通风量对火灾烟气中CO2和CO释放的影响

该文利用文献中评价材料毒性的原始实验数据,从烟气毒性物质释放的角度,分析了火灾烟气中CO2和CO的释放特性,并着重分析了通风量的影响机理.研究发现CO2和CO的释放受燃烧模式的影响.在通风控制模式下,木材的扩散燃烧按照挥发分和固定碳燃烧分阶段进行,并受扩散供氧和燃烧耗氧之间制约关系的影响,其烟气成分的释放也具有上述特点.另外,数据分析表明,燃烧存在临界通风量和着火延迟.通风量具有强化燃烧和稀释、掺冷烟气的双重作用.     

小尺寸火灾模型中CO释放特性实验

为了解小尺寸火灾实验中CO释放特性与真实火灾不同的原因,该文利用自行设计的"烟气发生装置-二次加热装置-FTIR"实验系统对木材燃烧时产生的烟气中的CO气体进行实时在线的定量检测,着重考查二次加热温度对CO释放的影响方式.结果表明木材燃烧时CO的释放呈有氧热解和残炭的不完全氧化2个阶段,二次加热温度和燃空比是影响CO释放的重要因素.证实了烟气温度偏低是导致小尺寸火灾实验中CO产率较真实火灾中偏低的重要原因,适当提高二次加热温度可以显著提高CO产率,但过高的二次加热温度又抑制CO的生成.     

废旧轮胎全尺寸火灾实验研究

利用ISO9705标准的全尺寸实验装置对废旧轮胎进行全尺寸火灾实验研究．测试的轮胎按照竖直和水平两种方式摆放，实验测量了与轮胎燃烧相关的热释放速率，质量损失速率，有效燃烧热，烟气产生量和CO／CO2产生量等参数．实验结果分析表明轮胎的有效燃烧热很高大约为28MJ／kg，轮胎的摆放方式对其燃烧行为有很大的影响，竖直摆放的轮胎的热释放速率峰值是水平摆放的两倍，且其CO生成率也要比水平摆放的要高．轮胎火灾的烟气产生量非常大，能达到装饰家具燃烧所产生烟气的14倍之多，同时轮胎火灾烟气中包含有CO、CO2和别的有毒气体，一旦释放到空气中必将对环境产生巨大的污染．     

木材燃烧时Φ和Ts对CO释放特性的影响研究

利用自行设计的“烟气发生装置—二次加热装置—Fourier红外变换气体分析仪(FTIR)”联用实验系统对木材燃烧时产生的烟气中的CO气体进行了实时在线的定量检测．结果表明木材燃烧时CO的释放明显呈两个阶段：燃烧前期的有氧热解阶段和燃烧后残炭的不完全氧化阶段．在小尺寸火灾模型中，二次加热温度T _s和燃空比Φ是影响CO释放过程和产率的主要因素．证实了烟气温度偏低是导致小尺寸火灾试验中CO产率较真实火灾中偏低的重要原因，适当提高烟温可以显著提高CO产率，但过高的T _s又抑制了CO的生成．     

室内沙发火灾中CO2和CO气体全尺寸实验模拟

为分析室内家具引起火灾热量、烟气对人造成的危害,在2.4m×2.4m×3.6m的ISO9705标准燃烧间内,对单人沙发进行全尺寸火灾实验模拟,通过测量沙发燃烧产生的热释放速率、CO2和CO有害气体的生成量和产生速率等相关的室内火灾动力学参数,研究沙发燃烧过程中的热释放速率和产生烟气中CO2和CO特性,以及它们之间的相互关系。研究结果为火灾安全性能化设计和计算机模拟提供可靠的实验依据。     

