Склад і властивості твердих горючих речовин

Тверді горючі речовини. в залежності від складу і будови, поводяться при нагріванні різному. Деякі з них, наприклад, каучук, сірка, стеарин плавляться і випаровуються. Інші ж, наприклад, деревина, папір, кам'яне вугілля, торф при нагріванні розкладаються з утворенням газоподібних продуктів і твердого залишку - вугілля. Треті речовини при нагріванні не плавляться і не розкладаються. До них відноситься антрацит, деревне вугілля та кокс. Рідкі горючі речовини при нагріванні випаровуються, а деякі можуть і окислюватися.

Пожежонебезпечні властивості твердих матеріалів і речовин характеризуються схильністю до горіння (пожежі), особливостями горіння, властивістю піддаватися гасіння тими або іншими способами.

Різні по хімічних складів тверді матеріали і речовини горять неоднаково. Горіння твердих речовин має багатостадійний характер. Прості тверді речовини (антрацит, кокс, сажа і т.п.), які представляють собою хімічно чистий вуглець, розігріваються або тліють без освіти іскор, полум'я і диму, оскільки немає необхідності розкладатися перед тим, як вступити в реакцію з киснем повітря.

Горіння складних за хімічним складом твердих горючих речовин (дерево, каучук, пластмаси і т.п.) відбувається в дві стадії: розкладання, яке не супроводжується полум'ям і випромінюванням світла; горіння, яке характеризується наявністю полум'я або тління.

Температура спалаху твердих речовин становить 50-580 ° С, а для більшості порід деревини температура спалаху складає 270-300 ° С.

Вибухові речовини і порох мають найбільшу швидкість горіння серед твердих горючих речовин, оскільки вони містять достатню кількість кисню для повного їх згорання. Вони горять під водою, під землею і в герметично закритих ємностях.

При пожежах практично завжди містяться продукти неповного згоряння, серед яких зустрічаються отруйні і вибухонебезпечні речовини. При горінні найбільш поширених твердих матеріалів температура пожежі, як правило, не перевищує 1300 ° С.

Пожежа. Пожежна небезпека. Показники пожежної небезпеки речовин.

Пожежа - неконтрольоване горіння поза спеціальним вогнищем, яке поширюється в часі і просторі і що завдає матеріальної шкоди. Залежно від розмірів матеріальних збитків пожежі поділяються на особливо великі (коли збитки становлять від 10000 і більше розмірів мінімальної заробітної плати) і великі (збитки сягають від 1000 до 10000 розмірів мінімальної заробітної плати) та інші. Разом з тим пожежі не обмежуються тільки матеріальними збитками, пов'язаних зі знищенням або пошкодженням основних виробничих та невиробничих фондів, товарно-матеріальних цінностей, особистого майна населення, витратами на ліквідацію пожежі та її наслідків, на компенсацію постраждалим і т.д.

Пожежна небезпека - стан, при якому можливе виникнення і розвиток пожежі.

Оцінку пожежної небезпеки горючих матеріалів проводять на підставі дослідження їх властивостей. При цьому визначають наступні основні показники:
- групу горючості;
- температуру займання;
- температуру самозаймання;
- температуру спалаху;
- область займання;
- температурні межі займання парів.

Пожежну небезпеку речовин і матеріалів характеризують і такі властивості як схильність деяких речовин і матеріалів до електризації і самозаймання при зіткненні з повітрям (фосфор, сірчисті метали та ін.), Водою (натрій, калій, карб кальцію і ін.) І один з одним ( метан + хлор, азотна кислота + деревна тирса і т.д.).

Пожежна небезпека негорючих речовин і матеріалів визначається температурою, при якій вони обробляються, можливістю виділення іскор, полум'я, променистого тепла, а також втратою несучої здатності і руйнуванням.

Деревина є найпоширенішим пальним матеріалом в умовах пожежі. За структурою вона являє собою пористий матеріал з безліччю осередків, заповнених повітрям. Стінки осередків складаються з целюлози і лігніну. Обсяг пустот в деревині перевищує обсяг твердої речовини (пористість: дуба - 56,6%, берези -62,6%, сосни - 69,3%, їли - 72,0%).

