增加，并且還會引起頭痛、神志不清等癥狀。而一氧化碳是火災中致死的主要燃燒產(chǎn)物之一，其毒性在于對血液中血紅蛋白的高親和性，其對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。一氧化碳對人的影響見表1-1-5。

表1-1-5　一氧化碳對人的影響

　　除毒性之外，燃燒產(chǎn)生的煙氣還具有一定的減光性。通�？梢姽獠ㄩLλ為0.4～0.7μm，一般火災煙氣中的煙粒子粒徑d為幾μm到幾十μm，由于d>2λ，煙粒子對可見光是不透明的。煙氣在火場上彌漫，會嚴重影響人們的視線，使人們難以辯別火勢發(fā)展方向和尋找安全疏散路線。同時，煙氣中有些氣體對人的肉眼有極大的刺激性，使人睜不開眼而降低能見度。試驗證明，室內(nèi)火災在著火后大約15min左右，煙氣的濃度最大，此時人們的能見距離一般只有數(shù)十厘米。

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