地铁车站出入口火灾烟气特性的模拟研究

利用木垛火模拟地铁火灾的演化过程，在地铁车站出入口的缩尺度模型中进行模拟实验。采用温度相对值，分析地铁火灾沿车站出入口烟气温度下降的规律及其影响因素。通过实验图像，对烟气分层所需条件以及区域模拟方法在地铁火灾烟气特性研究中的适用性进行了讨论。气体成分测量结果表明，出口处烟气中CO的质量分数存在阶梯状变化的规律。     

火灾烟气中毒性成分CO的生物毒性

采样化学反应方法制取CO气体,通过采样泵送入暴露实验箱,开展动物暴露实验,研究火灾烟气中主要毒性成分CO对家兔血气成份和血液流变学指标的影响,探讨CO的生物毒性.动物毒性暴露实验结果表明,家兔在吸入CO后,血气指标和血液流变学指标都有比较大的变化,中毒现象非常明显.家兔呼入CO后出现代谢性碱中毒,CO中毒对PCO2和PO2指标影响最为明显.与正常组相比,血气指标PCO2、TCO2和HCO3-逐渐升高,PO2明显下降.血液流变学指标中的全血高、中、低切变率血液粘度均高于正常值,而且暴露时间越长,粘度越高,尤其是低切变率下,血液粘度变化非常明显.血浆粘度升高;红细胞压积、红细胞的聚集指数、红细胞变形指数与刚性指数低于正常值.     

狭长通道内火灾烟气毒性成分空间分布的实验

利用模拟狭长通道的小型实验台研究了火灾烟气传播过程中毒性成分的空间分布规律．结果发现，烟气成分的分布沿着水平方向呈现不同的特点，在远离火源的位置呈上下两层分布，符合两层区域模型，而在离火源较近位置则递变分布，则须用场模型或者多层区域模型评估．实验表明，烟气毒性成分的浓度峰值随高度的降低呈现明显的阶梯变化，在过渡区段骤升骤降．实验测量到，CO和CO2迁移时浓度峰值在远离火源处仍然保持相当高的浓度甚至高于火源近处的浓度，这与火灾中很多遇难者死于远离火源位置的结果是一致的．     

基于小白鼠实验的新型膨胀阻燃低密度聚乙烯复合材料烟气毒性研究（英文）

利用小白鼠试验来研究新型阻燃低密度聚乙烯(LDPE)复合材料的烟气毒性,探寻材料烟气毒性最大不至死浓度,根据相关标准判断材料毒性所属级别,并比较研究不同燃烧状况下阻燃LDPE复合材料产烟毒性.从烟气毒性实验可知,有焰燃烧比无焰燃烧具有较小的烟气毒性.同时利用火灾性能指数和火灾发展指数对阻燃LDPE复合材料的火灾安全性进行评价.研究结果有助于优化设计环境友好、综合性能优良的阻燃低密度聚乙烯复合材料.     

顶部排烟耦合细水雾作用下的火灾烟气特性

利用长宽高为6m×15m×2m的隧道模型，进行了顶部排烟和细水雾灭火实验.通过对各测点烟气温度、火焰温度、CO含量及能见度的测试，分析了不同的顶部排烟以及细水雾耦合作用模式对火灾烟气的控制效果.结果表明:顶部排烟加快了柴油燃烧速率，顶部排烟耦合细水雾的冷却作用明显.在火灾增长阶段(50s)，细水雾耦合顶部排烟对于烟气控制效果最优；在火灾充分发展阶段(90s)，细水雾耦合顶部排烟作用易引起沸溢及轰燃，且细水雾喷洒瞬间，火焰强化现象最明显，CO含量迅速上升.顶部排烟对于能见度的提高效果明显；单独施加细水雾虽然能起到控制烟气的作用，但会使能见度进一步降低；在顶部排烟的耦合作用下，烟气经细水雾吸附沉降后能见度的提高速率增大.     

