Spontan forbrenning av stoffer og materialer. Spontan forbrenning og selvantennelse av brennbare stoffer

Parameternavn	Betydning
Artikkelemne:	Selvantennelse.
Rubrikk (tematisk kategori)	utdanning

Selvantennelse er en prosess lav temperatur oksidasjon av dispergerte materialer, slutt ulmende eller flammen brenner. Tendensen til spontan forbrenning av stoffer bestemmes av komplekset av deres Fysiske og kjemiske egenskaper : brennverdi, varmekapasitet, varmeledningsevne, spesifikt overflateareal, massetetthet og betingelser for varmeveksling med det ytre miljø.

For prosessutvikling selvantennelse: Av avgjørende betydning er muligheten for akkumulering i materialet av varme som frigjøres under oksidasjon (eller aktiviteten til mikroorganismer). Jo bedre forutsetninger for varmeakkumulering, jo tidligere starter selvantennelsen ved lavere temperatur.

Selvantennelsesprosessene utvikles i materialer ved en ganske lav temperatur ( opptil 250 oC) i lang tid. Under slike forhold, for å opprettholde den spontane forbrenningsprosessen, frigjøres det ikke nok varme under oksidasjon av den ytre overflaten. En forutsetning er involvering i reaksjonen av oksidasjon eller dekomponering av hele massen av materialet. Og jo større massen er, jo lettere utvikler prosessene med selvoppvarming og spontan forbrenning seg i den. Økning av omgivelsestemperaturen forkorter tiden til selvantennelse.

Kan skilles to selvantennelsesmekanismer:

Termisk spontan forbrenning består av følgende. Mange disperse materialer samhandler med atmosfærisk oksygen allerede kl normal temperatur. PÅ forhold , som favoriserer akkumulering av varme i massen av materialet, er det en økning i temperaturen. Dette i sin tur, øker hastigheten på oksidasjonsreaksjoner, samtidig som temperaturen heves etc. Etter hvert kan skje spontan forbrenning av materiale .

Termisk spontan forbrenning er en fysisk og kjemisk prosess, hvor hastigheten avhenger 1 ). på hastigheten på en kjemisk reaksjon, 2 ). tilførsel av oksygen til den reagerende overflaten og fra 3 ).intensiteten av varmevekslingen av materialet med miljøet.

Når dispergerte materialer lagres i luft, trenger oksygen inn i materialet mellom partiklene. Når det kommer inn i porene, absorberes oksygen i overflatelaget, noe som forårsaker en økning i temperaturen. Tilstedeværelsen av en utviklet overflate av et fast materiale med oksygen adsorbert på det er en nødvendig betingelse for utbruddet av termisk spontan forbrenning.

En viktig rolle i utviklingen av selve forbrenningsprosessen spilles av porøsitetog materialets adsorpsjonskapasitet . Jo flere porer, jo mer utviklet kontaktflaten og adsorpsjonen av oksygen på den. Av denne grunn er materialer med større porøsitet mest utsatt for selvantennelse.

Selvoppvarming av massen av materiale er ikke jevn . På grunn av ulike varmespredningsforhold, a). den sentrale sonen av volumet varmes opp raskere, enn overflaten, og i det innledende stadiet av spontan forbrenning bevares materialets utseende, selv om det er forkulling inni . Videre utvikles den forkullede overflaten ulmende prosesser, som kan gå til brennende brenning. Siden mellomproduktet under selvantennelse av de fleste organiske stoffer er kull , da spilles hovedrollen av lovene om spontan forbrenning av kull.

Det skal bemerkes at en betydelig rolle i spontan forbrenning av kull spilles av dens evne absorberer vanndamp fra luften rundt. Det ble funnet at i dette tilfellet kan kull varmes opp til 65-70 om C . For eksempel ved adsorbering 0,01 g H 2 O vil skille seg ut 22.6 J Termisk energi.

Akselerasjon av den spontane forbrenningsprosessen bidrar til A) varmeakkumulering, b. utviklet overflate, c. lett brennbarhet, dvs. lav aktiveringsenergi, og d. temperaturøkning. Samtidig utvikles også selvantennelse i nærvær av e) i stoffet. urenheter.

For eksempel, hvis i ammoniumnitrat ( NH4NO3) det er ingen urenheter, da er transport og lagring trygg. Nedbrytningstemperaturen er innenfor 200 o C. Men med små tillegg organiske stoffer eller metallpartikler starter autokatalytisk dekomponering , og salpeter antennes spontant kl 110 o C. Det antas at autokatalyse er forårsaket av frigjort CO 2 og vanndamp. Tilsetning av oljer til salpeter forårsaker også dens eksplosive nedbrytning (I denne forbindelse brukes den til å forberede eksplosiver).

stor rolle i spontan forbrenningsfare !!! spiller varigheten av perioden før selvantennelse . Det er forskjellig for forskjellige stoffer.

Mikrobiologisk selvantennelse. For mikrobiologisk spontan forbrenning er hovedsakelig utsatt, materialer av vegetabilsk opprinnelse. Οʜᴎ tjene som et næringsstoff miljø for bakterier og sopp.

Muligheter for utvikling av den mikrobiologiske prosessen begrenset som temperaturen selvoppvarming av materialet bør ikke overstige 75 ° C. Fordi ved høyere temperaturer mikroorganismer dør som regel. Eksempler mikrobiologisk spontan forbrenning kan kalles forkulling av hvete i hauger , selvoppvarming av gjødsel o.l. .

PÅ Selvantennelse av kull kan innebære adsorpsjon, mikroorganismer (i det innledende stadiet) og urenheter. Så det var teorier om at årsakene til spontan forbrenning av kull er jernsulfider (FeS), jernkarbonater Fe (CO) 4, etc.
Vert på ref.rf
I dag tror man det jern urenheter påvirker hovedsakelig, uavhengig av typen av dets kjemiske forbindelser.

