热自燃理论及其应用

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1、热自燃理论及其应用孙金华2005年秋学期所用教材和主要书教材：孙金华著，化学物质热危险性评价，科学出版社，2005第一版主要参考书：冯长根著，热爆炸理论，科学出版社，1988版KennethK.Kuo著，陈义良、张孝春等编译燃烧原理（一、二、十章），航空工业出版社，1992年第一版吉田忠雄等编著，刘荣海等译，反应性化学物质与爆炸物品的安全，兵器工业出版社，1993年第一版物理化学相关书籍预备知识化学化工相关的初步基础知识化学反应动力学和热力学传热学热安全相关知识数学……热自燃理论？主要研究、了解和掌握的内容：化学反应动力学及热力学系统的热分析方法描述热自燃现象的

2、理论模型热自燃温度、发火延迟期？热自燃理论的应用需要掌握和回答的问题：热自燃的应用领域？（化工、军工、农业、矿山等）如何评价一个物质是否发生热自燃（评判标准、方法等）？何时发生（初始和边界条件给定）？热自燃温度的理论推算和实验测定方法？如何防止热自燃的发生？杂物的对发生热自燃事故的影响规律？为何要开这门课——国家对安全的重大需求由热自燃造成的火灾爆炸事故层出不穷硝铵类危险化学品自发火引起的大爆炸1947年4月16日上午8时10分左右，发现一艘停靠在美国得克萨斯城（TexasCity）的法国货船格兰得卡浦(Grendcamp)号上装载的袋装硝酸铵肥料（计2280吨

3、）自发起火。在现场人员还没来得及撤离的9点15分发生了大爆炸。火灾还继续向港区蔓延，不仅引燃了港区的油罐，并且还使得港口的许多建筑物发生了火灾。特别是，该大火还造成了另一艘美国货轮哈菲里尔（Highflyer）号（该美国货轮共装载有960吨硝酸铵化肥和2000吨硫磺）的特大爆炸而沉没的事故。在这次特大惨案中，共有552人死亡，3000多人受伤。受害人数达15000人之多。硝酸铵重大爆炸事故序号时间地点人员死亡11920年4月12日德国，Stolberg/21921年7月26日德国，Kriewald1931921年9月21日德国，Oppau56141947年4月1

4、1日美国TexasHarbor55251947年7月28日法国，Brest2161993年8月5日中国，深圳1571998年1月26日中国，陕西兴平2282001年9月21日法国，Toulouse30烟火药剂类热自燃2003年7月28日18时08分，位于河北省辛集市郭西烟花爆竹厂生了一次特大爆炸事故，该爆炸事故共造成35人死亡，103人受伤，三公里外的窗户都被震碎。福建、湖南等地的烟花炮竹爆炸事故更是数不尽有机过氧化物类的热爆炸事故1990年5月，在日本某地的一个过氧化苯酰的生产工厂发生一起火灾、爆炸的特大事故。该事故造成了工厂的7栋建筑物全毁，9人死亡，18人

5、受伤的大惨剧。当时该工厂的工人将生产的纯度为98%的过氧化苯酰分成1kg重小袋后装箱，在该操作过程中发生了上述的特大惨剧。由于分装操作的工人全部死亡，所以事故原因尚无法特定。但是，从事后的分析认为，纯品的过氧化苯酰对热分解较敏感，所以在处理纯度较高的过氧化苯酰时，一定要注意它的热安定性。日本也以该事故为锲机禁止了过氧化苯酰在日本国内的生产和贩卖。其它危险化学品的爆炸事故军工企业：火药、炸药、起爆药等民用爆破器材：工业炸药等化工企业：羟胺、食品加工企业：………有机过氧化物类化工原料、硝酸铵、火药、烟火药剂、工业炸药类反应性化学物质虽然在国民经济及工程建设中发挥着重

6、要作用，但是由这类化学物质引起的火灾爆炸事故频繁发生，给人民的生命财产带来了巨大的损失。为了确保这类反应性化学物质在生产、运输、储存及使用等过程中的安全性，必需对该类化学物质的化学反应热力学和动力学特性具有充分的认识，对其潜在的热危险性进行科学的评价（物质是否发生热自燃？何时发生？发生后危害性的预测，如何防止热自燃的发生），这是我们开设该课程的目的之一。矿井煤炭自燃煤炭是我国的主要能源，90%以上靠井工开采。有自然发火的矿井占矿井总数的78.5%，国有重点煤矿可采厚煤层的矿井基本上都存在自然发火问题。矿井火灾中煤炭自燃火灾占矿井火灾总数的90%。矿井火灾是我国矿

7、井的主要自然灾害之一。我国煤炭资源丰富，但赋存条件复杂恶劣，矿井自然发火情况十分严重。煤田火灾煤田火灾，系指发生在煤层露头或浅部的大面积火灾。我国北方煤田潜在燃烧面积多达720km2，正在燃烧的火区已烧掉煤炭42.2亿吨，每年直接烧失煤炭1000多万吨。这些燃烧的煤火每年破坏煤炭资源多达2亿吨。若按每吨煤百元计算，则经济损失每年可达200亿元。煤田火灾对大气环境的影响煤的自燃严重污染了大气环境。中国北方煤田每年向大气排放一氧化碳49.02万吨，二氧化硫15.47万吨，二氧化氮30万吨，粉尘11.2万吨，放出热量7385×1010大卡。另外还排放二氧化碳和硫化氢等

8、有害气体，造成低空空气有