چه فرآیندهایی می تواند منجر به احتراق خود به خودی شود. پیروکینزیس. موارد. علل احتراق خود به خود. علل آتش سوزی ذغال سنگ نارس

احتراق- یک واکنش اکسیداسیون شیمیایی همراه با انتشار مقدار زیادیگرما و معمولا درخشش.

برای ایجاد و ادامه احتراق، داشتن یک ماده قابل اشتعال، یک اکسید کننده (معمولاً اکسیژن هوا، و همچنین کلر، فلوئور، ید، برم، اکسیدهای نیتروژن) و یک منبع اشتعال (اشتعال) ضروری است.

ضمناً لازم است ماده قابل احتراق تا دمای معینی گرم شود و نسبت کمی با اکسیدکننده داشته باشد و منبع احتراق انرژی کافی داشته باشد.

به طور معمول، عامل اکسید کننده در فرآیند احتراق، گاز اکسیژن در هوا است.

احتراق در صورت نقض هر یک از شرایطی که باعث آن شده است متوقف می شود. بنابراین، به عنوان مثال، هنگام خاموش کردن چوب با آب، در هنگام خاموش کردن مایعات در حال سوختن با کف، جریان بخار سوخت به منطقه احتراق متوقف می شود.

مواد قابل احتراق هستندگازهای قابل اشتعال (gg)، مایعات قابل اشتعال (مایعات قابل اشتعال)، مایعات قابل اشتعال (gzh)، غبارهای قابل اشتعال (gp).

منابع جرقه زنی(اشتعال) می تواند شعله باز، جرقه الکتریکی و مکانیکی، جسم گرم شده (انرژی تابشی) و غیره باشد. برخی از مواد می توانند خود به خود مشتعل شوند. این توانایی یک ماده برای اشتعال خود به خود در دمای محیط طبیعی و معمولی بدون گرمای خارجی است.

در صورت عدم وجود منبع اشتعال، اگر در طی فرآیند اکسیداسیون، سرعت انتشار گرما از سرعت حذف حرارت بیشتر شود، آتش سوزی می تواند رخ دهد. این پدیده را احتراق خود به خودی می نامند.

احتراق خود به خودپدیده ای از افزایش شدید سرعت واکنش های گرمازا است که منجر به احتراق یک ماده در غیاب منبع اشتعال می شود.

احتراق خود به خودی همراه با ظهور شعله نامیده می شود احتراق خود به خود.

وجود دارد:

1. احتراق خود به خود حرارتی (به دلیل گرم شدن خود به خود یک ماده، به عنوان مثال، زغال سنگ در هنگام ذخیره در شمع)

2. شیمیایی

3. میکروبیولوژیکی (پنبه، یونجه مرطوب، ذغال سنگ نارس، خاک اره - در نتیجه فعالیت حیاتی موجودات) خاک اره انباشته یا روی هم چیده شده، تراشه های چوب، زغال چوب تازه تهیه شده، کاه، پنبه خام، زغال سنگ فسیلی، ذغال سنگ نارس، پارچه روغنی و غیره. دلیل اصلی احتراق خود به خودی این مواد توانایی اکسید شدن آنها در اثر فرآیندهای بیولوژیکی و شیمیایی در طول دمای پایین.

در صورت آتش سوزی شیمیایی، سه گروه از مواد متمایز می شوند:

1. موادی که با قرار گرفتن در معرض هوا به طور خود به خود مشتعل می شوند. این گروه شامل: خاک اره انباشته شده یا انباشته شده، خرده چوب، زغال چوب تازه تهیه شده، کاه، پنبه خام، زغال سنگ فسیلی، ذغال سنگ نارس، پارچه روغنی و غیره است. دلیل اصلی احتراق خود به خودی این مواد توانایی اکسید شدن آنها در اثر فرآیندهای بیولوژیکی و شیمیایی در دماهای پایین است.

2. موادی که در مواجهه با آب باعث احتراق می شوند. این گروه شامل: پتاسیم، سدیم، کاربید کلسیم، کاربیدهای فلزات قلیایی، آهک زنده، هیدروسولفید سدیم و غیره است.

3. موادی که با مخلوط شدن با یکدیگر خود به خود مشتعل می شوند. این گروه شامل عوامل اکسید کننده می باشد. بنابراین، اکسیژن فشرده باعث احتراق خود به خود روغن های معدنی می شود.

شیمیایی احتراق خود به خودی نامیده می شود که در نتیجه اتفاق می افتد فعل و انفعالات شیمیاییمواد

موادی که در تماس با آب خود به خود مشتعل می شوند.این گروه از مواد شامل پتاسیم، سدیم، روبیدیم، سزیم، کاربید کلسیم و کاربیدهای فلزات قلیایی، هیدریدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی، فسفیدهای کلسیم و سدیم، سیلان ها، آهک زنده، هیدروسولفید سدیم و غیره است.

فلزات قلیایی - پتاسیم، سدیم، روبیدیم و سزیم - با آب واکنش می دهند و هیدروژن و مقدار قابل توجهی گرما آزاد می کنند:

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2.

هیدروژن آزاد شده تنها در صورتی که حجم قطعه فلزی بزرگتر از یک نخود باشد همراه با فلز خود مشتعل شده و می سوزد. برهمکنش این فلزات با آب گاهی اوقات با انفجار همراه با پاشیدن فلز مذاب همراه است. هیدریدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی (KH, NaH, CaH 2) هنگام برهم کنش با مقدار کمی آب به همین ترتیب رفتار می کنند:

NaH + H 2 O = NaOH + H 2.

هنگامی که کاربید کلسیم با مقدار کمی آب واکنش می دهد، گرمای زیادی آزاد می شود که در مجاورت هوا، استیلن به دست آمده به طور خود به خود مشتعل می شود. با مقادیر زیاد آب این اتفاق نمی افتد. کاربیدهای فلز قلیایی (به عنوان مثال Na 2 C 2، K 2 C 2 ) در تماس با آب منفجر می شوند، فلزات می سوزند و کربن در حالت آزاد آزاد می شود:

2Na 2 C 2 + 2H 2 O + O 2 = 4 NaOH + 4 C.