基于FDS和STEPS模拟的大型商业综合体地下商业区火灾模拟与安全疏散研究

大型商业综合体尤其是其地下商业区,具有建筑空间超大、格局复杂、用电负荷大和人员疏散困难等特点,火灾发生时含氧急剧下降会导致有毒气体增多,人员的安全疏散就成为消防安全设计的核心问题.采用FDS对大型商业综合体地下商业区的超市区域和餐饮区域发生火灾时的烟气蔓延特性进行模拟分析,利用STEPS软件对人员疏散进行模拟计算与分析.火灾计算和模拟结果表明,在给出的6个不同火灾场景中,人员能在有限时间内安全逃离火灾区域,但是安全余量时间较少;保证喷淋系统、排烟系统、疏散楼梯及避难走道等消防设施正常工作,是满足安全疏散的基本要求.     

风门启闭对船舶机舱火灾烟气蔓延影响的模拟对比研究

利用火灾区域模拟基本原理和使用方法,对扑救难度较大的船舶机舱火灾烟气运动进行了研究分析。结果表明:通风口开启与关闭对机舱烟气的界面高度、烟气层温度、平均压力、烟气中O2、CO浓度等运动迁移规律有较大影响。关闭全部通风口进行封舱灭火需要把握良好的时机,封舱过早或过迟都会使火灾损失增大,并且,封舱灭火时,尽可能不提前开启舱门,过早进入火场。开启舱门时会发生高温烟气冲击伤人事故,并将导致因开启舱门而进入新鲜空气造成火灾复燃后果。模拟结果对机舱火灾的扑救具有一定指导意义。     

矿井胶带火灾巷道环境多参数时空演化规律

采用物理相似模拟实验的方法,借助自主搭建的矿井外因火灾烟气蔓延相似模拟实验平台,研究了矿井平直巷道内胶带火灾发展初期高温、CO等有毒有害气体浓度等灾害多参数的时空演化规律。通过试验模拟,确定了适宜胶带火灾发展的最佳风速,得到了最佳工况条件下,模拟巷道内温度场与有毒有害气体浓度场的分布规律。结果表明:当风速为0. 4 m/s时,胶带质量损失率最大,且热量扩散率最高,为试验的最佳风速;火灾烟气蔓延过程中,巷道温度呈现出随着距火源距离增加而先升高后降低的趋势;气态产物CO浓度表现出指数升高到一定阶段后逐渐趋于稳定,而CO_2气体浓度则表现出线性升高的趋势。研究成果将对矿井火灾事故救援中危险区域划分,以及矿井外因火灾的蔓延扩散规律研究具有一定的指导和借鉴意义。     

CO对铁丝网卷还原NO的影响实验研究

采用模拟烟气在水平布置的陶瓷管反应器中对金属铁丝网卷直接还原NO气体的特性进行了实验研究.烟气中NO的体积百分比为0.05％,配平气体采用N2,反应温度为300℃-1100℃.实验研究结果表明铁丝卷具有非常好的直接还原NO的能力.在N2气氛中,在500℃以下温度范围铁的脱硝效率低于40％,在500℃-800℃铁的脱硝效率迅速增加,当温度超过900℃后不同尺寸的铁丝卷对NO的脱除效率都超过99％.对铁表面的X光衍射分析(XRD)结果表明铁与NO反应后生成了铁氧化物,在550℃时铁的主要氧化物为Fe3O4,在1100℃时铁的主要氧化物为Fe2O3.扫描电子显微镜(SEM)结果表明550℃时铁样品表面比较细密,而1100℃时铁样品表面比较疏松,有利于NO气体向铁内部的扩散,从而利于提高NO脱除率.还原性气体CO通过还原铁的氧化物以保证金属铁和NO的连续反应,从而进一步提高NO的脱除效率.CO气氛中铁和NO反应后的XRD检测结果表明铁样品的主要成分是金属铁,此外含有少量的FeO.在含有16.8％ CO2以及1％-2％O2的模拟烟气条件下,当温度超过1000℃后,反应器中分别加2％和4.1％的CO气体后,铁丝卷脱硝效率可达到大约95％.     

