Daugelis žmonių žino, kad gaisro metu mirtis dažniau įvyksta dėl apsinuodijimo degimo produktais, o ne nuo terminio poveikio. Tačiau apsinuodyti galima ne tik gaisro metu, bet ir kasdieniame gyvenime. Kyla klausimas: kokių rūšių degimo produktai egzistuoja ir kokiomis sąlygomis jie susidaro? Pabandykime tai išsiaiškinti.
Kas yra degimas ir jo produktas?
Galite be galo žiūrėti į tris dalykus: kaip teka vanduo, kaip dirba kiti žmonės ir, žinoma, kaip dega ugnis...
Degimas yra fizinis ir cheminis procesas, kurio pagrindas yra redokso reakcija. Paprastai jį lydi energijos išsiskyrimas ugnies, šilumos ir šviesos pavidalu. Šiame procese dalyvauja deginanti medžiaga arba medžiagų mišinys – reduktorius, taip pat oksidatorius. Dažniausiai šis vaidmuo priklauso deguoniui. Degimą taip pat galima vadinti degančių medžiagų oksidacijos procesu (svarbu atsiminti, kad degimas yra oksidacijos reakcijų porūšis, o ne atvirkščiai).
Degimo produktai yra viskas, kas išsiskiria degimo metu. Chemikai tokiais atvejais sako: „Viskas, kas yra dešinėje reakcijos lygties pusėje“. Tačiau ši išraiška mūsų atveju netaikoma, nes, be redokso proceso, kai kurios medžiagos taip pat tiesiog lieka nepakitusios. Tai yra, degimo produktai yra dūmai, pelenai, suodžiai ir išsiskiriančios dujos, įskaitant išmetamąsias dujas. Tačiau ypatingas produktas, žinoma, yra energija, kuri, kaip pažymėta paskutinėje pastraipoje, išsiskiria šilumos, šviesos, ugnies pavidalu.
Degimo metu išsiskiriančios medžiagos: anglies oksidai
Yra du anglies oksidai: CO 2 ir CO. Pirmasis vadinamas anglies dioksidu (anglies dioksidu, anglies monoksidu (IV)), nes tai bespalvės dujos, susidedančios iš anglies, visiškai oksiduotos deguonimi. Tai reiškia, kad šiuo atveju anglis turi maksimalią oksidacijos būseną - ketvirtą (+4). Šis oksidas yra absoliučiai visų organinių medžiagų degimo produktas, jeigu joms degant yra deguonies perteklius. Be to, gyvos būtybės kvėpuodami išskiria anglies dioksidą. Savaime tai nėra pavojinga, jei jo koncentracija ore neviršija 3 proc.
Anglies (II) monoksidas (anglies monoksidas) – CO yra nuodingos dujos, kuriose anglies molekulė yra +2 oksidacijos būsenoje. Štai kodėl šis junginys gali „perdegti“, tai yra, tęsti reakciją su deguonimi: CO + O 2 = CO 2. Pagrindinė pavojinga šio oksido savybė yra neįtikėtinai didelis jo gebėjimas, palyginti su deguonimi, prisijungti prie raudonųjų kraujo kūnelių. Eritrocitai yra raudonieji kraujo kūneliai, kurių užduotis yra pernešti deguonį iš plaučių į audinius ir atvirkščiai, anglies dioksidą į plaučius. Todėl pagrindinis oksido pavojus yra tai, kad jis trukdo deguoniui patekti į įvairius žmogaus kūno organus ir taip sukelia deguonies badą. Būtent CO dažniausiai sukelia apsinuodijimą degimo produktais gaisro metu.
Abu anglies oksidai yra bespalviai ir bekvapiai.
Vanduo
Degimo metu išsiskiria ir gerai žinomas vanduo – H 2 O. Degimo temperatūroje produktai išleidžiami į vandenį kaip garai. Vanduo yra metano dujų – CH 4 – degimo produktas. Apskritai vanduo ir anglies dioksidas (vėlgi viskas priklauso nuo deguonies kiekio) daugiausia išsiskiria visiškai sudegus visoms organinėms medžiagoms.
Sieros dioksidas, vandenilio sulfidas
Sieros dioksidas taip pat yra oksidas, tačiau šį kartą siera yra SO2. Jis turi daugybę pavadinimų: sieros dioksidas, sieros dioksidas, sieros dioksidas, sieros oksidas (IV). Šis degimo produktas yra bespalvės dujos, turinčios aštrų uždegto degtuko kvapą (išsiskiria užsiliepsnojus). Anhidridas išsiskiria deginant sierą, sieros turinčius organinius ir neorganinius junginius, pavyzdžiui, vandenilio sulfidą (H 2 S).