کلسیم فسفید Ca 3 P 2 ، هنگام تعامل با آب ، هیدروژن فسفید (فسفین) را تشکیل می دهد:

Ca 3 P 2 + 6H 2 O = 3Ca(OH) 2 + 2PH 3.

فسفین PH 3 یک گاز قابل اشتعال است، اما قادر به احتراق خود به خود نیست. همراه با RN 3 مقدار مشخصی مایع R 2 H 4 آزاد می شود که قادر به احتراق خود به خود در هوا است و می تواند باعث احتراق RN 3 شود.

سیلان ها، یعنی. ترکیبات سیلیکونی با فلزات مختلف، به عنوان مثال Mg 2 Si، Fe 2 Si، هنگامی که در معرض آب قرار می گیرند، سیلیکون هیدروژنی آزاد می کنند که به طور خود به خود در هوا مشتعل می شود:

Mg 2 Si + 4H 2 O = 2 Mg(OH) 2 + SiH 4

SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 4H 2 O.

اگرچه پراکسید باریم و پراکسید سدیم با آب واکنش می دهند، اما گازهای قابل اشتعال تشکیل نمی دهند. در صورت مخلوط شدن پراکسیدها یا تماس با مواد قابل اشتعال، احتراق ممکن است رخ دهد.

اکسید کلسیم (آهک سریع)، در واکنش با مقدار کمی آب، گرم می شود تا زمانی که بدرخشد و می تواند مواد قابل اشتعال را در تماس با آن آتش بزند.

هیدروسولفیت سدیم که مرطوب است، با انتشار گرما به شدت اکسید می شود. در نتیجه، احتراق خود به خود گوگرد در هنگام تجزیه هیدروسولفیت رخ می دهد.

موادی که در تماس با عوامل اکسید کننده خود به خود مشتعل می شوند.بسیاری از مواد، عمدتاً آلی، در صورت مخلوط یا در تماس با عوامل اکسید کننده قادر به احتراق خود به خود هستند. عوامل اکسید کننده که باعث احتراق خود به خودی چنین موادی می شوند عبارتند از: اکسیژن فشرده، هالوژن ها، اسید نیتریکپراکسید سدیم و باریم، پرمنگنات پتاسیم، انیدرید کروم، دی اکسید سرب، نیترات، کلرات، پرکلر

برخی از مخلوط اکسید کننده ها با مواد قابل اشتعال فقط در صورت قرار گرفتن در معرض اسیدهای سولفوریک یا نیتریک یا در اثر ضربه و حرارت کم قابلیت احتراق خود به خود را دارند.

اکسیژن فشرده باعث احتراق خود به خود مواد (روغن معدنی) می شود که در فشار معمولی خود به خود در اکسیژن مشتعل نمی شوند.

کلر، برم، فلوئور و ید به شدت با برخی از مواد قابل اشتعال ترکیب می شوند و واکنش با آزاد شدن مقدار زیادی گرما همراه است و مواد خود به خود مشتعل می شوند. بنابراین، استیلن، هیدروژن، متان و اتیلن مخلوط با کلر به طور خود به خود در نور یا از نور منیزیم سوزان مشتعل می شوند. اگر این گازها در لحظه آزاد شدن کلر از هر ماده ای وجود داشته باشند، احتراق خود به خودی آنها حتی در تاریکی رخ می دهد:

C 2 H 2 + Cl 2 + 2HCl + 2C

CH 4 + 2Cl 2 = 4HCl + C و غیره

هالوژن ها را همراه با مایعات قابل اشتعال نگهداری نکنید.

مشخص است که سقز در هر ماده متخلخل (کاغذ، پارچه، پشم پنبه) توزیع شده خود به خود در کلر مشتعل می شود. بخار دی اتیل اتر نیز ممکن است به طور خود به خود در اتمسفر کلر مشتعل شود:

C 2 H 5 OS 2 H 5 + 4 Cl 2 = H 2 O + 8 HCl + 4 C.

فسفر قرمز بلافاصله پس از تماس با کلر یا برم، خود به خود مشتعل می شود.

نه تنها هالوژن ها در حالت آزاد، بلکه ترکیبات آنها نیز به شدت با فلزات خاصی واکنش نشان می دهند. بنابراین، برهمکنش تتراکلرید اتان C 2 H 2 Cl 4 با فلز پتاسیمبا انفجار اتفاق می افتد

C 2 H 2 Cl 4 + 2K = 2KCl + 2HCl + 2C.

مخلوطی از تتراکلرید کربن CCl 4 یا تترابرومید کربن با فلزات قلیایی وقتی تا دمای 70 درجه سانتیگراد گرم می شود منفجر می شود.

اسید نیتریک هنگام تجزیه، اکسیژن آزاد می کند، بنابراین یک عامل اکسید کننده قوی است که می تواند باعث احتراق خود به خود تعدادی از مواد شود.

4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O.

سقز و اتیل الکل به طور خود به خود در تماس با اسید نیتریک مشتعل می شوند.

مواد گیاهی (کاه، کتان، پنبه، خاک اره و تراشه) در صورت قرار گرفتن در معرض اسید نیتریک غلیظ، خود به خود می‌سوزند.

مایعات قابل اشتعال و قابل اشتعال زیر می توانند در تماس با پراکسید سدیم خود به خود مشتعل شوند: متیل، اتیل، پروپیل، بوتیل، ایزوآمیل و بنزیل الکل ها، اتیلن گلیکول، دی اتیل اتر، آنیلین، سقز و اسید استیک. برخی از مایعات پس از وارد کردن مقدار کمی آب به آنها، خود به خود با پراکسید سدیم مشتعل شدند. اتیل استات (اتیل استات)، استون، گلیسیرین و ایزوبوتیل الکل اینگونه رفتار می کنند. واکنش با برهمکنش آب با پراکسید سدیم و آزاد شدن اکسیژن اتمی و گرما آغاز می شود:

2Na 2 O 2 + H 2 O = 2 NaOH + O.