Hoved indikatorer, karakteriserer faren selvantennelse stoffer vurderes av oss i emne 4:

· selvoppvarmingstemperatur;

· ulmende temperatur;

· betingelser for termisk spontan forbrenning;

· evnen til å eksplodere og brenne ved kontakt med vann, atmosfærisk oksygen og andre oksidasjonsmidler .

Sistnevnte indikator karakteriserer kvalitativt den spesielle brannfaren til stoffer, kalt pyroforisk.

Til pyroforisk er stoffer som har en temperatur selvantenning underomgivelsestemperatur , i motsetning til de fleste stoffer, som antennes spontant bare som følge av ekstern oppvarming. Samobrannfarlige stoffer er svært brannfarlige .

Selvantennende stoffer kan deles inn i tre grupper:

1. Selvantennende ved kontakt med luft: fosfor, svovelholdige metaller, magnesiumpulver, kull, sot, etc.
Vert på ref.rf
For eksempel, i sporkuler, fyrverkeri, brukes spontant brennbare stoffer.

2. Brannfarlig ved kontakt med vann - ϶ᴛᴏ alkalimetaller, deres karbider, etc.
Vert på ref.rf
For eksempel kalsiumkarbid brukt i acetylengeneratorer. Blekkkalk brenner ikke, men varmen som frigjøres ved reaksjonen med vann kan varme materialene opp til en selvantennelsestemperatur.

3. Den tredje gruppen inkluderer organiske forbindelser som antennes ved kontakt med oksygen og andre oksidasjonsmidler. (klor, brom, nitrogenoksider); det er oljer. Dette inkluderer også stoffer som er et resultat av endoterme reaksjoner, for eksempel acetylen, som, når de utsettes for varme eller støt, brytes ned med mulig eksplosjon.

Selvantennelse. - konsept og typer. Klassifisering og funksjoner i kategorien "Spontan forbrenning." 2017, 2018.

Blant det store utvalget av kjemiske forbindelser er det en stor gruppe stoffer som kan antennes (eksplodere) og brenne når de samhandler med atmosfærisk oksygen, vann og andre stoffer. Stoffer og materialer med en selvoppvarmingstemperatur under 50 °C anses vanligvis som utsatt for kjemisk selvantennelse.

Stoffer som antennes ved kontakt med luft

Disse inkluderer:

Alkalimetaller - kalium, rubidium og cesium.

Karbider og hydrider av alkalimetaller.

Pulveriserte metaller - sink, aluminium, jern, nikkel,

kobolt, titan, zirkonium

Metallsulfider - svovelkis eller svovelkis FeS 2.

Hvit (gul) fosfor.

Fosfiner, silaner, arsin, etc.

Så for eksempel, alkalimetallhydrider - natrium, kalium, rubidium og cesium interagerer intensivt med luftfuktighet i henhold til reaksjonen:

MeH + H 2 O ¾® MeOH + H 2.

Blant metallsulfider svovelkis eller svovelkis FeS 2 er en komponent av fossilt kull og malm av jernholdige og ikke-jernholdige metaller. Andre jernsulfider - FeS og Fe 2 S 3 - dannes i teknologiske apparater, rørledninger og tanker, hvor svovelholdige stoffer (sure oljer og oljeprodukter, hydrogensulfidholdige gasser osv.) behandles, transporteres og lagres. Ved temperaturer opp til 200 °C hydrolyseres organisk svovel med frigjøring av hydrogensulfid, som reagerer med jernkorrosjonsprodukter for å danne sulfid:

2Fe(OH) 2 + 3H 2 S ® Fe 2 S 3 + 6H 2 O .

Ved temperaturer over 200 ° C er organisk svovel i stand til å skille seg ut i sin rene form og reagere med jern:

Fe+S® FeS + 100 kJ.

Jernsulfider antennes spontant i luft, som er en ganske vanlig årsak til branner og eksplosjoner i gruve- og prosessindustrien, samt i transport. Sulfider av mange andre metaller er også utsatt for selvoppvarming og spontan forbrenning, spesielt når de er jordet og i kontakt med fuktig luft.

Stoffer som er brannfarlige og forårsaker forbrenning

når de utsettes for vann

Disse inkluderer:

alkalimetaller.

Hydrider og karbider av alkali- og jordalkalimetaller.

organometalliske forbindelser, etc.

alkalimetaller reagere med vann med frigjøring av hydrogen og en stor mengde varme i henhold til den generelle ordningen:

2Me + 2H2O® 2MeOH + H2 + Q.

Mange organometalliske forbindelser ekstremt følsomme for oksygen - derivater av alkali- og jordalkalimetaller, noen elementer i gruppe 3 og 5 i det periodiske systemet. Deres lavere alkylderivater (metylater, etylater og andre) antennes spontant i luft. Derivater av alkali- og jordalkalimetaller, samt Be, Mo, Zn, Cd, Ga, In reagerer voldsomt med vann, og mange av dem selvantenner det frigjorte hydrokarbonet.

I tillegg til de nevnte er det en stor gruppe brannfarlige stoffer som interagerer kraftig med vann med frigjøring av selvantennende gasser i luft. For eksempel, metall silicider(Mg 2 Si, Fe 2 Si, etc.) spaltes av vann for å danne silan, som antennes spontant i luft:

Mg 2 Si + 4H 2 O ® 2 Mg (OH) 2 + SiH 4 + 646 kJ,

SiH4 + 2O2® SiO2 + 2H2O + 1517 kJ.