Patekęs į žmogaus akių, nosies ar burnos gleivinę, dioksidas lengvai reaguoja su vandeniu, sudarydamas sieros rūgštį, kuri lengvai suyra atgal, tačiau tuo pačiu sugeba sudirginti receptorius ir išprovokuoti uždegiminius procesus. kvėpavimo takai: H 2 O + SO 2 ⇆H 2 SO 3. Tai lemia sieros degimo produkto toksiškumą. Sieros dioksidas, kaip ir anglies dioksidas, gali degti ir oksiduotis iki SO 3. Bet tai atsitinka esant labai aukštai temperatūrai. Ši savybė naudojama gamykloje gaminant sieros rūgštį, nes SO 3 reaguoja su vandeniu ir susidaro H 2 SO 4.
Tačiau vandenilio sulfidas išsiskiria terminio kai kurių junginių skilimo metu. Šios dujos taip pat yra nuodingos ir turi būdingą supuvusių kiaušinių kvapą.
Vandenilio cianidas
Tada Himmleris suspaudė žandikaulį, įkando per kalio cianido ampulę ir po kelių sekundžių mirė.
Kalio cianidas yra galingas nuodas – druska, dar žinoma kaip vandenilio cianidas – HCN. Tai bespalvis skystis, bet labai lakus (lengvai virsta dujine būsena). Tai yra, degimo metu jis taip pat bus išleistas į atmosferą dujų pavidalu. Ciano rūgštis yra labai nuodinga, net nedidelė – 0,01 procento – koncentracija ore yra mirtina. Išskirtinis rūgšties bruožas – būdingas karčiųjų migdolų kvapas. Skanu, ar ne?
Tačiau vandenilio cianido rūgštis turi vieną „žievelę“ - ja galima apsinuodyti ne tik įkvėpus tiesiai per kvėpavimo sistemą, bet ir per odą. Taigi jūs negalėsite apsisaugoti vien tik dujokauke.
Akroleinas
Propenalis, akroleinas, akrilo rūgštis yra vienos medžiagos, nesočiojo akrilo rūgšties aldehido, pavadinimai: CH2 = CH-CHO. Šis aldehidas taip pat yra labai lakus skystis. Akroleinas yra bespalvis, aštraus kvapo ir labai nuodingas. Skysčio ar jo garų patekimas ant gleivinių, ypač akių, sukelia stiprų dirginimą. Propenalis yra labai reaktyvus junginys, kuris paaiškina jo didelį toksiškumą.
Formaldehidas
Kaip ir akroleinas, formaldehidas priklauso aldehidų klasei ir yra skruzdžių rūgšties aldehidas. Šis junginys taip pat žinomas kaip metanalis. bespalvės aštraus kvapo dujos.
Dažniausiai degant azoto turinčioms medžiagoms išsiskiria grynas azotas – N2. Šių dujų atmosferoje jau yra dideli kiekiai. Azotas gali būti aminų degimo produkto pavyzdys. Tačiau terminio skilimo metu, pavyzdžiui, amonio druskoms, o kai kuriais atvejais ir pačiam degimui, jo oksidai taip pat patenka į atmosferą, o azoto oksidacijos laipsnis juose plius vienas, du, trys, keturi, penki. Oksidai yra dujos, kurios yra rudos spalvos ir labai toksiškos.
Pelenai, pelenai, suodžiai, suodžiai, anglis
Suodžiai, arba suodžiai, yra anglies liekanos, kurios nesureagavo dėl įvairių priežasčių. Suodžiai taip pat vadinami amfoterine anglimi.
Pelenai, arba pelenai, yra mažos neorganinių druskų dalelės, kurios nesudegė ir nesuyra degimo temperatūroje. Kai kuras sudega, šie mikrojunginiai sustingsta arba kaupiasi apačioje.
O anglis – tai nepilno medienos degimo produktas, tai yra nesudegusios, bet dar galinčios degti jos liekanos.
Žinoma, tai ne visi junginiai, kurie išsiskirs degant tam tikroms medžiagoms. Jas visas išvardyti nerealu, o ir nebūtina, nes kitos medžiagos išsiskiria nežymiai, ir tik oksiduojant tam tikrus junginius.
