第四节 燃烧产物

一、 燃烧产物的含义和分类

(一) 燃烧产物的含义

由燃烧或热解作用而产生的全部的物质，称为燃烧产物。它通常是指燃烧生成的气体、热量和烟雾等。                                                      

(二)燃烧产物的分类

燃烧产物分完全燃烧产物和不完全燃烧产物两类。可燃物质在燃烧过程中，如果生成的产物不能再燃烧，则称为完全燃烧，其产物为完全燃烧产物，如二氧化碳、二氧化硫等;可燃物质在燃烧过程中，如果生成的产物还能继续燃烧，则称为不完全燃烧，其产物为不完全燃烧产物，如一氧化碳、醇类等。

二、不同物质的燃烧产物                           

燃烧产物的数量及成分，随物质的化学组成以及温度、空气(氧)的供给情况等变化而有所不同。

1.单质的燃烧产物

一般单质在空气中的燃烧产物为该单质元素的氧化物 。 如碳、 氢、 硫等燃烧就分别生成二氧化碳、水蒸气、二氧化硫，这些产物不能再燃烧，属于完全燃烧产物。

2.化合物的燃烧产物                                                                       

一些化合物在空气中燃烧除生成完全燃烧产物外， 还会生成不完全燃烧产物 。 最典型的不完全燃烧产物是一氧化碳，它能进一步燃烧生成二氧化碳。特别是一些高分子化合物，受热后会产生热裂解，生成许多不同类型的有机化合物，并能进一步燃烧。

3.合成高分子材料的燃烧产物                                            

合成高分子材料在燃烧过程中伴有热裂解， 会分解产生许多有毒或有刺激性的气体， 如氯化氢、光气、 氰化氢等。                     

4.木材的燃烧产物

木材是一种化合物，主要由碳、氢、氧元素组成，主要以纤维素分子形式存在。木材在受热后发生热裂解反应，生成小分子产物。在200℃左右，主要生成二氧化碳、水蒸气、甲酸、乙酸、一氧化碳等产物;在280℃～500℃，产生可燃蒸汽及颗粒;到500℃以上则主要是碳，产生的游离基对燃烧有明显的加速作用 。

三、燃烧产物的毒性                                                                                        

燃烧产物有不少是毒害气体， 往往会通过呼吸道侵人或剌激眼结膜、 皮肤黏膜使人中毒甚至死亡。 据统计， 在火灾中死亡的人约80%是由于吸入毒性气体中毒而致死的。 一氧化碳是火灾中最危险的气体， 其毒性在于与血液中血红蛋白的高亲和力， 因而它能阻止人体血液中氧气的输送， 引起头痛、 虚脱、 神志不清等症状， 严重时会使人昏迷甚至死亡， 表2-5所示为不同浓度的一氧化碳对人体的影响。近年来，合成高分子物质的使用迅速普及，这些物质燃烧时不仅会产生一氧化碳、二氧化碳，而且还会分解出乙醛、氯化氢、氰化氢等有毒气体，给人的生命安全造成更大的威胁，表2-6 为部分主要有害气体的来源、 对人的生理作用及致死浓度 。

表2-5 不同浓度的一氧化碳对人体的影响

表2-6  部分主要有害气体的来源、对人的生理作用及致死浓度

四、烟气

(一)烟气的含义

由燃烧或热解作用所产生的悬浮在大气中可见的固体和 (或) 液体微粒总和称为烟气 。

(二)烟气的产生

当建、构筑物发生火灾时， 建筑材料及装修材料、室内可燃物等在燃烧时所产生的生成物主要是烟气。.不论是固态物质或是液态物质、气态物质在燃烧时，都要消耗空气中大量的氧，并产生大量炽热的烟气。

(三) 烟气的危害性

火灾产生的烟气是一种混合物， 其中含有一氧化碳、 二氧化碳、 氯化氢等大量的各种有毒性气体和固体碳颗粒 。 其危害性主要表现在烟气具有毒害性、减光性和恐怖性 。

1. 烟气的毒害性      

人生理正常所需要的氧浓度应>16% ，而烟气中含氧量往往低于此数值。有关试验表明:当空气中含氧量降低到15%时，人的肌肉活动能力下降;降到10%～14%时，人就四肢无力，智力混乱， 辨不清方向;降到6%～10%时，人就会晕倒;低于6%时，人接触短时间就会死亡。据测定，实际的着火房间中氧的最低浓度可降至3%左右， 可见在发生火灾时人们要是不及时逃离火场是很危险的。                                                                                       

另外， 火灾中产生的烟气中含有大量的各种有毒气体， 其浓度往往超过人的生理正常所允许的最高浓度，造成人员中毒死亡。试验表明: 一氧化碳浓度达到1%时，人在1min内死亡;氢氰酸的浓度达到270ppm，人立即死亡;氯化氢的浓度达到2000ppm以上时，人在数分钟内死亡;二氧化碳的浓度达到20%时，人在短时间内死亡。                                       