Noen uorganiske forbindelser blir veldig varme når de interagerer med vann, for eksempel kalsiumoksid CaO (quicklime). Når en liten mengde vann kommer på brent kalk, varmes den opp til en sterk glød og kan sette fyr på brennbare materialer i kontakt med den.

Stoffer som antennes spontant ved kontakt med hverandre

Disse inkluderer hovedsakelig ulike oksidasjonsmidler: oksygen, halogener, hydrogenperoksid, salpetersyre og dens salter, kaliumpermanganat, kromsyreanhydrid, salter av klorsyrer, etc. De er i seg selv ikke brennbare, men ved kontakt med organiske stoffer forårsaker deres kjemiske antennelse .

rent oksygen ekstremt brannfarlig. Mange ikke-brennbare stoffer i luft blir brennbare i en atmosfære av oksygen (jern). Det farligste oksygenet i komprimert og flytende tilstand. Dermed antennes mineraloljer ved kontakt med komprimert oksygen og eksploderer med flytende oksygen.

Halogener - klor, brom, fluor, jod. Klor er det mest brukte i industrien. Blandinger av brennbare gasser (hydrogen, metan, etan, etylen, acetylen og andre) med klor selvantenner når de utsettes for lys (dvs. disse reaksjonene er fotokatalytiske). Noen av dem, for eksempel med hydrogen, fortsetter med en eksplosjon.

H2 + Cl2® 2HCl + Q.

Et karakteristisk trekk ved forbrenning av hydrokarboner i klor er utslipp av betydelige mengder rent karbon i form av sot.

Mange metaller og ikke-metaller antennes spontant i halogenmiljøer. I dette tilfellet dannes det tilsvarende halogenidet og en stor mengde varme frigjøres. Noen organiske halogenderivater eksploderer ved kontakt med alkalimetaller, for eksempel tetrakloretan.

Hydrogenperoksid H 2 O 2- et sterkt oksidasjonsmiddel, vanligvis tilgjengelig som en 30 % løsning i vann (perhydrol). En ustabil forbindelse brytes lett ned i nærvær av spor av tungmetaller (kobber, jern, mangan, platinagruppemetaller og andre) og deres ioner med frigjøring av atomært oksygen. Ved konsentrasjoner på 65 % og over forårsaker hydrogenperoksid spontan forbrenning av mange brennbare stoffer: papir, sagflis, filler, alkoholer, etc.

Salpetersyre HNO 3- et sterkt oksidasjonsmiddel. Konsentrert salpetersyre virker kraftig på mange metaller og ikke-metaller. Organiske stoffer (halm, papir, sagflis og spon, kull, oljer, terpentin, etylalkohol osv.) ødelegges og antennes når de utsettes for det.

Salter av salpetersyre (nitrater, nitrater) mindre aktiv enn salpetersyre. Av disse er kalium KNO 3 , ammoniakk NH 4 NO 3 og natrium NaNO 3 -nitrat mest brukt, hovedsakelig som mineralgjødsel og komponenter i industrielle eksplosiver. Blandinger av salpeter med mange pulveriserte brennbare materialer (svovel, trekull, sot, etc.) eksploderer ved oppvarming, fra støt og friksjon, med frigjøring av en stor mengde varme gasser.

Kaliumpermanganat KMnO 4 forårsaker spontan forbrenning av flerverdige alkoholer (etylenglykol, glyserin, etc.). Ved interaksjon med ammoniumnitrat er ammoniumpermanganat NH 4 MnO 4 svært følsom for varme, støt og friksjon.

Kromsyreanhydrid CrO 3 er et veldig sterkt oksidasjonsmiddel. Ved kontakt med det, antennes alle klasser av oksygenholdige organiske forbindelser: alkoholer, estere, syrer, etc.

Klorater og perklorater - salter av de tilsvarende klorsyrene: klor HClO 3 og perklor HClO 4 . Klorater og perklorater (hypokloritt) er blant de sterkeste oksidasjonsmidlene; deres oppførsel ligner på salpeter.

Den betraktede listen over stoffer er selvfølgelig langt fra fullstendig, antallet er umåtelig større. Mer fullstendig informasjon om disse, samt om andre stoffers brennbare egenskaper, finnes i referanse- og spesiallitteratur.

selvantennende kjemikalier

Spontan forbrenning studeres ved å termostatere materialet som studeres ved en gitt temperatur og etablere en sammenheng mellom temperaturen der forbrenningen skjer, størrelsen på prøven og tiden den varmes opp i termostaten.

Fenomenene kjemisk spontan forbrenning inkluderer også antennelse av en rekke stoffer (for eksempel finfordelt A1 og Fe, hydrider av Si, B og visse metaller, organometalliske forbindelser - organisk aluminium, etc.) ved kontakt med luft uten oppvarming . Evnen til inn-i til spontan forbrenning under slike forhold kalles. pyroforisk. Det særegne ved pyrofore stoffer er at deres selvantennelsestemperatur er under romtemperatur: - 200 ° C for SiH4, - 80 ° C for A1 (C2H5) 3. For å forhindre kjemisk selvantennelse, prosedyren for felles lagring av brennbare stoffer og materialer er strengt regulert.

Tilbøyeligheten til mikrobiologisk spontan forbrenning er besatt av brennbare materialer, spesielt fuktede, som tjener som pi-tat. et miljø for mikroorganismer hvis vitale aktivitet er assosiert med frigjøring av varme (torv, sagflis, etc.). Av denne grunn oppstår et stort antall branner og eksplosjoner under lagring av landbruksprodukter. produkter (f.eks. ensilasje, fuktet høy) i heisene. For mikrobiologisk og kjemisk spontan forbrenning er det karakteristisk at selvoppvarmingstemperaturen ikke overstiger de vanlige verdiene til Tocr og m.b. negativ. Materialer med TSN over romtemperatur er i stand til termisk selvantennelse.