Характер будови деревини визначає її низьку теплопровідність, швидку займистість і повільний прогрів внутрішніх шарів. При контакті деревини з полум'ям швидко нагрівається тонкий поверхневий шар - випаровується волога і починається розкладання: до температури

250 # 61616; С в продукту розкладання містяться, в основному, водяна пара, діоксид вуглецю і дуже мало горючих газів практично нездатних горіти (нижче НКМЗ). При температурах 250 ... 600 # 61616; С - в летючих продуктах міститься в основному діоксид вуглецю і метан, вони спалахують від джерела запалювання та деревина починає самостійно горіти. Температура займання деревини залежить також від ступеня її подрібнення (відповідно, її поверхні):

ТНКПВсосни = 255 С; ТНКПВопілок = 230 С.

Процес горіння деревини - це ізотермічний процес, який супроводжується виділенням тепла. Щоб дерево загорілося, спочатку його потрібно нагріти до температури займання.

Розігрів - це нагрівання ділянки деревини від зовнішнього джерела тепла до температури займання. Джерелом тепла може послужити піднесена сірник, сусідній палаючу ділянку поліна або тріски, або що-що ще, здатне гріти і нагрівати до необхідної температури. Коли температура прогреваемого ділянки досягне 120-150 ° С - починається дуже повільне і поступове обвуглювання дерева, з утворенням самовоспламеняющегося вугілля. При досягненні температури 250-350 ° С, починається активне термічний розклад деревини на складові. На поверхні дерева з'являється видимий обвуглюватися шар, який починає тліти (горіти без полум'я). При цьому з обвуглені шару починає виділятися білий (бурий) дим. Самого процесу горіння ще немає. Якщо припинити нагрівання, то загоряння не настане. Наявність диму говорить лише те, що поверхня деревини вже досить прогрілася і почалося її термічний розклад на газоподібні складові. Білий дим - це не що інше, як продукти термічного розкладання деревини, присмачені пристойною порцією водяної пари.

Спалах піролізних газів.
При подальшому розігріві і підвищенні температури, термічний розклад деревини на газоподібні складові посилюватиметься. Процес термічного розкладання (піроліз) піде вглиб деревної маси. Концентрація піролізних газів в зоні розігріву досягне критичної позначки і відбудеться їх загоряння (спалах). Спалах відбудеться на кордоні з крайкою білого диму і пошириться на весь його обсяг. Виникне світло-жовте полум'я. Температура зони розігріву може різко збільшитися за рахунок теплоти від згоряння піролізних газів.
Температура спалаху горючих піролізних газів знаходиться в межах 250-300 ° С. Це температура, при якій стає теоретично можливим процес займання і горіння самої деревини.

Займання.
Якщо і далі продовжувати розігрівати деревину, то настане її займання. Це початкова стадія горіння, протягом якої енергія, що підводиться до системи від зовнішнього джерела, призводить до різкого прискорення термохимической реакції. Практика показує, що в природних умовах займання деревини спостерігається при температурі від 450 до 620 ° С.

Процес горіння деревини в природних умовах складається з двох фаз - полум'яної фази. яка характеризується рухом гарячих газів назовні, і тління. при якому відбувається рух повітря в товщу деревини.

Обидві фази нерозривно пов'язані між собою загальною природою, проте відрізняються складом протіканням термохімічних процесів і їх кінетикою:

У режимі тління головним (провідним) процесом є горіння твердих продуктів піролізу (вугілля). При цьому, газоподібні продукти виділяються повільно і не можуть спалахнути через малу концентрації парів і при охолодженні конденсуються, даючи рясний білий дим.

У режимі полум'яного горіння провідним є горіння газоподібних продуктів піролізу.

Горіння деревини зазвичай починається з тління - займання вугілля обвуглене шару (а не займання горючих газів).