در لحظه آزاد شدن، اکسیژن اتمی مایع قابل اشتعال را اکسید می کند و خود به خود مشتعل می شود. پودر آلومینیوم، خاک اره، زغال سنگ، گوگرد و سایر مواد مخلوط شده با پراکسید سدیم، هنگامی که یک قطره آب وارد آنها می شود، فوراً خود به خود مشتعل می شوند.

پرمنگنات پتاسیم KMnO4 یک عامل اکسید کننده قوی است. مخلوط آن با مواد جامد قابل اشتعال بسیار خطرناک است. آنها به طور خود به خود از اثر اسیدهای سولفوریک و نیتریک غلیظ و همچنین از ضربه و اصطکاک مشتعل می شوند. گلیسرول C 3 H 5 (OH) 3 و اتیلن گلیکول C 2 H 4 (OH) 2 چند ثانیه پس از مخلوط شدن با پرمنگنات پتاسیم به طور خود به خود مشتعل می شوند.

انیدرید کرومیک نیز یک عامل اکسید کننده قوی است. در تماس با کروم انیدرید، مایعات زیر به طور خود به خود مشتعل می شوند: متیل، اتیل، بوتیل، ایزوبوتیل و ایزوآمیل الکل. استیک، بوتیریک، بنزوئیک، آلدئیدهای پروپیونیک و پارالدئید؛ دی اتیل اتر، اتیل استات، آمیل استات، متیل دی اکسان؛ اسیدهای استیک، پلارگونیک، نیتریلاکریلیک؛ استون

مخلوط‌های نمک، کلرات‌ها و پرکلرات‌ها در صورت قرار گرفتن در معرض اسید سولفوریک و گاهی اوقات نیتریک قادر به احتراق خود به خود هستند. علت احتراق خود به خود آزاد شدن اکسیژن تحت تأثیر اسیدها است. هنگامی که اسید سولفوریک با نمک برتولیت واکنش می دهد، واکنش زیر رخ می دهد:

H 2 SO 4 + 2KClO 3 = K 2 SO 4 + 2HClO 3 .

هیپوکلرو اسید ناپایدار است و وقتی تشکیل شد با آزاد شدن اکسیژن تجزیه می شود:

2HClO3 = 2HCl + 3O2.

سوالاتی برای خودکنترلی

1. چه دمایی را دمای خود گرمایشی می نامند؟

2. فرمول محاسبه دمای خودگرمکن را بنویسید.

3. به چه موادی پیروفوریک می گویند؟

4. چه نوع احتراق خود به خودی حرارتی نامیده می شود؟

5. چه موادی قادر به احتراق خودبخودی حرارتی هستند؟

6. چه نوع احتراق خود به خودی را میکروبیولوژیک می نامند؟

7. چه موادی قادر به احتراق خود به خود شیمیایی هستند؟

4. احتراق مخلوط گازها و بخارات با هوا

علاقه عملی به فرآیندهای احتراق خود به خود با مسائل ایمنی و ایمنی آتش و انفجار در طول پردازش و ذخیره سازی مواد و موادی که قادر به تبدیل گرمازا سریع در دماهای محیطی نسبتاً پایین هستند، مرتبط است.

گرم شدن خود به خود مواد در نتیجه یک واکنش اکسیداسیون اغلب علت حوادث ویرانگر در تاسیسات صنعتی است و این مشکل از دیرباز مورد توجه دانشمندان و متخصصان بوده است.

احتراق خود به خودی فرآیند افزایش شدید سرعت فرآیندهای گرمازا در یک ماده است که منجر به پیدایش منبع احتراق می شود. (خطر آتش سوزی و انفجار مواد و مواد. نامگذاری شاخص ها و روش های تعیین آنها. SSBT GOST 12.1.044-89 M: انتشارات استاندارد 1990. 144 ص.).

احتراق خود به خودی به عنوان مرحله اولیه فرآیند احتراق تفاوت اساسی با احتراق خود به خودی ندارد. از ویژگی های آن می توان نام برد دوره طولانیالقاء و احتراق نه کل حجم مخلوط قابل احتراق، بلکه بخشی از آن و دمای خود گرمایش پایین. احتراق خود به خودی ناشی از فرآیند خودگرم شدن یک ماده قابل اشتعال است که با دمای خود گرمایش مشخص می شود.

دمای خود گرمایشی پایین ترین دمای یک ماده (ماده، مخلوط) است که در آن خودگرمایی آن به دلیل فرآیندهای گرمازا شیمیایی و فیزیکی در آنها رخ می دهد (اکسیداسیون، تجزیه، جایگزینی، جذب و غیره).

دمای خودگرم شونده بسیاری از مواد و مواد قابل اشتعال برابر یا کمتر از دمای معمولی داخل ساختمان است، یعنی کمتر از 17 تا 25 درجه سانتیگراد. بنابراین، پودر آلومینیوم در تماس با هوا، می تواند اکسید شده و قبل از احتراق خود گرم شود. حتی در دمای محیط 10 0 درجه سانتیگراد. در نتیجه، دمای خود اشتعال آن ممکن است کمتر از دمای هوای انبار و اماکن صنعتی باشد.

در بین مایعات، سقز را می توان به عنوان مثال ذکر کرد. در یک لایه نازک بر روی سطح مواد فیبری توزیع شده است و قادر به احتراق خود به خود در دمای معمولی اتاق است. نمونه ای از گازهای خودبه خودی قابل احتراق سیلان SiH4 است.

مواد با دمای خود گرمایش زیر 50 0 C به طور مشروط به گروه تقسیم می شوند مواد پیروفوریک. چنین موادی در حین نگهداری و پردازش آنها خطر آتش سوزی زیادی دارند.

بسته به دلیل انتشار گرما در مرحله اولیه خود گرم شدن مواد و مواد، آنها را متمایز می کنند: احتراق خود به خود حرارتی، میکروبیولوژیکی و شیمیایی.

احتراق حرارتی احتراق خود به خودی ناشی از خود گرمایشی است که تحت تأثیر گرمایش خارجی یک ماده (ماده، مخلوط) بالاتر از دمای خود گرمایشی رخ می دهد.