2.烟气的减光性                                                                 

可见光波的波长为0.4µm～0.7µm， 一般火灾烟气中烟粒子粒径为几微米到几十微米， 即烟粒子的粒径大于可见光的波长，这些烟粒子对可见光是不透明的，其对可见光有完全的遮蔽作用，当烟气弥漫时， 可见光因受到烟粒子的遮蔽而大大减弱， 能见度大大降低， 这就是烟气的减光性。

3.烟气的恐怖性

发生火灾时，火焰和烟气冲出门窗孔洞，浓烟滚滚，烈火熊熊，使人产生了恐怖感，有的人甚至失去理智， 惊慌失措， 往往给火场人员疏散造成混乱局面。

五、火焰、燃烧热和燃烧温度

(一)火焰

1.火焰的含义及构成

火焰(俗称火苗)，是指发光的气相燃烧区域。火焰是由焰心、内焰、外焰三个部分构成的。

2. 火焰的颜色                                                   

火焰的颜色取决于燃烧物质的化学成分和氧化剂的供应强度 。 大部分物质燃烧时火焰是橙红色的， 但有些物质燃烧时火焰具有特殊的颜色， 如硫黄燃烧的火焰是蓝色的， 磷和钠燃烧的火焰是黄色的。

火焰的颜色与燃烧温度有关， 燃烧温度越高， 火焰就越接近蓝白色。

火焰的颜色与可燃物的含氧量及含碳量也有关。含氧量达到50%以上的可燃物质燃烧时， 火焰几乎无光。如一氧化碳等物质在较强的光照下燃烧，几乎看不到火焰;含氧量在50%以下的，发出显光(光亮或发黄光)的火焰;相反，如果燃烧物的含碳量达到60%以上，则发出显光且带有大量黑烟的火焰。

(二)燃烧热和燃烧温度

1.燃烧热

燃烧热是指单位质量的物质完全燃烧所释放出的热量。 燃烧热值愈高的物质燃烧时火势愈猛， 温度愈高，辐射出的热量也愈多。物质燃烧时，都能放出热量。这些热量被消耗于加热燃烧产物，并向周围扩散。 可燃物质的发热量， 取决于物质的化学组成和温度。

2.燃烧温度

燃烧温度是指燃烧产物被加热的温度。 不同可燃物质在同样条件下燃烧时， 燃烧速度快的比燃烧速度慢的燃烧温度高;在同样大小的火焰下，燃烧温度越高.它向周围辐射出的热量就越多，火灾蔓延的速度就越快。

六、 燃烧产物对火灾扑救工作的影响

燃烧产物对火灾扑救工作的影响， 分有利和不利两个方面。

(一) 燃烧产物对火灾扑救工作的有利方面

1  在一定条件下可以阻止燃烧进行

完全燃烧的产物都是不燃的惰性气体，如二氧化碳、水素气等。如果室内发生火灾，随着这些惰性气体的增加，空气中的氧浓度相对减少，燃烧速度会减慢;如果关闭通风的门、窗、孔洞，也会使燃烧速度减慢， 直至燃烧停止。

2. 为火情侦察和寻找火源点提供参考依据

不同的物质燃烧，不同的燃烧温度，在不同的风向条件下，烟雾的颜色、浓度、气味、流动方向也各不相同。在火场上，通过烟雾的这些特征(表2-7中列举了部分可燃物的烟雾特征) ，消防人员可以大致判断燃烧物质的种类、 火势蔓延方向、 火灾阶段等。

表2-7部分可燃物的烟雾特征

(二) 燃烧产物对火灾扑救工作的不利方面

1. 妨碍灭火和被困人员行动

烟气具有减光性，会使火场能见度降低，影响人的视线。人在烟雾中的能见距离， 一般为30cm。 人在浓烟中往往辨不清方向， 因而严重妨碍人员安全疏散和消防人员灭火救援。

2.有引起人员中毒、室息的危险

燃烧产物中有不少是有毒性气体， 特别是有些建筑使用塑料和化纤制品做装饰装修材料， 这类物质一旦着火就能分解产生大量有毒、 有刺激性的气体， 往往会通过呼吸道侵入皮肤黏膜或刺激眼结膜，使人中毒、室息甚至死亡，严重威胁着人员生命安全。因此，在火灾现场做好个人安全防护和防排烟是非常重要的。

3.高温会使人员烫伤. 燃烧产物的烟气中载有大量的热，温度较高，高温可以使人的心脏加快跳动，产生判断错误;人在这种高温、湿热环境中极易被灼伤、烫伤。研究表明，当环境温度达到43℃时，人体皮肤的毛细血管扩张爆裂，当在100℃环境下， 一般人只能忍受几分钟，就会使口腔及喉头肿胀而发生室息，丧失逃生能力 。

4.成为火势发展蔓延的因素

燃烧产物有很高的热能， 火灾时极易因热传导、 热对流或热辐射引起新的火点， 甚至促使火势形成轰燃的危险。 某些不完全燃烧产物能继续燃烧， 有的还能与空气形成爆炸性混合物。