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燃烧2021/9/26 13:13:58 |
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物质燃烧需要具备三个条件：该物质是可燃物；该物质达到着火点；燃烧时需要与氧气接触。燃烧是一种化学反应，燃烧会伴随发光发热的现象。发热的原因是在燃烧过程中，燃料、氧气和燃烧产物三者之间进行着动量、热量和质量传递。发光的原因是化学能转变成微观粒子的电磁能，磁场粒子变成光子。
燃烧是一种放热发光的化学反应，其反应过程极其复杂，游离基的链锁反应是燃烧反应的实质，光和热是燃烧过程中发生的物理现象。
激烈进行发光、放热反应的界面或空间称为火焰，其亮度取决于可燃物的性质。炽热的烟气发光较弱，形成白色火焰。如果燃烧区内有固体微粒(如碳黑)，就会出现发光强烈的火焰。
燃烧火焰的分类：
1、焰心：粒子运动速度低，光谱集中在红外区，温度低。
2、内焰：粒子运动速度中等水平，光谱集中在可见光部分，色度最高，温度偏高。
3、外焰：粒子运动速度更快，光谱集中在紫外区，温度最高，色度偏高。
燃烧必须同时具备可燃物、助燃物、点火源三个条件。可燃物是指与空气中的氧气或其他氧化剂能发生燃烧反应的物质，如木材、天然气、石油等。助燃物是指能与可燃物质发生燃烧反应的物质，一般指氧和氧化剂，主要是指空气中的氧。点火源又称着火源，是指具有一定能量，凡是能够引起可燃物燃烧的热能源。
所谓可燃物，就是能够烧得起来的物质，以化学观点讲就是含有碳、氢等元素的化合物，特别是富含碳的化合物，如汽油、煤、酒精……但是在特定的条件下可燃物还应包括强还原剂，如金属铝、金属镁。过去在焊接铁轨时用的铝热剂，就是利用金属铝粉与氧的燃烧反应所生成的热使铁熔化的。各种可燃物的易燃程度不同，因此常用一定的标准将它们划分为各种等级，以便人们在处理、运输或贮存过程中加以注意。
氧气在空气中的体积含量为21%左右，是燃烧中最为普遍的助燃剂。然而当空气中氧气的体积浓度降低到14%以下，依靠氧气发生的燃烧反应就无法继续，这就为我们抑制燃烧提供了有力的帮助。由于燃烧反应是强烈的氧化还原反应，因此除氧气之外，具有使其他物质迅速氧化的强氧化剂均会引起燃烧反应。
点火源作为燃烧的必要条件，它必须具有足够的强度，以使可燃物被加热到燃点或者整个体系被加热到自燃点。最普通的点火源就是明火，如火柴、打火机、煤气灯、气切割枪焰……电火花也是引起火灾的罪魁之一，常常会有电路开启或切断时产生的火花而引起一场大火的事故。
RCO是指蓄热式催化燃烧法，RCO是英文“Regenerative Catalytic Oxidation Oxidition”的简写，具体有以下特点：1、蓄热效率可达95%以上，进出口温差约为30-40'℃，节能效果明显，运行能耗低；2、催化反应的起燃遥度低，一定程度上降低了设备运行能耗；3、PLC控制，设备完全自动化；4、不要额外提供燃料即可满足设备的需求，同时可回收余热。
在化学反应过程中，利用催化剂降低燃烧温度，加速有毒有害气体完全氧化的方法，叫做催化燃烧法。由于催化剂的载体是由多孔材料制作的，具有较大的比表面积和合适的孔径。
当加热到300~450℃的有机气体通过催化层时，氧和有机气体被吸附在多孔材料表层的催化剂上，增加了氧和有机气体接触碰撞的机会，提高了活性，使有机气体与氧产生剧烈的化学反应而生成CO2和H2O，同时产生热量，从而使得有机气体变成无毒无害气体。
催化燃烧装置主要由热交换器、燃烧室、催化反应器、热回收系统和净化烟气的排放烟囱等部分组成，如图1所示。其净化原理是：未净化气体在进入燃烧室以前，先经过热交换器被预热后送至燃烧室，在燃烧室内达到所要求的反应温度，氧化反应在催化反应器中进行，净化后烟气经热交换器释放出部分热量，再由烟囱排入大气。
完全燃烧指燃料中可燃物质和氧进行了充分的燃烧反应，燃烧产物中不存在可燃物质。不完全燃烧指燃料中的可燃物质未能和氧进行完全反应，燃烧产物中存在可燃物质。不完全燃烧又分以下两种情况：机械不完全燃烧和化学不完全燃烧。因机械带出或泄漏造成燃料损失叫做机械不完全燃烧；由于空气不足或混合不完全，造成的不完全燃烧叫做化学不完全燃烧。我们经常看到火炬头燃烧有黑烟生成,这主要是碳氢化物气体没有完全、充分与空气中的氧混合燃烧而形成没有完全燃烧的碳黑颗粒，经大气冷却便生成黑烟，也称为不完全燃烧。
燃料与空气配合不当(即过量空气系数太小或太大)、燃料品种与燃料设备不相适应、燃烧块煤时燃料在炉篦上分布不匀、燃烧煤粉时燃料在炉篦上分布不匀或煤粉与空气（二次风）混合不好、液体燃料常因雾化质量欠佳而使燃烧温度过低或过高、燃料在燃烧设备内停留的时间过于短暂等。完全燃烧须具备的条件：1、要有与燃料品种相适应的良好燃烧设备；2、燃烧块煤时尽可能使燃料在炉篦（炉排）上均匀分布，燃用煤粉时要合理使用二次风，对于液体燃料则需保证有良好的雾化质量；3、供给适量的助燃空气，即过量空气系数要恰当；4、对燃烧温度进行必要的控制，使之不致过低或过高；5、保证燃料在炉瞠（或燃烧室）内有足够的停留时间。
总的说来：燃料中的可燃成分在燃烧后全部生成不能再进行氧化的燃烧产物,如CO2、SO2、H2O等，叫做完全燃烧。燃料中的可燃成分在燃烧过程中有一部分没有参与燃烧，或虽进行燃烧,但生成的烟气中还存在可燃气体CO、H2、CH4等，称为不完全燃烧。
红磷位于元素周期表第15位，元素符号P，红磷是磷的同素异形体之一，是紫红或略带棕色的无定形粉末，有金属光泽，暗处不发光，且不溶于水。红磷在空气中燃烧会出现黄白色火焰，释放热量，并产生大量白烟。红磷常用于生产安全火柴、有机磷农药、制磷青铜等，人们还利用红磷燃烧的原理制作照明弹。
由于红磷遇到明火、高热、摩擦、撞击有引起燃烧的危险，一般把它储存在阴凉、通风的库房。如果红磷引发火灾，小火可用干燥沙土闷熄，大火先用水灭火，待火熄灭后，再用沙土覆盖，以防止红磷复燃。身体不小心接触到红磷，要及时用流动清水或盐水冲洗，如有不适感，要前往医院就医。
操作注意事项：密闭操作，局部排风，操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程，建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，远高火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备，避免产生粉尘，避免与氯化剂、卤素、卤化物接触，搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏，禁止震动、撞击和摩擦，配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备，倒空的容器可能残留有害物。
储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房，远高火种、热源，库温不超过32℃，相对湿度不超过80%，应与氧化剂、卤素、卤化物等分开存放，切忌混储，采用防爆型照明、通风设施，禁止使用易产生火花的机械设备和工具，储区应备有合适的材料收容泄漏物，禁止震动，撞击和摩擦。