از آنجایی که احتراق خودبخودی حرارتی زمانی اتفاق می‌افتد که مواد در اتمسفر هوا گرم می‌شوند، تفاوت زیادی با احتراق خود به خود شیمیایی مواد در تماس با اکسیژن موجود در هوا ندارد. بسیاری از مواد و مواد مستعد احتراق خودبخودی حرارتی هستند، اما مواد پیروفوریک (در حالت خاص) شامل روغن ها و چربی ها، زغال سنگ و برخی مواد شیمیایی است. روغن ها و چربی ها در آزمایشگاه بررسی می شوند. کار کردن

زغال سنگ - زغال سنگ های فسیلی (زغال سنگ قهوه ای و قیری) ذخیره شده در انبوه یا پشته ها قابلیت احتراق خود به خودی حرارتی را دارند. دلایل اصلی احتراق خود به خودی توانایی زغال سنگ در اکسید شدن و جذب بخارات و گازها در دماهای پایین است. بنابراین، وقوع یک منبع احتراق خود به خود در یک پشته همیشه با دو شرط همراه است:

الف) جریان هوا،

ب) حذف جزئی گرما به فضای اطراف.

سرعت خود گرم شدن زغال سنگ در دما به شدت افزایش می یابد 60 درجه سانتیگرادبنابراین این دمای زغال سنگ بحرانی نامیده می شود.

احتراق خود به خودی میکروبیولوژیکی احتراق خود به خودی در نتیجه خود گرمایی است که تحت تأثیر فعالیت حیاتی میکروارگانیسم ها در جرم یک ماده (ماده، مخلوط) رخ می دهد.

مواد گیاهی - یونجه، شبدر، سیلو، مالت، پنبه، ذغال سنگ نارس و مواد مشابه در شرایط خاصی قابلیت احتراق خود به خود را دارند.

اعتقاد بر این است که مواد زیر خشک شده به ویژه در برابر احتراق خود به خود حساس هستند. رطوبت و گرما باعث تکثیر میکروارگانیسم ها می شود. به دلیل هدایت حرارتی ضعیف مواد گیاهی، گرمای آزاد شده در هنگام پوسیدگی عمدتاً به گرم کردن این ماده می رود، دمای آن بالا می رود و می تواند به 70 0 C برسد. در این حالت، میکروارگانیسم ها می میرند، اما روند افزایش دما در مواد گیاهی به پایان نمی رسد. بعضی ها مواد آلیقبلاً در دمای 70 0 درجه سانتیگراد ذغال شده است.

کربن متخلخل حاصل، خاصیت جذب (جذب) بخارات و گازها را دارد.

جذب با انتشار گرما همراه است، در صورت انتقال حرارت کم، زغال سنگ قبل از شروع فرآیند اکسیداسیون گرم می شود. در نتیجه دمای مواد گیاهی افزایش می یابد و به 200 0 درجه سانتیگراد می رسد. در این دما الیافی که جزء مواد گیاهی است شروع به تجزیه می کند که منجر به ذغال شدن بیشتر و تشدید بیشتر اکسیداسیون می شود. در نتیجه دمای مواد افزایش می یابد و فرآیند احتراق رخ می دهد.

احتراق خود به خودی شیمیایی، احتراق خود به خودی است که در نتیجه فعل و انفعالات شیمیایی رخ می دهد.

الف) احتراق خود به خود مواد شیمیاییدر تماس با اکسیژن اتمسفر:

سولفیدهای آهن قادرند در دمای معمولی با اکسیژن هوا واکنش داده و مقدار زیادی گرما آزاد کنند.

FeS 2 + O 2 ® FeS + SO 2 + 222.3 کیلوژول

2FeS 2 + 7.5O 2 + H 2 O ® Fe 2 (SO 4) 3 + H 2 SO 4 + 2771 کیلوژول

مواردی از احتراق خود به خود پیریت یا پیریت گوگرد حاوی FeS 2 در انبارهای کارخانه اسید سولفوریک و همچنین در معادن وجود داشته است.

فسفر سفید، فلوراید هیدروژن، سیلان ها، گرد و غبار روی، پودر آلومینیوم، کاربیدهای فلز قلیایی، سولفیدهای فلزی - روبیدیم و سزیم، آرسین، استیبین، فسفین و غیره نیز با آزاد شدن گرما در هوا اکسید می شوند که به همین دلیل واکنش قبل از سوختن تسریع می شود.

برخی از آنها قادر به احتراق خود به خود در هوا هستند ترکیبات آلی: دی اتیل اتر و سقز. دی اتیل اتر پس از تماس طولانی مدت با هوا در نور، قادر به تشکیل دی اتیل پراکسید است که در اثر ضربه یا گرم شدن تا دمای 75 درجه سانتیگراد، به صورت انفجاری تجزیه شده و اتر را مشتعل می کند.

ب) احتراق خود به خود مواد در تماس با آب.

این گروه از مواد شامل پتاسیم، سدیم، روبیدیم، سزیم، کاربید کلسیم و کاربیدهای فلزات قلیایی، هیدریدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی، فسفیدهای کلسیم و سدیم، سیلان ها، آهک زنده، هیدروسولفید سدیم و غیره است.

فلزات قلیایی و هیدریدهای آنها با آب واکنش داده و هیدروژن و مقدار قابل توجهی گرما آزاد می کنند.

2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2

KH + H 2 O = KOH + H 2

هیدروژن آزاد شده به طور خود به خود مشتعل شده و همراه با فلز تنها در صورتی می سوزد که حجم قطعه فلزی از یک نخود بزرگتر باشد.

هنگامی که کاربید کلسیم با مقدار کمی آب واکنش می دهد، گرمای زیادی آزاد می شود که در مجاورت هوا، استیلن به دست آمده به طور خود به خود مشتعل می شود. با مقادیر زیاد آب این اتفاق نمی افتد. کاربیدهای فلز قلیایی در تماس با آب منفجر می شوند، فلزات می سوزند و کربن در حالت آزاد آزاد می شود.

