Вещества, самовозгорающиеся под действием воздуха

Масла и жиры

Существует три вида масел: минеральные, растительные и животные. Минеральные масла - машинное, трансформаторное, соляровое - получают при переработке нефти. Они представляют собой смесь углеводородов, главным образом, предельных. Эти масла окисляются на воздухе только при высокой температуре, поэтому к самовозгоранию не способны. Отработанные минеральные масла, подвергавшиеся нагреву до высокой температуры, могут содержать непредельные соединения, которые способны к самовозгоранию.

Растительные масла (льняное, конопляное, хлопковое и др.) и животные (сливочное) по своему составу отличны от минеральных. Они представляют собой смесь глицеридов жирных кислот: пальмитиновой С₁₅Н₃₁СООН, стеариновой С₁₇Н₃₅СООН, олеиновой С₁₇Н₃₃СООН, линолевой С₁₇Н₃₁СООН и др.

Пальмитиновая и стеариновая кислоты являются предельными, олеиновая и линолевая - непредельными. Глицериды предельных кислот, а, следовательно, и масла, содержащие их в большом количестве, окисляются при температурах выше 150 °С и не способны самовозгораться. Масла, содержащие большое количество глицеридов непредельных кислот, способны самовозгораться.

Условия самовозгорания масел и жиров:

- содержание в масле значительного количества глицеридов непредельных кислот;

- большая поверхность окисления и малая теплоотдача;

- жирами и маслами пропитаны какие-либо горючие материалы;

- определенная уплотненность промасленного материала.

Глицериды непредельных кислот способны окисляться на воздухе при обычной температуре помещений, благодаря тому, что их молекулы имеют двойные связи.

Если глицерид олеиновой кислоты имеет одну двойную связь и может присоединить одну молекулу кислорода, то глицерид линолевой кислоты содержит две двойные связи и, следовательно, может присоединить две молекулы кислорода. Чем больше кислорода присоединяется к молекуле глицерида, тем больше тепла выделяется при окислении и, следовательно, тем больше способность глицеридов к самовозгоранию. О количестве глицеридов непредельных кислот в масле и жире судят по йодному числу масла, т.е. по количеству йода, поглощенному 100 г масла (таблица 2.1). Чем выше йодное число масла, тем большей способностью к самовозгоранию оно обладает. Опасность самовозгорания увеличивается, если йодное число больше 50.

Таблица 2.1 - Йодные числа некоторых масел и жиров

Каменный уголь и торф

Ископаемые угли, хранящиеся в кучах и штабелях, способны самовозгораться. Основными причинами самовозгорания являются способность углей окисляться и адсорбировать пары и газы при низких температурах. Несмотря на то, что при низких температурах окисление углей идет медленно и тепла выделяется мало, в больших скоплениях угля, где теплоотдача в окружающую среду затруднена, самовозгорание все же происходит.

Возникающее в штабелях самонагревание угля первоначально бывает общим, т.е. по всему объему штабеля, исключая поверхностный слой толщиной от 30 до 50 см, но по мере повышения температуры оно приобретает гнездовой характер. Рост температуры в очаге самовозгорания до 60 °С происходит очень медленно и может быть приостановлен интенсивным проветриванием штабеля. Начиная с 60 °С скорость самонагревания резко увеличивается, поэтому эту температуру угля называют критической.

Возникновение очага самовозгорания в штабеле всегда связано с двумя условиями:

- притоком воздуха;

- небольшим отводом тепла в окружающее пространство.

Поэтому он зарождается на откосах штабеля преимущественно на высоте от 0,5 до 1 м от основания и на глубине 0,5 мот поверхности. Если штабель неоднороден по плотности и размерам кусков,то очаг самовозгорания может зарождаться и в других местах, главным образом более рыхлых. Отвод тепла от очагов самовозгорания обусловлен, в основном, размерами штабеля и выносом тепла потоками воздуха, основное значение для возникновения очагов имеют потоки воздуха внутри штабеля. Возникают эти потоки в результате разности температур в штабеле и окружающем воздухе, а так же наличия ветра. Влияние ветра проявляется в том, что очаги самовозгорания зарождаются преимущественно с наветренной стороны, т. е. откуда создается напор воздуха. Склонность углей к самовозгоранию в штабелях различна. Она тем выше, чем больший выход летучих веществ дают угли.

Для предотвращения самовозгорания углей используют ограничение высоты штабелей угля и уплотнение угля в штабелях с целью не допустить проникновения воздуха. Первое не препятствует протеканию в штабеле угля процессов окисления, но предотвращает повышение в нем температуры путем обеспечения усиленной теплоотдачи за счет увеличения отношения плотности к объему штабеля. Площадка под штабель должна иметь мягкий грунт, так как на твердом грунте (асфальт, дощатый настил и т. п.) воздух легко проникает в штабель, в связи с чем, увеличивается скорость выделения тепла при окислении. При уплотнении штабеля значительно уменьшается количество пустот и затрудняется доступ в него воздуха. Это сводит к минимуму скорость процессов окисления и адсорбции в угле, что исключает возможность повышения температуры в штабеле. При сильном уплотнении штабеля воздух проникает к углю в количествах, при которых рост температуры в штабелях становится невозможным. Кроме того, уплотнение угля препятствует проникновению в штабель атмосферных осадков, которые способствуют самовозгоранию угля.

Из всех видов торфа способностью к самовозгоранию обладает фрезерный торф. Причиной самовозгорания его являются биологические и химические процессы, возникающие при низких температурах. Первоначальное выделение тепла в торфе происходит вследствие биологического процесса - жизнедеятельности бактерий и грибков. Развитие их в торфе может начаться при температуре от 10 до 18 °С и заканчивается при 70 °С. Питательной средой для них служат водорастворимые вещества, образующиеся в результате распада растений.