可燃材料烟气毒性及其在火灾危险性评估中的作用

造成火灾中人员伤亡的主要原因是有毒烟气,开展对火灾烟气毒性的研究具有重要的意义.然而长期以来在如何评估火灾烟气的潜在危害和如何用实验方法得到精确数据方面一直存在争论.文中介绍了国内外火灾烟气毒性研究领域中常见的一些毒性评估和实验方法.同时介绍了对火灾烟气在空间迁移规律的主要研究方法.对未来应开展的研究做了一些展望.     

火灾烟气毒性蛋白质组学研究进展

毒理蛋白质组学(toxic proteomics)整合了经典毒理学、病理学和蛋白质差异表达技术,形成潜在的强有力的毒性风险评价工具。本文介绍了火灾烟气毒性研究的现状,并指出在火灾烟气毒性研究中使用蛋白质组学的研究手段必将使火灾烟气毒性致毒机理、生物标志物和代谢产物等方面的研究取得重大进展。     

烟气毒性多气体的改进评价模型

为了在非烟气毒性实验规定暴露时间内更加准确地评价建筑火灾烟气毒性危害,引入毒性评价指标50%致命浓度LC50与暴露时间的关系对基于有效剂量分数FED的多气体毒性评价N-Gas模型进行改进,并开发了基于火灾动力学模拟器FDS数据的烟气毒性评价程序。通过该程序,分别用改进模型与原模型对某单层住宅进行了烟气毒性评价。结果表明:在实验规定暴露时间,2模型的评价结果相同;在非实验规定暴露时间,2模型的评价结果存在差异。对评价结果的分析说明改进的N-Gas模型在非实验规定暴露时间内的毒性评价更加准确。     

建筑防排烟方法在火灾发生时的作用及影响

大量火灾案例证明,火灾发生过程中产生的烟雾和有毒气体,是对火场逃生最大的威胁,容易造成大量的人员伤亡。为了最大限度地减少建筑物内发生火灾后造成的危害,该文从建筑物火灾中烟气性质、危害,蔓延规律等出发,结合建筑物内防排烟的设施和目前采用的方法,提出了针对建筑物火灾中烟气排放对人员逃生的作用和影响,这将有助于建筑物的火灾救援工作,有助于建筑物内人员在发生火灾时造离危险。     

氨法脱除烟气中气态污染物的应用分析

降低工业生产过程中污染物的排放,是实现清洁生产即可持续发展的基本需要.化石燃料的直接燃烧是气态污染物(NOX、SO2、CO2)和可吸入细颗粒物等污染物的主要排放源.本文对使用氨(NH3)脱除烟气中气态污染物的技术进行了分析和总结,并对其应用于脱除燃煤电站锅炉烟气中气态污染物的前景进行了分析和预测.使用氨洗涤法洗涤净化烟气所得副产品可用于农业生产,或气体回收利用,进而可以实现能源生产过程污染物的近零排放.     

1 ∶ 4缩尺厂房中功率火灾试验研究

为研究局部火灾作用下大空间建筑内火源、热烟气以及室内空间和钢构件温度场的发展及分布规律,设计建造了一个缩尺比为1∶4的门式刚架厂房模型,在模型内开展相当于中功率火灾的小规模火灾试验.试验过程中测量了模型内部各关键位置的热空气和钢构件温度,并采用《建筑钢结构防火技术规范》(GB51249-2017)给出的钢构件温度场计算公式对试验中构件升降温进行计算对比.结果表明:热空气温度峰值从火源正上方向四周逐渐减小,沿跨度方向两侧温度分布基本对称.局部火灾下建筑内部空间明显可分为热烟气层高温区、次高温区和热烟气层以下区域.钢构件温度沿截面方向分布较均匀,其温度变化明显滞后于热空气.对于处在热烟气层以下的钢构件,其温度场计算需要额外考虑火焰的直接辐射作用.