Generelt har mange en tendens til alle typer selvantennelse. faste materialer med en utviklet overflate (f.eks. fibrøs), samt noen flytende og smeltende stoffer som inneholder umettede forbindelser i deres sammensetning, avsatt på en utviklet (inkludert ikke-brennbar) overflate. Beregning av kritiske forhold for kjemisk, mikrobiol. og termisk selvforbrenning utføres i henhold til ligning (1) og (2). Eksperimentelle metoder. definisjoner av selvoppvarmingstemperaturen og selvtenningstemperaturen for selvtenningsforholdene er angitt i spesifikasjonene. standard. Kjemisk selvantennelse er assosiert med stoffers og materialers evne til å gå inn i en kjemisk reaksjon med luft eller andre oksidasjonsmidler under normale forhold med frigjøring av varme tilstrekkelig til å antenne dem. De mest typiske eksemplene er tilfeller av spontan forbrenning av oljete filler eller fosfor i luft, brennbare væsker i kontakt med kaliumpermanganat, sagflis med syrer, etc. Derfor sier vi: "Oksiderer - kjempe!" - og vi mener at oppbevaring av stoffer og materialer må oppfylle kravene til deres forenlighet.

En annen type kjemiske reaksjoner av stoffer er assosiert med samspillet mellom vann eller fuktighet. Samtidig frigjøres også en temperatur som er tilstrekkelig for selvantennelse av stoffer og materialer. Eksempler er stoffer som kalium, natrium, kalsiumkarbid, brent kalk osv. Et trekk ved jordalkalimetaller er deres evne til å brenne selv uten oksygen. De produserer selv oksygenet som er nødvendig for reaksjonen, og deler luftfuktigheten i hydrogen og oksygen under påvirkning av høy temperatur. Det er grunnen til at slukking av slike stoffer med vann fører til en eksplosjon av det resulterende hydrogenet.

Og til slutt er mikrobiologisk spontan forbrenning assosiert med aktiviteten til de minste insektene. De formerer seg i enestående mengder i komprimerte materialer, spiser alt organisk og dør der, sammen med nedbrytningen, og frigjør en viss temperatur som samler seg inne i materialet. Det mest karakteristiske eksemplet er den spontane forbrenningen av fjorårets høystabler.

Etter alt det ovennevnte blir det klart at alle typer selvantennelse har en ren betinget deling. For de fleste brennbare stoffer ser prosessen med selvantennelse ut som en kombinasjon av termiske, kjemiske og mikrobiologiske reaksjoner.

Oftest er spontan forbrenning i leiligheter forbundet med feil lagring av stoffer og materialer som lagres på balkonger (loggiaer) uten beskyttelse mot sollys, i løst lukkede beholdere, noe som sikrer oppvarming og oksidasjon av atmosfærisk oksygen. Derfor er hovedkravet til brannsikkerhetsregler kravet om streng overholdelse av instruksjonene for lagring av stoffer og materialer, som nødvendigvis må være på beholderen med dem eller festet i form av et pass for materialet. I leiligheter og oppholdsrom er det tillatt å lagre ikke mer enn 10 liter maling, lakk, bensin, parafin og andre brennbare og brennbare væsker og ikke mer enn 12 liter brennbare gasser. Samtidig er lagring av disse stoffene ikke tillatt på balkonger og loggiaer. I alle tilfeller er lagring av stoffer med ukjent sammensetning forbudt.

Forbrenning er en kjemisk oksidasjonsreaksjon, ledsaget av frigjøring av en stor mengde varme og vanligvis glød. Oksydasjonsmidlet i forbrenningsprosessen kan være oksygen, samt klor, brom og andre stoffer.

I de fleste tilfeller, under en brann, skjer oksidasjon av brennbare stoffer med atmosfærisk oksygen. Denne typen oksidasjonsmiddel er tatt i bruk i det følgende. Forbrenning er mulig i nærvær av et stoff som er i stand til å brenne, oksygen (luft) og en antennelseskilde. I dette tilfellet er det nødvendig at det brennbare stoffet og oksygen er i visse kvantitative forhold, og tennkilden har den nødvendige tilførselen av termisk energi.

Det er kjent at luft inneholder ca. 21 % oksygen. Forbrenningen av de fleste stoffer blir umulig når oksygeninnholdet i luften faller til 14-18 %, og kun enkelte brennbare stoffer (hydrogen, etylen, acetylen osv.) kan brenne når oksygeninnholdet i luften er opp mot 10 %. eller mindre. Ved ytterligere nedgang i oksygeninnholdet stopper forbrenningen av de fleste stoffer.

Et brennbart stoff og oksygen er reagerende stoffer og utgjør et brennbart system, og en tennkilde forårsaker en forbrenningsreaksjon i det. Antennskilden kan være et brennende eller oppvarmet legeme, samt en elektrisk utladning som har en energireserve som er tilstrekkelig til å forårsake forbrenning osv.

Brennbare systemer er delt inn i homogene og heterogene. Homogene er systemer der det brennbare stoffet og luften er jevnt blandet med hverandre (blandinger av brennbare gasser, damper med luft). Forbrenningen av slike systemer kalles kinetisk forbrenning. Hastigheten bestemmes av hastigheten på en kjemisk reaksjon, som er betydelig ved høye temperaturer. Under visse forhold kan slik forbrenning ha karakter av en eksplosjon eller detonasjon. Heterogene er systemer der det brennbare stoffet og luften ikke er blandet med hverandre og har grensesnitt (faste brennbare materialer og ikke-sprøytede væsker). I prosessen med forbrenning av inhomogene brennbare systemer trenger luftoksygen inn (diffunderer) gjennom forbrenningsproduktene til det brennbare stoffet og reagerer med det. Slik forbrenning kalles diffusjonsforbrenning, siden hastigheten hovedsakelig bestemmes av en relativt langsom diffusjonsprosess.