2Na2C2 + 2H2O + O2 = 4NaOH + 4C

کلسیم فسفید Ca 3 P 2 هنگام تعامل با آب فسفین را تشکیل می دهد

Ca 3 P 2 + 6H 2 O = 3 Ca(OH) 2 + 2PH 3

فسفین PH 3 یک گاز قابل اشتعال است، اما قادر به احتراق خود به خود نیست. همراه با RN 3 مقدار مشخصی مایع R 2 H 4 آزاد می شود که قادر به احتراق خود به خود در هوا است و می تواند باعث احتراق RN 3 شود.

سیلان ها، ترکیبات سیلیکونی با فلزات مختلف (MgSi، Fe 2 Si) هنگامی که در معرض آب قرار می گیرند، سیلیکون هیدروژن آزاد می کنند که به طور خود به خود در هوا مشتعل می شود.

MgSi + 4H 2 O = 2 Mg(OH) 2 + SiH 4

SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O

ج) موادی که در تماس با عوامل اکسید کننده خود به خود مشتعل می شوند.

بسیاری از مواد، عمدتاً آلی، در صورت مخلوط یا در تماس با عوامل اکسید کننده قادر به احتراق خود به خود هستند. عوامل اکسید کننده که باعث احتراق خود به خودی چنین موادی می شوند عبارتند از: اکسیژن فشرده، هالوژن ها، اسید نیتریک، پراکسید سدیم و باریم، پرمنگنات پتاسیم، کروم انیدرید، دی اکسید سرب، نیترات، کلرات ها، پرکلرات ها، سفید کننده ها و غیره. برخی از مخلوط‌های اکسیدکننده‌ها با مواد قابل اشتعال فقط در صورت تعامل اسیدهای سولفوریک یا نیتریک با آنها یا در اثر ضربه و حرارت کم، قابلیت احتراق خود به خود را دارند.

اکسیژن فشرده باعث احتراق خود به خود مواد (روغن معدنی) می شود که در فشار معمولی خود به خود در اکسیژن مشتعل نمی شوند. کلر، برم، فلوئور و ید به شدت با برخی از مواد قابل اشتعال ترکیب می شوند و واکنش با آزاد شدن مقدار زیادی گرما همراه است و مواد به طور خود به خود مشتعل می شوند. بنابراین، استیلن، هیدروژن، متان، اتیلن مخلوط با کلر به طور خود به خود در نور یا از نور منیزیم سوزان مشتعل می شوند.

اگر این گازها در لحظه آزاد شدن کلر از هر ماده ای وجود داشته باشند، احتراق خود به خودی آنها حتی در تاریکی رخ می دهد.

C 2 H 2 + C1 2 = 2HC1 + 2C

CH 4 + 2C1 2 = 4HC1 + C

هالوژن ها را همراه با مایعات قابل اشتعال نگهداری نکنید. بنابراین، بخار دی اتیل اتر می تواند به طور خود به خود در یک اتمسفر کلر مشتعل شود.

فسفر قرمز بلافاصله پس از تماس با کلر یا برم، خود به خود مشتعل می شود.

نه تنها هالوژن ها در حالت آزاد، بلکه ترکیبات آنها نیز به شدت با فلزات خاصی واکنش نشان می دهند. بنابراین، برهمکنش تتراکلرید اتان با فلز پتاسیم به صورت انفجاری رخ می دهد.

C 2 H 2 C1 4 + 2K = 2KS1 + 2NS1 + 2C

اسید نیتریک هنگام تجزیه، اکسیژن آزاد می کند، بنابراین یک عامل اکسید کننده قوی است که می تواند باعث احتراق خود به خود تعدادی از مواد شود.

4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

سقز و اتیل الکل به طور خود به خود در تماس با اسید نیتریک مشتعل می شوند.

اگر نیتریک اسید غلیظ با آنها تماس پیدا کند، مواد گیاهی خود به خود می‌سوزند (کاه، کتان، پنبه، تراشه).

مایعات قابل اشتعال و قابل اشتعال زیر می توانند در تماس با پراکسید سدیم خود به خود مشتعل شوند: متیل، اتیل، پروپیل، بوتیل، ایزوآمیل و بنزیل الکل ها، اتیلن گلیکول، دی اتیل اتر، آنیلین، سقز و اسید استیک. برخی از مایعات خود به خود با پراکسید مشتعل شدند.

عمومی و ویژگی های متمایزفرآیندهای خودسوزی و اشتعال

اساساً ، در ماهیت فیزیکی خود ، اشتعال با فرآیند خود اشتعال تفاوتی ندارد ، زیرا در این حالت ، شتاب خود در واکنش بین سوخت و اکسید کننده پس از افزایش دمای سیستم از مقدار معینی اتفاق می افتد.

تفاوت در شرایط وقوع و مکانیسم وقوع این فرآیندها به موارد زیر خلاصه می شود. اول،در طول خود اشتعال، کل مخلوط به طور یکنواخت گرم شد و به تدریج به دمای خود اشتعال رسید. در نتیجه، واکنش‌های اکسیداسیون در کل حجم مخلوط گاز به وجود آمد و شتاب گرفت و فرآیند احتراق می‌تواند با احتمال مساوی در هر نقطه از فضای مورد نظر یا در کل حجم به طور همزمان رخ دهد. و در صورت احتراق، کل جرم مخلوط قابل احتراق راکتیو می تواند نسبتاً سرد باقی بماند، تنها بخش کوچکی از آن به اندازه کافی به دمای اشتعال گرم می شود. تفاوت دوماین است که در حین خود اشتعال، روند خود شتابی واکنش های احتراق نسبتاً آهسته افزایش می یابد، یعنی دوره القاء طولانی بود، و در حین اشتعال، فرآیند اشتعال بسیار سریعتر اتفاق می افتد، زیرا گرم شدن مخلوط از منبع خارجیگرما به صورت محلی تولید می شود، اما بسیار سریعتر و به میزان بیشتری دمای بالا. بنابراین، دوره القایی اشتعال تقریباً وجود ندارد یا بسیار کم است و شعله حاصل از منطقه منشأ خود به بقیه مخلوط راکتیو با سرعت معینی پخش می شود.

