stringtranslate.com

Самовозгорание

Большая компостная куча может самопроизвольно возгореться, если с ней не обращаться должным образом.

Спонтанное возгорание или самовозгорание — это тип горения , который происходит путем самонагрева (повышение температуры из-за экзотермических внутренних реакций ), за которым следует тепловой разгон (самонагрев, который быстро ускоряется до высоких температур) и, наконец, самовозгорание . [1] Он отличается от пирофорности (но имеет схожие практические эффекты) , при которой соединение не нуждается в самонагреве для возгорания. Правильное хранение самовозгорающихся материалов чрезвычайно важно, учитывая, что неправильное хранение является основной причиной самовозгорания. Такие материалы, как уголь, хлопок, сено и масла, следует хранить при надлежащих температурах и уровнях влажности, чтобы предотвратить самовозгорание. Утверждения о самовозгорании человека считаются лженаукой. [2]

Причина и возгорание

Самовозгорание может произойти, когда вещество с относительно низкой температурой возгорания, такое как сено, солома, торф и т. д., начинает выделять тепло. Это может произойти несколькими способами: либо путем окисления в присутствии влаги и воздуха, либо путем бактериальной ферментации , которая генерирует тепло. Эти материалы являются теплоизоляторами, которые предотвращают утечку тепла, заставляя температуру материала подниматься выше точки возгорания. Возгорание начнется, когда будет присутствовать достаточное количество окислителя , такого как кислород, и топлива, чтобы поддерживать реакцию в состоянии теплового разгона.

Тепловой разгон может произойти, когда количество выделяемого тепла больше скорости, с которой оно теряется. Материалы, которые выделяют много тепла, могут сгореть в относительно небольших объемах, в то время как материалы, которые выделяют очень мало тепла, могут стать опасными только при хорошей изоляции или хранении в больших объемах. Большинство реакций окисления ускоряются при более высоких температурах, поэтому куча материала, которая была бы безопасной при низкой температуре окружающей среды, может самопроизвольно возгореться в более жаркую погоду.

Затронутые материалы

Подтвержденный

Сено [3] и компостные кучи [4] могут самовоспламеняться из-за тепла, выделяемого бактериальной ферментацией , что затем может вызвать пиролиз и окисление, что приводит к термическим реакциям, достигающим температуры самовоспламенения. Тряпки, пропитанные олифой или лаком, могут быстро окисляться из-за большой площади поверхности, и даже небольшая куча может производить достаточно тепла для возгорания при правильных условиях. [5] [6] Уголь может самовоспламеняться при воздействии кислорода, что заставляет его реагировать и нагреваться при недостаточной вентиляции для охлаждения. [7] Окисление пирита часто является причиной самовозгорания угля в старых хвостохранилищах . Фисташки легко воспламеняются при хранении в больших количествах и склонны к самонагреванию и самовозгоранию. [8] Большие кучи навоза могут самовозгораться в условиях экстремальной жары. Хлопок и лен могут воспламеняться при контакте с полиненасыщенными растительными маслами (льняное семя, массажные масла); бактерии будут медленно разлагать материалы, выделяя тепло. Если эти материалы хранятся таким образом, что тепло не может уходить, накопление тепла увеличивает скорость разложения и, таким образом, скорость накопления тепла увеличивается. После достижения температуры возгорания происходит возгорание в присутствии окислителей (кислорода). Нитратная пленка при неправильном хранении может прийти в чрезвычайно огнеопасное состояние и загореться. Пожар в хранилище Fox в 1937 году был вызван спонтанным возгоранием нитратной пленки.

сено

Сено является одним из наиболее широко изученных материалов, подверженных самовозгоранию. Очень сложно установить единую теорию того, что происходит при самовозгорании сена, из-за различий в типах травы, используемой при заготовке сена, и в разных местах его выращивания. Ожидается, что опасное возгорание произойдет в сене, содержащем более 25% влаги. Наибольшее количество пожаров происходит в течение двух-шести недель хранения, причем большинство происходит на четвертой или пятой неделе.