For antennelse må varmen fra tennkilden være tilstrekkelig til å omdanne brennbare stoffer til damper og gasser og varme dem til selvantennelsestemperatur. I henhold til forholdet mellom drivstoff og oksidasjonsmiddel skilles forbrenningsprosesser av magre og rike brennbare blandinger. Magre blandinger inneholder et overskudd av et oksidasjonsmiddel og har mangel på en brennbar komponent. Rike blandinger har tvert imot et overskudd av en brennbar komponent og en mangel på et oksidasjonsmiddel.

Forekomsten av forbrenning er assosiert med den obligatoriske selvakselerasjonen av reaksjonen i systemet. Prosessen med selvakselerasjon av oksidasjonsreaksjonen med dens overgang til forbrenning kalles selvantennelse. Selvakselerasjon av en kjemisk reaksjon under forbrenning er delt inn i tre hovedtyper: termisk, kjede og kombinert - kjede-termisk. I følge den termiske teorien forklares prosessen med selvantennelse av aktiveringen av oksidasjonsprosessen med en økning i hastigheten på den kjemiske reaksjonen. I følge kjedeteorien forklares prosessen med selvantennelse ved forgrening av kjemiske reaksjonskjeder. I praksis utføres forbrenningsprosesser hovedsakelig i henhold til den kombinerte kjede-termiske mekanismen.

Spontan forbrenning kalles en kraftig økning i frekvensen av eksoterme reaksjoner som forårsaker selvoppvarming av stoffer, noe som fører til forbrenning i fravær av en tennkilde.

Avhengig av årsaken til varmefrigjøring i den innledende fasen av selvoppvarming av stoffer og materialer, er det termisk, mikrobiologisk og kjemisk spontan forbrenning.

Termisk selvantennelse kalles spontan forbrenning forårsaket av selvoppvarming, som oppsto under påvirkning av ekstern oppvarming av et stoff over selvoppvarmingstemperaturen. Mange stoffer og materialer er utsatt for termisk selvantennelse, som inkluderer oljer og fett, kull, etc.

Spontan forbrenning av oljer og fett er ofte årsak til branner. Det er tre typer oljer: mineralske, vegetabilske og animalske.

Mineraloljer som inneholder mettede hydrokarboner er ikke i stand til selvantennelse. Avfallsmineralolje kan inneholde umettede hydrokarboner som er i stand til selvantennelse.

Vegetabilske (linfrø, hamp, bomullsfrø, etc.) og animalske (smør) oljer er forskjellige fra mineraloljer i sammensetningen. De er en blanding av fettsyreglyserider: palmitinsyre C 15 H 31 COOH, stearin C 17 H 35 COOH, oljesyre C 17 H 33 COOH, linolsyre C 17 H 31 COOH, linolen C 17 H 29 COOH, etc. Palmitinsyre og stearinsyrer er begrensende, oljesyre, linolsyre og linolenholdig - umettet. Glyserider av mettede syrer, og dermed oljer som inneholder dem i store mengder, oksideres ved temperaturer over 150 ° C og er ikke i stand til selvantennelse. Oljer som inneholder en stor mengde glyserider av umettede syrer er i stand til spontan forbrenning.

Oljer og fett kan antennes spontant bare under visse forhold:

b) med en stor oksidasjonsoverflate av oljer og fett og lav varmeoverføring;

c) hvis noen brennbare materialer er impregnert med fett og oljer;

d) ved en viss komprimering av det oljede materialet.

Mengden glyserider av umettede syrer i olje og fett bedømmes etter jodtallet til oljen, dvs. ved antall gram jod absorbert av 100 g olje. Jo høyere jodnummeret til oljen er, jo mer er det i stand til spontan forbrenning (linolje har et jodtall i området 192-197, hamp - 145-167, ricinus - 82-86). Hvis jodtallet for oljer er mindre enn 50, er deres spontane forbrenning umulig.

Oljer, fett eller tørkende oljer som er lagret i fat, flasker, tanker kan ikke antennes spontant, siden overflaten av deres kontakt med luft er veldig liten. For å skape forhold for spontan forbrenning, er det nødvendig å øke oksidasjonsoverflaten (fukte fibrøse, porøse materialer). Imidlertid krever selvforbrenning også at oksidasjonsoverflaten er mye større enn varmeoverføringsoverflaten. Slike forhold skapes når oljede materialer stables i hauger, stabler, pakker og er nær hverandre. Oljers og fetts evne til å antennes spontant er større, jo mer komprimert det oljede materialet er. Med en sterk kompresjon av materialer reduseres sannsynligheten for oksidasjon på grunn av forverringen av betingelsene for diffusjon av oksygen til oljen. Evnen til oljede materialer til å antennes spontant øker i nærvær av katalysatorer (metallsalter - mangan, bly, kobolt).

Den laveste temperaturen der det ble observert selvantennelse av oljer og fett i praksis var 10-15°C. Induksjonsperioden for selvantennelse av oljede materialer kan variere fra flere timer til flere dager.

Hovedårsaken til spontan forbrenning av kull er deres evne til å oksidere og adsorbere damper og gasser ved lave temperaturer. Temperaturstigningen til 60°C på selvantennelsesstedet er veldig sakte og kan stoppes ved å lufte stabelen. Fra 60°C øker selvoppvarmingshastigheten kraftig, så denne kulltemperaturen kalles kritisk. Spontan forbrenning av kull forenkles av deres maling og tilstedeværelsen av pyritt og fuktighet. Alle fossile kull er delt inn i to kategorier i henhold til deres evne til spontan forbrenning: kategori "A" - farlig (disse inkluderer brune og svarte kull), kategori "B" - stabil (antrasitt og svart kull av klasse T - Kuznetsk, Donetsk, osv..).