نتیجه گیری در مورد موضوع: فرآیند احتراق خود به خودی که منجر به آتش سوزی می شود در نتیجه اثر ضربه های حرارتی، میکروبیولوژیکی یا شیمیایی بر روی مواد و مواد مستعد این فرآیند به عنوان منبع اشتعال رخ می دهد.

نتیجه گیری از قسمت اصلی درس:

نتیجه گیری از سخنرانی:

1) علت آتش سوزی می تواند فرآیندهای احتراق خود به خود و خودسوزی باشد. یک فرآیند احتراق خود به خودی که به صورت محلی رخ می دهد می تواند منبعی برای اشتعال بیشتر مواد و مواد قابل اشتعال دیگری باشد که به طور خطرناکی در نزدیکی آن قرار دارند.

2) دمای خود اشتعال و دمای خود گرم شونده حداقل دمای خطرناک محیط را مشخص می کند که در آن مواد و مواد قابل اشتعال با هر جرم نسبتاً سریع مشتعل می شوند.

3) فرآیندهای خود اشتعال و احتراق خود به خودی تنها زمانی رخ می دهد که شرایط خاص (بحرانی) ایجاد شود.

قسمت پایانی

در قسمت پایانی درس، معلم رهبری می کند بررسی پیشانیبر اساس مطالب مورد مطالعه:

1. خودسوزی به چه چیزی گفته می شود؟

2. چه عواملی بر دمای اشتعال خودکار تأثیر می گذارد؟

3. چرا شناخت شرایط خودسوزی مواد و مواد ضروری است؟

4. شباهت ها و تفاوت های بین فرآیندهای احتراق خود به خود و احتراق خود به خود چیست؟