Kiti mišiniai: dūmai
Žvaigždės, miškas, gitara... Kas gali būti romantiškiau? Tačiau trūksta vieno iš svarbiausių atributų – ugnies ir dūmų gabalo virš jos. Kas yra dūmai?
Dūmai yra tam tikras mišinys, susidedantis iš dujų ir juose suspenduotų dalelių. Dujos yra vandens garai, anglies dioksidas ir anglies dioksidas ir kt. O kietosios dalelės yra pelenai ir tiesiog nesudegusios liekanos.
Eismo dūmai
Dauguma šiuolaikinių automobilių varomi vidaus degimo varikliu, tai yra energija, susidaranti deginant kurą, naudojama judėjimui. Dažniausiai tai yra benzinas ir kiti naftos produktai. Tačiau deginant į atmosferą išleidžiamas didelis kiekis atliekų. Tai išmetamosios dujos. Jie išmetami į atmosferą dūmų pavidalu iš automobilių išmetimo vamzdžių.
Didžiąją jų tūrio dalį užima azotas, taip pat vanduo ir anglies dioksidas. Tačiau išsiskiria ir toksiški junginiai: anglies monoksidas, azoto oksidai, nesudegę angliavandeniliai, taip pat suodžiai ir benzopirenas. Pastarieji du yra kancerogenai, o tai reiškia, kad jie padidina vėžio išsivystymo riziką.
Medžiagų ir mišinių visiško oksidacijos (šiuo atveju degimo) produktų savybės: popierius, sausa žolė
Degdamas popierius taip pat išskiria daugiausia anglies dvideginio ir vandens, o kai trūksta deguonies – anglies monoksido. Be to, popieriuje yra klijų, kurie gali būti atpalaiduojami ir koncentruojami, ir dervų.
Tokia pati situacija būna deginant šieną, tik be klijų ir dervos. Abiem atvejais dūmai yra balti su geltonu atspalviu, specifinio kvapo.
Mediena - malkos, lentos
Medieną sudaro organinės medžiagos (įskaitant sieros ir azoto turinčias medžiagas) ir nedidelis kiekis mineralinių druskų. Todėl visiškai sudegus išsiskiria anglies dioksidas, vanduo, azotas ir sieros dioksidas; susidaro pilki ir kartais juodi dervos kvapo dūmai ir pelenai.
Sieros ir azoto turinčios medžiagos
Jau kalbėjome apie šių medžiagų toksiškumą ir degimo produktus. Taip pat verta paminėti, kad degant sierai išsiskiria pilkšvai pilkos spalvos dūmai ir aštrus sieros dioksido kvapas (nes išskiriamas sieros dioksidas); o deginant azotines ir kitas azoto turinčias medžiagas būna gelsvai rudos spalvos, erzinančio kvapo (bet ne visada atsiranda dūmų).
Metalai
Degant metalams susidaro šių metalų oksidai, peroksidai arba superoksidai. Be to, jei metale buvo organinių ar neorganinių priemaišų, susidaro šių priemaišų degimo produktai.
Tačiau magnis turi degimo ypatumą, nes dega ne tik deguonimi, kaip ir kiti metalai, bet ir anglies dioksidu, sudarydamas anglies ir magnio oksidą: 2 Mg+CO 2 = C+2MgO. Dūmai yra balti ir bekvapiai.
Fosforas
Degdamas fosforas išskiria baltus dūmus, kurie kvepia česnaku. Tokiu atveju susidaro fosforo oksidas.
Guma
Ir, žinoma, padangos. Degančios gumos dūmai yra juodi dėl didelio suodžių kiekio. Be to, išsiskiria organinių medžiagų ir sieros oksido degimo produktai, todėl dūmai įgauna sieros kvapą. Taip pat išsiskiria sunkieji metalai, furanas ir kiti toksiški junginiai.
Toksiškų medžiagų klasifikacija
Kaip jau tikriausiai pastebėjote, dauguma degimo produktų yra toksiškos medžiagos. Todėl kalbant apie jų klasifikaciją, būtų teisinga išanalizuoti toksinių medžiagų klasifikaciją.