For å forhindre spontan forbrenning av kull under lagring:

1. begrense høyden på stablene;

2. kompakt kull i stabler for å forhindre eller begrense luftinfiltrasjon.

Jernsulfider FeS, FeS 2, Fe 2 S 3 er også i stand til selvantennelse. Hovedårsaken til den spontane forbrenningen av sulfider er deres evne til å reagere med atmosfærisk oksygen ved vanlige temperaturer med frigjøring av en stor mengde varme:

FeS 2 + O 2 = FeS + SO 2 + 222,3 kJ

Ved temperaturer under 310°C dannes jernsulfider i industrielt utstyr når hydrogensulfid virker på jernkorrosjonsprodukter.

Spontan forbrenning av jernsulfider i industrielt utstyr forhindres ved hjelp av følgende metoder:

Beskyttelse mot hydrogensulfid fra det behandlede eller lagrede produktet ved anti-korrosjonsbelegg på den indre overflaten av utstyret;

blåser utstyret med damp eller forbrenningsprodukter;

Fylle apparatet med vann og sakte senke det, noe som fører til oksidasjon av sulfid uten å akselerere reaksjonen.

Hvitt (gult) fosfor oksideres raskt ved romtemperatur. Derfor antennes den raskt spontant med dannelse av hvit røyk:

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5 + 3100,6 kJ

Fosfor bør lagres og kuttes under vann, da det i luft kan antennes fra friksjonsvarmen.

Dietyleter og terpentin er også i stand til selvantennelse i luft. Årsaken til spontan forbrenning er evnen til å oksidere i luft ved lave temperaturer.

Kjemisk selvantennelse kalles selvantennelse, som oppsto som et resultat av kjemisk interaksjon mellom stoffer. Gruppen av stoffer som antennes spontant ved kontakt med vann inkluderer kalium, natrium, rubidium, cesium, kalsiumkarbid og alkalimetallkarbider, alkali- og jordalkalimetallhydrider, kalsium- og natriumfosfider, brent kalk, natriumhydrosulfid, etc.

Alkalimetaller - kalium, natrium, rubidium og cesium - interagerer med vann med frigjøring av hydrogen og en betydelig mengde varme:

2Na + 2H2O \u003d 2NaOH + H2

Det frigjorte hydrogenet antennes spontant og brenner sammen med metallet bare hvis metallstykket er større enn en ert i volum.

Mange stoffer, for det meste organiske, er i stand til selvantennelse når de blandes eller kommer i kontakt med oksidasjonsmidler. Oksidasjonsmidler som forårsaker spontan forbrenning av slike stoffer inkluderer komprimert oksygen, halogener, salpetersyre, natrium- og bariumperoksid, blekemiddel, etc.

For eksempel, acetylen, hydrogen, metan, etylen blandet med klor antennes spontant i lyset eller fra lyset av brennende magnesium.

Ikke oppbevar halogener sammen med brennbare væsker. Ved kontakt med salpetersyre antennes terpentin og etylalkohol spontant.

Mikrobiologisk kalt spontan forbrenning som et resultat av selvoppvarming, som oppsto under påvirkning av den vitale aktiviteten til mikroorganismer i massen av et stoff.

Malt torv, høy, kløver, ensilasje, løv, malt, bomull etc. har størst evne til selvantennelse. Undertørkede materialer er spesielt utsatt for selvantennelse. Fuktighet og varme fremmer reproduksjonen av mikroorganismer. På grunn av den dårlige termiske ledningsevnen til plantematerialer, brukes varmen som frigjøres under forfall hovedsakelig til å varme materialene, temperaturen stiger og kan nå 70 ° C. Ved denne temperaturen dør mikroorganismer, men prosessen med å øke temperaturen i plantematerialer slutter ikke der. Noen organiske forbindelser forkuller selv ved 70°C. Det resulterende porøse kullet har en tendens til å absorbere damper og gasser. Adsorpsjon er ledsaget av frigjøring av varme, og ved lav varmeoverføring varmes kullet opp allerede før starten av oksidasjonsprosessen. Som et resultat stiger temperaturen på plantematerialer og når 200 °C. Ved 200°C begynner fiber, som er en del av plantematerialer, å brytes ned, noe som fører til forkulling og ytterligere intensivering av oksidasjon.

Brent dokumenter

Rester av brente papirer og andre gjenstander laget av brent materiale kan inneholde rettsmedisinsk viktig informasjon og bør håndteres med største forsiktighet. Uansett hvor mye papiret er forkullet, hvis arket er bevart, er det mulig å fastslå papirets art og teksten som er skrevet på det. I henhold til tekstur og sammensetning kan eksperten bestemme hva slags papir, vanlig eller seddel, rubel, dollar eller annen utenlandsk valuta. Tekst på papir kan også gjenopprettes dersom den er tilstrekkelig godt bevart. Derfor, på brannstedet, er det nødvendig: ​​a) så langt det er mulig, ikke rør og lagre restene av papirer hvis det oppsto brann i en bank, kontor, servicerom i en butikk, lager, etc. .;

b) for å stoppe brenningen av papirer, isoler dem fra lufttilførselen ved å dekke dem med en kasserolle, en tank og lignende improviserte midler. Å blåse ut eller dessuten vanntilførsel vil resultere i uopprettelig tap av papir;

c) hvis dokumenter eller penger er i en safe eller en jernboks (skap), ikke åpne den umiddelbart etter brann. Safen må være kjølig, ellers kan inntrengning av luft inne føre til et utbrudd og rask ødeleggelse av innholdet ved brann.