5. چه نوع احتراق خود به خودی متمایز می شود؟

احتراق خود به خود: 1) افزایش شدید سرعت فرآیندهای گرمازا در ماده که منجر به ظهور آتش می شود. 2) آفتاب گرفتن بدون خارجی، در نتیجه فرآیندهای گرمازا خود آغاز شده رخ می دهد. ویژگی احتراق خود به خود این است که در نتیجه اتفاق می افتد اکسیداسیوندر دماهای نسبتاً پایین (نگاه کنید به دمای خود اشتعال) در محیط هایی که مواد و مواد ریز پراکنده هستند. مهمترین شرایطاحتراق خود به خودی توانایی مواد برای انجام فرآیندهای مشخص شده و انباشته شدن انرژی آزاد شده است که در مواد فله زمانی که در حجم های زیاد انباشته می شوند معمولی است (نگاه کنید به. تمایل به احتراق خود به خود). روند ظهور احتراق احتراق خود به خود با مرحله آهسته انجام می شود خود گرمایشی. احتراق خود به خودی در جایی اتفاق می‌افتد که فرآیند خودگرمایی باعث افزایش دما تا یک مقدار بحرانی خاص می‌شود. تفاوت قابل توجه در روند برنزه شدن و احتراق خود به خودشامل دوره های مختلف القاء است: در هنگام احتراق، این دوره بر حسب ثانیه و دقیقه محاسبه می شود و در هنگام احتراق خود به خود - ساعت ها و حتی روزها و ماه ها. بسته به منبع خودگرمایی، فرآیندهای احتراق خود به خود به میکروبیولوژیکی، حرارتی و شیمیایی تقسیم می شوند. احتراق خودبخودی میکروبیولوژیکی مشخصه مواد آلی پراکنده و فیبری است که در آن فعالیت حیاتی باکتری ها و میکروارگانیسم ها امکان پذیر است و با تظاهرات گرمازا همراه است. احتراق خود به خودی توسط: افزایش رطوبت مواد افزایش می یابد. محتوای روغن؛ آلودگی با مواد خارجی؛ تخلخل اجازه انتشار را می دهد اکسیژن به تجمع مواد و مواد پراکنده و ظرفیت جذب بالای محصولات تجزیه حرارتی و اکسیداتیو حرارتی که فرآیند خودگرم شدن و احتراق خود به خود را کاتالیز می کند. هنگامی که دما در حجم ماده تغییر می کند، معمولاً 2 ماکزیمم دما ثبت می شود که با یک دوره زمانی از یکدیگر جدا می شوند. اولین حداکثر در فاصله زمانی یک روز تا یک هفته از لحظه شروع شیوع و رسیدن به دمای 40-45 درجه سانتیگراد رخ می دهد. در این محدوده دما، انتشار گرما به دلیل فعالیت حیاتی میکرو فلورا رخ می دهد که در دمای بالای 45 درجه سانتیگراد قادر به وجود ندارد. حداکثر دوم، رسیدن به 75-85 درجه سانتیگراد، به دلیل توسعه باکتری های گرمادوست رخ می دهد. فرآیند انتشار گرما عمدتاً تحت تأثیر 2 عامل است - اندازه جمعیت میکروارگانیسم ها (اندازه مرکز خود گرمایش) و حداکثر دمایی که می توانند در آن وجود داشته باشند. یک منبع اضافی گرما در مواد گیاهی تنفس آنهاست (به عنوان مثال، افزایش سریع دما در توده های کوچک چمن تازه بریده شده یا هنگام تشکیل انبار کاه). مواد پراکنده مرز تماس با آنها مشخص است محیط زیست. در امتداد این مرز، هوا بین ذرات به داخل جرم ماده نفوذ می کند و در منافذ ذرات یا الیاف جذب می شود. وجود یک سطح توسعه یافته از یک ماده جامد با اکسیژن هوای جذب شده روی آن یکی از شرایط احتراق خود به خودی حرارتی است که موادی با تخلخل و ساختار بالا که نفوذ اکسیژن را به منطقه واکنش تضمین می کنند بیشتر مستعد هستند. تمایل به احتراق خود به خود با افزایش ظرفیت جذب مواد افزایش می یابد. از آنجایی که محصول میانی در احتراق خود به خودی اکثر مواد آلی زغال سنگ است، الگوهای احتراق خود به خودی آن تأثیر قابل توجهی بر روی کل فرآیند دارد. در این حالت، توانایی آن در جذب بخار و رطوبت در مرحله اولیه فرآیند، که با اثر گرمازا رخ می دهد، نقش مهمی در احتراق خود به خودی زغال سنگ دارد. هر چه حجم مواد پراکنده بیشتر باشد، شرایط بهترتجمع گرما در آن و احتمال بیشتر آن احتراق . با افزایش تخلخل ذرات و تخلخل لایه (چگالی اولیه)، انتقال اکسیژن به سطح سطحی در ناحیه واکنش اکسیداسیون بهبود می یابد. این به خودگرم شدن شدیدتر مواد کمک می کند، زیرا هدایت حرارتی مخلوط ذرات با هوا کاهش می یابد و نرخ گرمایش به دلیل کاهش ظرفیت گرمایی در واحد حجم ماده افزایش می یابد. برعکس، تراکم لایه ذرات به دلیل افزایش آن باعث حذف گرما از ناحیه واکنش می شود هدایت حرارتی. رطوبت نقش مهمی در فرآیند خود گرم شدن و احتراق خود به خودی مواد و مواد دارد. احتراق خود به خودی حرارتی با این واقعیت مشخص می شود که با گرمایش اولیه متوسط ​​شروع می شود. نمونه ای از این نوع احتراق خود به خودی، احتراق خود به خودی تخته های فیبر و مواد عایق فایبرگلاس هنگام ذخیره سازی مقادیر زیادی از محصولات پس از یک فرآیند تولید مرتبط با دماهای بالا است. احتراق خود به خود شیمیایی بر اساس فرآیندهای برهمکنش شیمیایی مواد و مواد یا اکسیداسیون آنها است که با آزاد شدن مقدار زیادی گرما همراه است. نمونه ها واکنش های شیمیاییکه باعث احتراق در حین احتراق خود به خود می شوند عبارتند از: اثر اسیدهای سولفوریک و نیتریک غلیظ بر روی مواد آلی. احتراق خود به خودی پارچه های روغنی؛ وقوع احتراق مواد پیروفوریک: برخی از فلزات، هیدریدهای فلزی، ترکیبات آلی فلزی و دیگران (نگاه کنید به. پیروفوریسیته ). روش های تعیین حساسیت مواد و مواد به احتراق خود به خود بر اساس تعیین شرایط بحرانی برای احتراق یک ماده (مواد) است که سینتیک این فرآیند را مشخص می کند. پیشگیری از احتراق خود به خودی مبتنی بر استفاده از روش ها و وسایلی است که کاهش می دهد فعالیت شیمیاییمواد واکنش دهنده یا ایجاد شرایط ثابت تبادل حرارت بین ماده و محیط در دمایی کمتر از دمای احتراق خود به خودی برای شرایط معین استفاده، نگهداری یا حمل و نقل مواد. انتخاب روش حفاظت با خواص مواد، ویژگی ها تعیین می شود فرآیند تکنولوژیکیو امکان سنجی اقتصادی برای تشخیص منبع احتراق خود به خود در داخل جرم محصول ذخیره شده، سیستمی از سنسورها نصب شده است که به افزایش دما پاسخ می دهند. این سیستم نظارت از راه دور اغلب به دلیل رسانایی حرارتی کم و ظرفیت حرارتی بالای مواد پراکنده ناکارآمد است، در نتیجه منبع خودگرم شدن و احتراق خود به خود با تاخیر زیادی تشخیص داده می شود. یک روش کارآمدتر برای شناسایی منبع افزایش فعالیت دما که به دلایل مختلف در یک خاکریز از مواد پراکنده ایجاد می شود، روشی است که بر اساس تجزیه و تحلیل محصولات تخریب حرارتی و ترمواکسیداتیو (به عنوان مثال، مونوکسید کربن، متان، هیدروژن) است. که نامگذاری و محتوای آن مراحل خودگرمایی و احتراق خود به خود و همچنین محل منبع احتراق خود به خود را مشخص می کند. اگر منبع احتراق خود به خودی به موقع تشخیص داده نشود، گازهای قابل اشتعال منتشر شده در یک فضای محدود، مخلوط با هوا و در حضور یک منبع احتراق (به عنوان مثال، یک منبع احتراق خود به خود) می تواند منجر به انفجار شود. منبع: GOST 12.1.044-89. SSBT. خطر آتش سوزی و انفجار مواد و مواد. نامگذاری شاخص ها و روش های تعیین آنها: کولتسف K.S., پوپوف بی.جی. احتراق خود به خودی مواد جامد و مواد و پیشگیری از آن. م.، 1978; گورشکوف V.I. احتراق خود به خودی مواد و مواد. م.، 2003.

احتراق- سخت فرآیند شیمیایی، که اساس آن است واکنش اکسیداسیون، در شرایط خود شتاب پیشرونده مرتبط با انباشت گرما در سیستم رخ می دهد.

نشانه های متمایز احتراق آزاد شدن گرما، خود گرم شدن و درخشش مواد در طی تبدیل شیمیایی آنهاست.

وضعیت فیزیکی مواد و فرآیندهای فیزیکی تأثیر زیادی بر سرعت و توالی واکنش ها در طول اکسیداسیون مواد و همچنین بر روی ترکیب محصولات احتراق دارد.

به عنوان مثال: اگر اکسیژن کافی به منطقه احتراق وجود نداشته باشد، فرآیند به کندی پیش می رود و ترکیب محصولات احتراق در محتوای بالای محصولات احتراق ناقص متفاوت است. چنین محصولاتی که قابلیت احتراق بیشتر را دارند.

با احتراق ناقص مواد حاوی کربن، دی اکسید کربن و مونوکسید کربن در هوا تشکیل می شود، علاوه بر این، محصولات احتراق حاوی ذرات کوچک کربن نسوخته ای هستند که دود را تشکیل می دهند.

اکسید کننده گازی در نتیجه همرفت و انتشار وارد منطقه احتراق می شود. استثنا زمانی است که اکسید کننده به مقدار لازم برای انجام فرآیند احتراق در مخلوط قابل احتراق موجود باشد.

