Файл: Самовозгорание веществ и материалов часто становится причиной пожара на промышленных объектах.pptx

Процесс самовозгорания

• Самовозгорание - резкое увеличение скорости экзотермических процессов в веществе, приводящее к возникновению очага горения.

Самовозгорание веществ и материалов часто становится причиной пожара на промышленных объектах.

Все горючие вещества, находящиеся в соприкосновении с воздухом, при определенных температурах начинают окисляться. Этот процесс сопровождается выделением тепла. В некоторых случаях отвод выделяющегося тепла сильно ограничен, и при определенном соотношении скоростей выделения и отвода тепла, возможно самонагревание горючего материала.

При определенных условиях, процесс самонагревания может привести к возникновению горения, аналогично как при явлении самовоспламенения.

Механизм процесса самовозгорания

q+ = qр + qдестр + qконд + qадс,

где q+ - тепловой эффект реакций окисления;

qдестр - тепловой эффект реакций термической деструкции;

qконд - теплота конденсации продуктов разложения;

qадc - теплота адсорбции продуктов реакций

Условия теплового самовозгорания - это экспериментально выявленная зависимость между температурой окружающей среды, массой вещества и временем до момента его самовозгорания.

• Среди огромного множества химических соединений есть большая группа веществ, способных воспламеняться (взрываться) и гореть при взаимодействии с кислородом воздуха, водой и другими веществами.
• Вещества, воспламеняющиеся при взаимодействии с воздухом

К ним относятся:

• Щелочные металлы - калий, рубидий и цезий.
• Карбиды и гидриды щелочных металлов.
• Порошкообразные металлы - цинк, алюминий, железо, никель, кобальт, титан, цирконий
• Сульфиды металлов - серный колчедан или пирит FeS2.
• Белый (желтый) фосфор.
• Фосфины, силаны, арсин и др.

• Вещества, воспламеняющиеся и вызывающие горение при воздействии на них воды

К ним относятся:

• Щелочные металлы.
• Гидриды и карбиды щелочных и щелочноземельных металлов.
• Металлоорганические соединения и др.
• Вещества, самовозгорающиеся при контакте друг с другом
• К ним относятся, в основном, различные окислители: кислород, галогены, перекись водорода, азотная кислота и ее соли, марганцовокислый калий, хромовый ангидрид, соли хлоркислородных кислот и др. Сами они негорючие, но при контакте с органическими веществами вызывают их химическое возгорание.

---

• Чистый кислород чрезвычайно пожароопасен. Многие негорючие на воздухе вещества становятся горючими в атмосфере кислорода (железо). Наиболее опасен кислород в сжатом и сжиженном состоянии. Так, минеральные масла воспламеняются при контакте со сжатым кислородом и взрываются со сжиженным.
• Галогены - хлор, бром, фтор, йод. Наиболее широко в промышленности применяется хлор. Смеси горючих газов (водород, метан, этан, этилен, ацетилен и другие) с хлором самовоспламеняются под воздействием света (т.е. эти реакции фотокаталитические). Некоторые из них, например, с водородом, протекают со взрывом.
• Пероксид водорода Н2О2 - сильный окислитель, обычно выпускается в виде 30 % раствора в воде (пергидроль). Нестойкое соединение, легко разлагается в присутствии следов тяжелых металлов (меди, железа, марганца, металлов группы платины и других) и их ионов с выделением атомарного кислорода. При концентрациях 65 % и выше перекись водорода вызывает самовозгорание многих горючих веществ: бумаги, древесных опилок, ветоши, спиртов и др.
• Азотная кислота HNO3 - сильный окислитель. Концентрированная азотная кислота энергично действует на многие металлы и неметаллы. Органические вещества (солома, бумага, древесные опилки и стружки, уголь, масла, скипидар, этиловый спирт и др.) при ее воздействии разрушаются и воспламеняются.

• Соли азотной кислоты (нитраты, селитры) менее активны, чем азотная кислота. Из них наиболее широко применяются калиевая КNО3, аммиачная NH4NO3 и натриевая NaNO3 селитры, главным образом в качестве минеральных удобрений и компонентов промышленных взрывчатых веществ. Смеси селитры со многими порошкообразными горючими материалами (серой, древесным углем, сажей и др.) взрываются при нагревании, от удара и трения с выделением большого количества раскаленных газов.
• Перманганат калия КМnO4 вызывает самовозгорание многоатомных спиртов (этиленгликоля, глицерина и т.д.). При взаимодействии его с аммиачной селитрой образуется очень чувствительный к нагреванию, удару и трению перманганат аммония NH4MnO4.
• Хромовый ангидрид СrO3 - очень сильный окислитель. При контакте с ним возгораются все классы кислородсодержащих органических соединений: спирты, эфиры, кислоты и др.
• Хлораты и перхлораты - соли соответствующих хлоркислородных кислот: хлорноватой НСlO3 и хлорной НClO4. Хлораты и перхлораты (гипохлориты) относятся к сильнейшим окислителям, по своему поведению аналогичны селитрам.

---

• Природные масла - добываются из тканей наземных, морских животных и рыб (животный жир), из семян и мякоти плодов различных растений (растительные масла).
• Искусственные масла - получают из нефти (это минеральные масла) или из смолы полукоксования каменных углей (каменноугольные масла).
• Синтетические масла - получают полимеризацией и поликонденсацией низших алкенов, гликолей и их эфиров, силоксанов и других мономеров.

Большинство из них имеют температуру вспышки в пределах

170-350 °С, температуру самовоспламенения выше 350 °С, поэтому относительно пожаробезопасны. В чистом виде жиры и масла не склонны к самовозгоранию. 

Заключение

Заключение

Если вопросы самовозгорания (самовоспламенения) горючих газов и паров теоретически более изучены, то для твердых веществ из-за особенностей их агрегатного состояния этот процесс является более сложным. Спонтанное их воспламенение может произойти при условии, если смесь воздуха с летучими горючими продуктами, образующимися в процессе термического разложения исходного вещества, в какой-либо зоне восходящего потока приобретет достаточно высокую температуру. Для этого необходим нагрев поверхности твердого материала до температуры, обеспечивающей устойчивое выделение необходимого количества летучих продуктов.

---