Regler for fjerning av brente papirer er ikke vurdert her; det er best å få en ekspert til å gjøre det, og det er brannmannens jobb å lagre disse restene til han kommer.

Det samme gjelder for brente rester av enkelte andre organiske materialer. Moderne ekspertevner gjør det mulig, for eksempel ved å analysere asken fra en sigarett (ved elektronmikroskopi), å fastslå om det var ren tobakk eller med marihuana og andre rusmidler.

Spontan forbrenning er prosessen med forbrenning i fravær av en ekstern tennkilde. Dette skjer med en kraftig økning i hastigheten på eksoterme reaksjoner i et visst volum av materie, når hastigheten på varmeutgivelsen overstiger hastigheten for varmefjerning til miljøet. Spontant brennbare stoffer er stoffer hvis selvoppvarmingstemperatur er lavere enn selvantennelsestemperaturen.

Det viktigste som må gjøres under inspeksjonen av brannstedet i tilfelle en versjon av selvantennelse er å etablere:

Arten av materialet eller materialene (stoffer, blandinger av stoffer) som befant seg i kildesonen på tidspunktet for brannen,

Volumer (geometriske dimensjoner) og mengder lagret stoff (materiale);

Lagringsforhold (omgivelsestemperatur, emballasje, ventilasjon, etc.);

Historien til lagringsobjektet (når det ble lagret, var det noen tegn på selvoppvarming (røyk, lukt) osv.)

Avhengig av den primære impulsen som utløser materialets selvoppvarmingsmekanisme, skilles følgende typer spontan forbrenning:

termisk;

Kjemisk;

Mikrobiologisk.

Termisk spontan forbrenning

Den eksoterme prosessen med materialoksidasjon med atmosfærisk oksygen kan initieres ved å forvarme dette materialet til en viss temperatur. Dette kan skje ved kontakt med oppvarmede overflater eller et gassformig medium under fremstilling av materialet, lagring eller drift.

Hvis det er mistanke om termisk selvantennelse, i tillegg til informasjonen ovenfor, er det nødvendig å finne ut:

Var det kilder til ytterligere oppvarming av materialet (ovner, varmeovner, varmerør, andre oppvarmede overflater);

Hva er temperaturene til disse kildene, masse, varmeoverflate, virkningsvarighet, avstand til materialet;

Var det forhold for varmeakkumulering.

For eksempel er sagflis, spon, jutefiber, papir i baller, fine organiske materialer (mel, torv, oljeskiferkonsentrat, teknologisk sot), noen typer mineralull og andre varmeovner, etc. utsatt for termisk selvantennelse.

Selvoppvarming av tre starter ved en temperatur på 130-150 °C, men ved langvarig (i mange år!) oppvarming kan trevirke gå inn i såkalt "pyroforisk" tilstand og ta fyr ved en temperatur på 90-110 grader. °C.

Det er mulig at et spontant brennbart materiale, etter oppvarming under produksjonsprosessen (for eksempel under tørking), lagres eller transporteres ukjølt, som et resultat av at det oppstår spontan forbrenning. Et karakteristisk tegn på spontan forbrenning i dette tilfellet er plasseringen av fokuset i volum(i dybden av materialet), og ikke på overflaten. Denne omstendigheten, hvis den avsløres, må gjenspeiles i inspeksjonsprotokollen.

Plasseringen av fokuset i hoveddelen av materialet, nærmere midten av matrisen, hvor de beste forholdene for varmeakkumulering, og det laveste varmetapet, er et viktig kvalifikasjonstrekk ved den spontane forbrenningsprosessen, ikke bare termisk, men også mikrobiologisk.

Malingavleiringer i sprøytebokser og deres ventilasjonssystemer antennes spontant.

Spontan forbrenning av kull i hauger og stabler er mulig. Hvis du mistenker denne typen årsak, må du finne ut:

Merk av lagret kull;

haug eller stabel dimensjoner;

Mulig fukting før brannen;

Graden av sliping (klumpete, støv).

Tendensen til et bestemt stoff (materiale) til termisk selvantennelse kan fastslås fra referansedata. Hvis det er et ukjent stoff (materiale) eller det ikke er noen referansedata for det, er det nødvendig å ta en uforbrent prøve av dette stoffet for eksperimentell bestemmelse av selvoppvarmingstemperaturen og betingelsene for termisk spontan forbrenning i samsvar med GOST 12.1. 044-89. Kravene til prøven som tas er spesifisert i vedlegg 4. Med de kjente dimensjonene til det lagrede materialet vil testene bestemme minimumstemperaturen på mediet og varigheten av oppvarmingen ved hvilken selvantennelse av dette materialet kan skje. Disse resultatene kan sammenlignes med de faktiske dataene om brannen som undersøkes.

Kjemisk selvantennelse

Kjemisk spontan forbrenning er resultatet av samspillet mellom to stoffer med hverandre eller med miljøet (vann, luft oksygen), som oppstår med frigjøring av en tilstrekkelig mengde varme.

Det er fornuftig å vurdere denne versjonen hvis det er fastslått at det i rommet der brannen oppsto, var stoffer utsatt for eksoterm reaksjon med vann, luft eller med hverandre. Tilstedeværelsen i fokussonen til den ødelagte beholderen, så vel som restene av minst ett av stoffene, er også betydelig.

I luft, for eksempel, gult og hvitt fosfor, alkalimetaller (litium, kalium, natrium), alkalimetallkarbider antennes spontant (nedbrytes i fuktig luft med frigjøring av acetylen). På grunn av oksidasjon i luft, antennes metallpulver og pulver (aluminium, sink, kobolt, etc.) spontant.