Процесс может начинаться с микробиологической активности (бактерий или плесени), которая ферментирует сено, создавая этанол. Этанол имеет температуру вспышки 14 °C (57 °F). Поэтому при наличии источника возгорания, например, статического электричества, например, от мыши, бегущей по сену, может произойти возгорание. Затем температура повышается, воспламеняя само сено.

Микробиологическая активность снижает количество кислорода, доступного в сене. При 100 °C влажное сено поглощает в два раза больше кислорода, чем сухое сено. Было высказано предположение, что сложные углеводы, присутствующие в сене, распадаются на более простые сахара, которые легче ферментируются в этанол. [9]

Древесный уголь

Древесный уголь, если его только что приготовили, может самонагреваться и загораться. Это не относится к горячим точкам, которые могли образоваться в результате приготовления угля. Древесный уголь, который находился на воздухе в течение восьми дней, не считается опасным. Здесь задействовано много факторов, среди которых тип древесины и температура, при которой был приготовлен уголь. [10]

Уголь

Были завершены обширные исследования самонагревания угля. Неправильное хранение угля является основной причиной самовозгорания, так как может быть непрерывная подача кислорода, а окисление угля производит тепло, которое не рассеивается. Со временем эти условия могут вызвать самонагревание. [11] Тенденция к самонагреванию уменьшается с увеличением ранга угля. Лигнитовые угли более активны, чем битуминозные угли , которые более активны, чем антрацитовые угли. Свежедобытый уголь потребляет кислород быстрее, чем выветренный уголь, и свежедобытый уголь самонагревается в большей степени, чем выветренный уголь. Наличие водяного пара также может быть важным, так как скорость тепловыделения, сопровождающая поглощение воды в сухом угле из насыщенного воздуха, может быть на порядок или больше, чем такое же количество сухого воздуха. [12]

Хлопок

Хлопок также может быть подвержен большому риску самовозгорания. [13] В экспериментальном исследовании самовозгорания хлопка три различных типа хлопка были испытаны при разных скоростях нагрева и давлениях. Различные сорта хлопка могут иметь разную температуру самонагревания и более сильные реакции. Понимание того, какой тип хлопка хранится, поможет снизить риск самовозгорания. [14] Яркий пример самовозгорания груза произошел на судне Earl of Eldon в Индийском океане 24 августа 1834 года.

Масличные семена и продукты из масличных культур

Масличные семена и остатки от извлечения масла будут самонагреваться, если они слишком влажные. Обычно хранение при влажности 9–14% является удовлетворительным, но для каждого отдельного сорта масличных семян установлены пределы. При наличии избыточной влажности, которая немного ниже уровня, необходимого для прорастания семян, активность плесневых грибов является вероятным кандидатом на выработку тепла. Это было установлено для семян льна и подсолнечника, а также соевых бобов. Многие из масличных семян производят масла, которые самонагреваются. Также были изучены ядра пальмовых семян, рапс и семена хлопка. [15] Тряпки, пропитанные льняным маслом, могут самопроизвольно воспламениться, если их неправильно хранить или выбрасывать. [16]

Копра

Копра , высушенная белая мякоть кокоса , из которой извлекают кокосовое масло , [17] была отнесена к опасным грузам из-за ее способности к самовозгоранию. [18] Она идентифицирована как вещество подкласса 4.2 .

Человек

Были неподтвержденные отдельные сообщения о людях, которые самовозгорались. Это предполагаемое явление не считается истинным самовозгоранием, поскольку предполагаемые случаи в основном приписывались эффекту фитиля , когда внешний источник огня воспламеняет близлежащие горючие материалы и человеческий жир или другие источники. [19]

Прогнозы и предупреждения

Существует множество факторов, которые могут помочь предсказать самовозгорание и предотвратить его. Чем дольше материал находится в состоянии покоя, тем выше риск самовозгорания. Предотвращение самовозгорания может быть таким же простым, как не оставлять материалы на длительное время, контролировать поток воздуха, влажность, метан и баланс давления. Существует также множество материалов, которые предотвращают самовозгорание. Например, самовозгорание угля можно предотвратить с помощью физических материалов, таких как соли хлора, соли аммония, щелочи, инертные газы, коллоиды, полимеры, аэрозоли и LDH, а также химических материалов, таких как антиоксиданты, ионные жидкости и композитные материалы. [20]