Visų pirma, visos toksinės medžiagos – toliau vadinamos cheminėmis medžiagomis – skirstomos į mirtinas, laikinai neveiksnias ir dirginančias. Pirmieji skirstomi į medžiagas, veikiančias nervų sistemą (Vi-X), dusinančius (anglies monoksidą), pūsleles (garstyčių dujas) ir paprastai nuodingas medžiagas (vandenilio cianidą). Agentų, kurios laikinai išjungia agentus, pavyzdžiai yra „Bi-Zet“, o dirginančių medžiagų pavyzdžiai yra adamsitas.
Apimtis
Dabar pakalbėkime apie tuos dalykus, kurių nereikėtų pamiršti kalbant apie degimo metu išsiskiriančius produktus.
Degimo produktų tūris yra svarbi ir labai naudinga informacija, kuri, pavyzdžiui, padės nustatyti konkrečios medžiagos degimo pavojaus lygį. Tai yra, žinodami produktų tūrį, galite nustatyti kenksmingų junginių, kurie yra išskiriamų dujų dalis, kiekį (kaip prisimenate, dauguma produktų yra dujos).
Norėdami apskaičiuoti reikiamą tūrį, pirmiausia turite žinoti, ar nebuvo oksiduojančios medžiagos pertekliaus ar trūkumo. Jei, pavyzdžiui, deguonies buvo perteklius, visas darbas tenka visų reakcijų lygčių sudarymui. Reikėtų atsiminti, kad degaluose daugeliu atvejų yra priemaišų. Vėliau pagal masės tvermės dėsnį apskaičiuojamas visų degimo produktų medžiagos kiekis ir, atsižvelgiant į temperatūrą bei slėgį, pagal Mendelejevo-Klapeirono formulę randamas pats tūris. Žinoma, žmogui, kuris nieko neišmano apie chemiją, visa tai, kas išdėstyta pirmiau, atrodo baisu, tačiau iš tikrųjų nėra nieko sudėtingo, tereikia tai išsiaiškinti. Išsamiau apie tai kalbėti nereikia, nes straipsnis ne apie tai. Trūkstant deguonies, skaičiavimo sudėtingumas didėja - keičiasi reakcijos lygtys ir patys degimo produktai. Be to, dabar naudojamos labiau sutrumpintos formulės, tačiau pirmiausia geriau suskaičiuoti pateiktu būdu (jei reikia), kad suprastumėte skaičiavimų prasmę.
Apsinuodijimas
Kai kurios medžiagos, išsiskiriančios į atmosferą kuro oksidacijos metu, yra toksiškos. Apsinuodijimas degimo produktais yra labai reali grėsmė ne tik gaisre, bet ir automobilyje. Be to, kai kurių iš jų įkvėpimas ar kitos poveikio priemonės nesukelia neigiamo rezultato iš karto, o po kurio laiko apie tai primins. Pavyzdžiui, taip elgiasi kancerogenai.
Natūralu, kad kiekvienas turi žinoti taisykles, kad išvengtų neigiamų pasekmių. Visų pirma, tai yra priešgaisrinės saugos taisyklės, tai yra, apie ką kiekvienam vaikui pasakojama nuo ankstyvos vaikystės. Tačiau dėl tam tikrų priežasčių dažnai nutinka taip, kad tiek suaugusieji, tiek vaikai juos tiesiog pamiršta.
Pirmosios pagalbos apsinuodijimo atveju taisyklės taip pat greičiausiai yra žinomos daugeliui. Bet tik tuo atveju: svarbiausia apsinuodijusįjį išnešti į gryną orą, tai yra izoliuoti nuo tolesnių toksinų patekimo į jo organizmą. Tačiau taip pat turime atsiminti, kad yra būdų, kaip apsaugoti kvėpavimo organus ir kūno paviršius nuo degimo produktų. Tai ugniagesių apsauginiai kostiumai, dujokaukės, deguonies kaukės.
Apsauga nuo toksiškų degimo produktų yra labai svarbi.
Naudoti asmeniniais tikslais
Akimirka, kai žmonės išmoko panaudoti ugnį savo tikslams, neabejotinai buvo lūžis visos žmonijos raidoje. Pavyzdžiui, vieną iš svarbiausių jos produktų – šilumą ir šviesą – žmonės naudojo (ir tebenaudoja) maisto ruošimui, apšvietimui ir šildymui šaltuoju metu. Anglis senovėje buvo naudojama kaip piešimo priemonė, o dabar, pavyzdžiui, kaip vaistas (aktyvuota anglis). Taip pat buvo pastebėta, kad sieros oksidas naudojamas ruošiant rūgštį, o fosforo oksidas taip pat naudojamas taip pat.