هنگامی که در معرض یک پالس خارجی یا منبع اشتعال قرار می گیرند، مواد حاوی یک اکسید کننده تقریباً فورا تجزیه می شوند و اکسید کننده با ماده قابل احتراق واکنش نشان می دهد که با سرعت بالا در کل حجم خود پخش می شود. این واکنش با آزاد شدن مقدار زیادی گرما همراه است. احتراق به شکل انفجار است.

سایر مواد می توانند به عنوان عوامل اکسید کننده عمل کنند. به عنوان مثال: گوگرد، هالوژن، مواد پیچیده حاوی اکسیژن - پراکسیدها، ترکیبات نیترو، اسید نیتریک، پرکلرات ها.

با این حال، اغلب احتراق با مشارکت اکسیژن در هوا رخ می دهد (21٪ O 2 در هوا بخشی از آب و بسیاری از مواد معدنی است). مثلا سوختن جامداتبه شکل آئروسل در هنگام سوختن می تواند منفجر شود و به صورت آئروژل (توده جامد) می تواند بی سر و صدا بسوزد یا دود کند.

احتراق متمایز می شود:حرارتی و اتوکاتالیستی

حرارتیهمراه با یک واکنش گرمازا، زمانی که سرعت انتشار گرما از میزان تلفات حرارتی بیشتر می شود و شرایطی برای شتاب تدریجی واکنش خودگرمایی سیستم و گسترش فضایی احتراق ایجاد می شود.

اتوکاتالیستیاحتراق (یا زنجیره ای) در دماهای نسبتاً پایین رخ می دهد، به عنوان مثال: فسفر سفید (در هوا می سوزد در< 50 С), выделяемая энергия при таком горении расходуется на образование новых реакционно способных промежуточных частиц в еще большем количестве, что способствует ускорению и пространственному распространению реакции.

رایج ترین آن احتراق حرارتی است.

بنابراین، برای انجام احتراق، به یک سیستم نیاز است: یک ماده قابل احتراق، یک اکسید کننده، یک منبع احتراق یا یک ضربه که واکنش اکسیداسیون را تسریع می کند.

ماده قابل اشتعالمی تواند در حالت گاز، مایع، جامد باشد.

احتراق گازها و بخارات موجود در هوا به طور کامل در فاز گاز اتفاق می افتد و ماهیت حجمی دارد. احتراق با شعله یا انفجار همراه است.

شعله فضایی نورانی است که گازها و بخارات در آن می سوزند.

احتراق به شکل انفجار- این احتراق در مدت زمان کوتاه است.

احتراق سیال- این احتراق آتشین بخارات و محصولات تجزیه آن است.

احتراق مواد جامدبا طیف گسترده ای از فرآیندهای رخ می دهد. - این به دلیل تنوع شیمیایی و خواص فیزیکیو شرایط (پراکندگی، تخلخل، رطوبت، همگنی) و وضعیت محیط.

انفجار گرد و غبار( ذغال سنگ نارس، چوب، آرد، شکر).

احتراق می تواند به دو شکل مختلف رخ دهد:

1. آتش (اشتعال)

2. احتراق خود به خود (احتراق خود به خودی)

آتشهنگامی که مواد در معرض یک پالس حرارتی از منبع احتراق قرار می گیرند امکان پذیر است. بزرگی آن باید به اندازه ای باشد که ماده را تا دمایی گرم کند که در آن گرمایش بیشتر رخ دهد و پس از حذف منبع احتراق احتراق پایدار رخ دهد.

دمای احتراق بسیاری از جامدات آلی دمای احتراق بخار و محصولات گازی آنهاست. تجزیه حرارتی(مثلاً چوب).

احتراق خود به خود(خود اشتعال) - فرآیند احتراق که در غیاب منبع احتراق رخ می دهد. با افزایش شدید سرعت مشاهده می شود واکنش گرمازادر حجم یک ماده، زمانی که سرعت انتشار گرما بیشتر از سرعت اتلاف باشد.

انواع احتراق خود به خود:

1). حرارتی (روغن ها، چربی ها). روغن ماشین آلات، ترانسفورماتور. اکسیداسیون در دمای هوا رخ می دهد و قادر به احتراق خود به خود نیست.

روغن های معدنی مورد استفاده که تا دمای مستعد احتراق خود به خود گرم شده اند (از آنجایی که هیدروکربن های اشباع به هیدروکربن های غیر اشباع تبدیل می شوند).

روغن های گیاهی مستعد احتراق خود به خود هستند.

2). میکروبیولوژیک:

احتراق خود به خود ذغال سنگ نارس به دلیل فعالیت میکروارگانیسم ها.

یونجه، شبدر، شاخ و برگ - سولفیدهای آهن.

3). مواد شیمیایی: فلزات قلیایی سدیم، پتاسیم، تحت شرایط خاص کلر، فلوئور، برم، ید.

منابع جرقه زنی

منابع اشتعال برای مواد مختلف می تواند متفاوت باشد:

آتش باز؛

تظاهرات حرارتی (منشا شیمیایی، میکروبیولوژیکی، نیروهای اصطکاک)؛

مکانیکی (جرقه های ناشی از ضربه های فلزات مولد جرقه)؛

الکتریکی (مقاومت گذرا بالا، اتصال کوتاه، جوشکاری الکتریکی)؛

طبیعی (رعد و برق، رعد و برق)؛

ماهیت شیمیایی داشته باشد ( خواص شیمیاییمواد).

منابع اشتعال صنعتی با قابلیت اشتعال مشخص می شوند.

در شرایط تولید مقدار قابل توجهی وجود دارد منابع مختلفاشتعال ها، هم به طور دائمی فعال هستند (آنها توسط مقررات تکنولوژیکی پیش بینی شده اند) و هم در صورت اختلال در روند فناوری ممکن است.

شرایط لازم برای جلوگیری از آتش سوزی عبارتند از:

1. حذف عامل اکسید کننده در ماده قابل اشتعال.

2. حذف منبع احتراق.

3. حذف مواد قابل اشتعال.