Ссылки

  1. ^ Бабраускас 2003, стр. 369
  2. ^ Рэдфорд, Бенджамин (19 декабря 2013 г.). "Спонтанное возгорание человека: факты и теория". Live Science . Однако все эти объяснения являются псевдонаучными, и нет никаких доказательств ни для одного из них.
  3. ^ Woodward, William TW (1 июня 2004 г.). «Спонтанное возгорание в стогах сена» (PDF) . wa-hay.org . Университет штата Вашингтон. Архивировано из оригинала (PDF) 9 мая 2008 г. . Получено 9 мая 2008 г. .
  4. ^ "Fire – Compost and Organic Matter". agric.gov.ab.ca . Правительство Альберты. Архивировано из оригинала 11 декабря 2008 года . Получено 12 января 2009 года .
  5. ^ Bicevskis, Rob. "Spontaneous Combustion". WildwoodSurvival.com . Архивировано из оригинала 25 февраля 2020 . Получено 16 марта 2010 .
  6. ^ Бабраускас 2003, стр. 886–890
  7. ^ "The Fire Below: Spontaneous Combustion In Coal (DOE/EH-0320 Issue No. 93-4)". hss.energy.gov . Министерство энергетики США. Май 1993 г. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 г. Получено 22 мая 2012 г.
  8. ^ "Фисташки – самонагревание под воздействием радиочастот / самовозгорание". tis-gdv.de . Немецкая страховая ассоциация. Архивировано из оригинала 4 июля 2020 года . Получено 5 ноября 2007 года .
  9. ↑ Боуз 1984, стр. 376–390.
  10. ↑ Боуз 1984, стр. 315–330.
  11. ^ Вэй, Динъи; Ду, Цуйфэн; Лэй, Ба; Линь, Ифань (октябрь 2020 г.). «Прогнозирование и предотвращение самовозгорания угля из выработанных пространств в забое: исследование случая». Исследования случаев в области теплотехники . 21 . doi : 10.1016/j.csite.2020.100668 .
  12. ^ Боуз 1984, стр. 330–333.
  13. ^ "Хлопок: самонагревание под воздействием радиочастот / самовозгорание". Транспортная информационная служба: Генеральная ассоциация немецких страховщиков . Архивировано из оригинала 4 марта 2009 года . Получено 5 февраля 2021 года .
  14. ^ Чжао, Сюэцзюань; Сяо, Хуахуа; Ван, Цинсонг; Пин, Пин; Сан, Цзиньхуа (октябрь 2013 г.). «Исследование риска самовозгорания хлопка с использованием микрокалориметрической техники». Industrial Crops and Products . 50 : 383–390. doi :10.1016/j.indcrop.2013.07.064.
  15. ↑ Боуз 1984, стр. 396–406.
  16. ^ Длугогорский, Б.; Кеннеди, Э.; Маки, Дж. (2011). «Льняное масло и его склонность к самонагреванию». Fire Safety Science . 10 : 389–400. doi :10.3801/IAFSS.FSS.10-389. hdl : 1959.13/1035982 .
  17. ^ Эрильх, Юджин, ред. (1982). Оксфордский американский словарь .
  18. ^ "Copra". Tis-gdv.de . Получено 28 ноября 2012 г. .
  19. ^ Никелл, Джо (декабрь 1996 г.). «Спонтанный человеческий вздор». Skeptical Inquirer . 6 (4). Архивировано из оригинала 9 марта 2010 г.
  20. ^ Ли, Цин-Вэй; Сяо, Ян; Чжун, Кай-Ци; Шу, Чи-Мин; Лу, Хуэй-Фэй; Дэн, Цзюнь; У, Шилян (1 сентября 2020 г.). «Обзор часто используемых материалов для предотвращения самовозгорания угля». Топливо . 275 . doi : 10.1016/j.fuel.2020.117981.

Библиография

Внешние ссылки