Vegetabilske og animalske oljer, terpentin og noen andre stoffer som inneholder kjemisk aktive umettede C-C-bindinger er utsatt for spontan forbrenning. Naturlig tørkeolje, som er laget av linolje, er enda mer utsatt for selvantennelse enn linolje, pga. tørkemidler introduseres i den, akselererer oksidasjonen og polymeriseringen av oljen, noe som fører til tørkingen.

Mineraloljer (petroleum) er utsatt for selvantennelse bare når de er forurenset.

Det må tas i betraktning at spontan forbrenning av oljer og andre væsker er umulig i et kar eller hvis de søles i form av en sølepytt eller film på en hvilken som helst overflate. Bare filler impregnert med væske, bomullsull, ull, sagflis og andre porøse materialer antennes spontant, på den utviklede overflaten som god kontakt av olje med atmosfærisk oksygen er mulig. Spontan forbrenning krever en optimal mengde olje på overflaten av et porøst materiale (ikke mye, men ikke lite) og betingelser for varmeakkumulering. De akselererer den spontane forbrenningen av salter av kobolt, mangan, bly og noen andre metaller.

Den laveste temperaturen der det ble observert selvantennelse av denne typen er 10-15 °C. Induksjonsperioden er fra flere timer til flere dager.

Hvis det er mistanke om spontan forbrenning av olje og lignende materialer, er det nødvendig å finne ut:

Type, type olje, fett;

Hva kunne vært impregnert, i hvilken mengde, hvor lenge hadde det ligget før brannen;

Tilstedeværelse av forhold for varmeakkumulering.

Kjemisk selvantennelse er også mulig ved kontakt med et par stoffer (materialer), hvorav det ene er et sterkt oksidasjonsmiddel, det andre er et lett oksidert stoff.

Førstnevnte inkluderer salter av salpetersyre (nitrat), kalium- og natriumpermanganat, klorater, perklorater, dikromater, kromsyreanhydrid, konsentrert svovelsyre (mer enn 95%) og salpetersyrer, hydrogenperoksid, organiske peroksider, etc.

Den andre - flytende organiske stoffer (diatomiske og trihydriske alkoholer, noen hydrokarboner) og fint dispergerte faste organiske stoffer (for eksempel sagflis, granulert sukker og pulver, etc.), de ovennevnte metallpulverene.

Ved mistanke om kjemisk selvantennelse knyttet til eksoterm interaksjon mellom to stoffer, er det obligatorisk å be om informasjon om hvilke stoffer som kan (lagres, transporteres) på anlegget der brannen oppsto.

Ved inspeksjon av et brannsted må du:

a) undersøk de omkringliggende strukturene og gjenstandene for å identifisere sonen for langvarig lavtemperaturpyrolyse. Som regel, under spontan forbrenning (spesielt kjemisk), er den frigjorte varmen ikke nok til å sikre den øyeblikkelige utviklingen av flammeforbrenning. Prosessen fortsetter vanligvis i det innledende stadiet i form av ulming, i soner der det er betingelser for varmeakkumulering, og går først etter en tid over i flammeforbrenning. Derfor må vi prøve å identifisere og fikse slike ulmesoner;

b) ta prøver av kull for å fastslå temperaturen og varigheten av pyrolysen (se kapittel 5). Dette er spesielt nødvendig for å bekrefte forbrenningsregimet i området som studeres (ulme eller flammende forbrenning);

c) ta prøver for påfølgende instrumentelle studier for å påvise rester av stoffer som reagerte med hverandre i fokalsonen.

Mikrobiologisk selvantennelse

Det er typisk for organiske dispergerte og fibrøse materialer, der den vitale aktiviteten til mikroorganismer (høy, halm, grønnsaker, korn, malt torv, etc.) er mulig.

Når du utarbeider versjonen av mikrobiologisk spontan forbrenning, om mulig, er det nødvendig å innhente følgende data:

a) høyets fuktighet på branntidspunktet (det er kjent at for mikrobiologisk selvantennelse må fuktigheten være minst 16%);

b) tiden som har gått etter legging (risikoen for selvantennelse vedvarer opptil 3-4 måneder; mest sannsynlig er det innen 10-30 dager);

c) dimensjonene til høystakken (ifølge den teoretiske termofysiske vurderingen bør de være minst 2 × 2 × 2 m; med mindre dimensjoner er høystakken ikke i stand til å antennes, siden varmetapene til miljøet er for store).

Det er også viktig å finne ut forholdene for lagring og tørking av høy. Kanskje en fokal (såkalt "hekking") forekomst av prosessen som følge av at mer fuktet høy kommer inn i stabelen eller fukting av enkeltseksjoner gjennom det utette taket på høylageret. "Lagrings"-selvantenning kan starte når fuktighet migrerer i massen av høy på grunn av temperaturforskjeller, for eksempel ved ujevn oppvarming eller avkjøling - i dette tilfellet dannes det kondensfukt i de perifere lagene, nær overflaten.

Kvalifikasjonstegn på mikrobiologisk selvantennelse, oppdaget under inspeksjon av brannstedet:

1. Ildstedet er plassert i midten av en stabel eller rekke av et annet materiale som er utsatt for mikrobiologisk selvantennelse, og ikke utenfor. Hvis en høystakk har overflateforkulling (brenning), og det ikke er spor etter brenning inni, så er dette ikke selvantennelse, men forbrenning som oppsto fra en ekstern kilde til åpen ild, gnister osv.

2. Tilstedeværelsen av uutviklede foci, inkludert i separate baller. De er lokale høyagglomerat med ulik grad av termisk nedbrytning (se fig. 6.4).

Ris. 6.4. Soner som oppstår i høy ved mikrobiologisk selvantennelse