Йодные числа некоторых жиров и масел

Таким образом, для самовозгорания жиров и масел необходимыми и достаточными условиями являются:

1. Содержание достаточного количества ненасыщенных углерод углеродных связей (йодное число выше 50 г J₂/1OO г).

2. Большая поверхность окисления и малая теплоотдача. Только будучи нанесенными на большую, развитую поверхность (вата, тряпки, ветошь, пакля, порошки, пористые твердые материалы типа пенопластов, сыпучие материалы и т.п.) масло будет способным к самовозгоранию.

3. Наличие кислорода внутри материала или доступ его к окисляющей поверхности.

Растительные, высыхающие масла находят широкое применение в производстве лаков и красок, куда обязательно добавляют сиккативы - вещества, ускоряющие, катализирующие процесс окислительной полимеризации лакокрасочных материалов. В этом случае опасность самовозгорания еще выше, что необходимо учитывать при разработке пожарно-профилактических мероприятий.

2. Самовозгорание углей и продуктов растительного происхождения

Ископаемые угли в кучах и штабелях способны самовозгораться. Это происходит вследствие того, что при низких температурах (ниже 323 К) уголь способен достаточно интенсивно окисляться кислородом воздуха. Взаимодействие угля с кислородом воздуха начинается с адсорбции кислорода на поверхности угля, которая сопровождается выделением тепла. Если поверхность теплоотдачи велика, то тепло адсорбции (которое не очень велико) рассеивается в окружающую среду. Адсорбированный кислород вступает в химическое взаимодействие с поверхностью угля. Этот процесс окисления также сопровождается выделением тепла, однако вследствие того, что эти процессы идут медленно, количество выделяемого тепла незначительно, и оно успевает рассеиваться, поэтому самонагревания угля не происходит. Только если теплоотдача в окружающую среду затруднена, происходит самонагревание угля.

Механизм процесса окисления углей при низких температурах состоит в следующем. Адсорбированный кислород вступает в реакцию с наиболее активными функциональными поверхностными группами, например, С-Н, и в широких порах. Одновременно идет диффузия кислорода в более узкие поры, где он также вступает в реакцию с наиболее активными группами. При этом формируется слой окси-угля, в котором израсходованы активные группы и,в основном, находятся группировки, содержащие кислород, которые способны отщеплять от себя продукты окисления – Н₂О, СО₂ и др.

Продукты окисления на поверхности пор образует слой, который препятствует дальнейшему окислению угля.

Возникшее в штабелях угля самонагревание первоначально бывает общим, исключая поверхностный слой не более 5 см, однако по мере повышения температуры самонагревание приобретает локальный характер. Рост температур до 330-340 К происходит очень медленно и может быть приостановлен интенсивным проветриванием штабеля. Начиная с 333 К скорость самонагревания резко увеличивается, поэтому эту температуру угля называют критической.

Расположение очага самовозгорания в штабеле всегда связано с двумя условиями: доступом воздуха и ограниченным отводом тепла в окружающую среду. Поэтому очаги пожара зарождаются на откосах штабеля преимущественно на высоте 0,5-1 м от основания и на глубине 0,5 м от поверхности.

Самовозгоранию углей способствует измельченность и наличие в нем пирита (FeS₂) и влаги. Измельченность повышает способность угля к самовозгоранию, т.к. при этом увеличивается поверхность окисления. Это приводит к увеличению скорости окисления, а следовательно и скорость выделения тепла.

Пирит окисляется легче, чем уголь, выделяющееся при этом тепло ускоряет окисление угля и его самонагревание. Влага ускоряет окисление пирита. Поэтому влага ускоряет окисление углей, содержащих пирит.

Продукты растительного происхождения (кормовые, хлопок, древесина, торф и др.) также способны к самовозгоранию. Растительные кормовые продукты (сено, солома, силосная масса и др.) способны к самовозгоранию, особенно, если они содержат достаточное количество влаги, что обеспечивает жизнедеятельность микроорганизмов, которая приводит к выделению тепла. Из-за плохой теплопроводности растительных продуктов выделяющаяся теплота аккумулируется и температура продуктов повышается. Повышение ее обусловлено жизнедеятельностью микроорганизмов, однако при достижении температуры 343 К они погибают.

Но при достижении таких температур происходит разложение органических веществ (белковых, пектиновых и др.), приводящее к образованию пористого угля. Далее происходят все процессы, аналогичные процессам, происходящим при самовозгорании углей: адсорбция, повышение температуры, ускорение окисления, приводящее к новому повышению температуры и в результате – самовозгорание.

Причиной самовозгорания хлопка также являются микробиологические процессы, особенно во влажном хлопке-сырце.

Древесина в виде бревен и щепы не способны самовозгораться. Способны к самовозгоранию большие массы древесных опилок.

Из всех видов торфа способен к самовозгоранию фрезерный торф. Причиной самовозгорания являются микробиологические и химические процессы, возникающие даже при низких температурах. Первоначальное выделение тепла происходит за счет жизнедеятельности бактерий и грибков. Питательной средой для бактерий служат водорастворимые углеводы, образующиеся в результате распада растений. В процессе жизнедеятельности бактерий и грибков выделяется тепло. Одновременно протекают экзотермические химические процессы сахарообразования. В результате происходит самонагревание с достаточно высокой скоростью – 0,5-4,5 градуса в сутки. На скорость нагрева влияет влажность торфа. В очень сухом и влажном торфе развитие микроорганизмов затруднено. Торф, содержащий более 50% влаги не способен самовозгораться.

При температурах 313-333 К в процессе самовозгорания все большее значение начинают приобретать химические процессы окисления некоторых составляющих торфа, а при 333-343 К этот источник становится основным.

Торфяная пыль также способна к самовозгоранию, однако причиной самовозгорания ее является только процессы окисления.