Išvada
Verta paminėti, kad viskas, kas čia aprašyta, yra tik bendra informacija, pateikta norint susipažinti su klausimais apie degimo produktus.
Norėčiau pasakyti, kad saugos taisyklių laikymasis ir protingas tiek paties degimo proceso, tiek jo produktų tvarkymas leis juos panaudoti naudingai.
Daugelyje seminarų, ypač tuose, kuriuose daugiausia buvo naujokų poliuretano putų srityje, beveik visi uždavė klausimą apie poliuretano putų degumą ir kenksmingumą. Ir kiekvieną kartą tekdavo žmonėms aiškinti, kad užsiliepsnojus gyvenamajam pastatui ar kitam objektui, ima degti ne izoliacija, esanti sienose ar lauke, o drabužiai, popierius, linoleumas, dažai, buitinė technika, ir tt Po ilgų svarstymų nusprendžiau parašyti straipsnį apie tai, kokie produktai yra pavojingiausi deginant namuose.
Pradėkime, manau, nuo medžiagų, iš kurių gaminami drabužiai, užuolaidos, kilimai ir kt. Daugeliu atvejų augaliniai (natūralūs) pluoštai, kurių sudėtyje yra medvilnės, džiuto, kanapių, linų ir sizalio, daugiausia sudaro celiuliozė. Medvilnė ir kiti pluoštai yra degūs (medvilnės pluoštų savaiminio užsidegimo temperatūra 400°C). Jų degimą lydi dūmų ir šilumos, anglies dioksido, anglies monoksido ir vandens išsiskyrimas. Augalinės skaidulos netirpsta.
Sintetinės tekstilės medžiagos- Tai audiniai, pagaminti visiškai arba daugiausia iš sintetinių pluoštų. Tai viskozė, acetatas, nailonas, poliesteris, akrilas. Su sintetiniais pluoštais susijusį gaisro pavojų dažnai sunku įvertinti, nes kai kurie kaitinant susitraukia, išsilydo ir kraujuoja. Pagrindinės degimo metu susidarančios dujos yra anglies dioksidas, anglies monoksidas ir vandens garai.
Augalinės skaidulos, pavyzdžiui, džiutas, degdami išskiria daug aštrių, tankių dūmų.
Kai dega vilna atsiranda tiršti pilkšvai rudi dūmai, taip pat susidaro vandenilio cianidas, kuris yra labai toksiškos dujos. Kai vilna suanglėja, susidaro lipni juoda medžiaga, panaši į degutą.
Degimo produktas šilkai yra porėtos anglys, sumaišytos su pelenais, kurios toliau rūks arba dega tik esant stipriai traukai. Rūkstant išsiskiria šviesiai pilki dūmai, kurie sukelia kvėpavimo takų dirginimą. Tam tikromis sąlygomis degantis šilkas gali išskirti vandenilio cianidą.
Toliau pereikime prie plastikai ir gumos. Degdami plastikai ir guma gamina dujas, šilumą, liepsnas ir dūmus, todėl susidaro degimo produktai, kurie gali sukelti toksiškumą arba mirtį. Kai dega plastikai, kuriuose yra chloro, pavyzdžiui, polivinilchloridas, kuris yra izoliacinė kabelių medžiaga, pagrindinis degimo produktas yra vandenilio chloridas, turintis aštrų, dirginantį kvapą. Vandenilio chlorido įkvėpimas gali sukelti mirtį.
Degimas gumos skleidžia tankius juodus, riebius dūmus, kuriuose yra dvi nuodingos dujos – vandenilio sulfidas ir sieros dioksidas. Abi dujos yra pavojingos, nes jų įkvėpimas tam tikromis sąlygomis gali sukelti mirtį.
Taip pat namuose turime daug produktų iš medis: parketas, stalai, kėdės, virtuvės komplektai ir kt. Degdami mediena ir medienos pagrindo medžiagos gamina vandens garus, šilumą, anglies dioksidą ir anglies monoksidą. Pagrindinis pavojus žmonėms yra deguonies trūkumas ir anglies monoksido buvimas. Be to, degant medienai susidaro aldehidai, rūgštys ir įvairios dujos. Šios medžiagos atskirai arba kartu su vandens garais gali bent jau stipriai dirginti.
Galų gale, po to, kai beveik viskas sudegė, pasiekėme izoliaciją. Kaip dažniausiai izoliuojame savo namus? Paprastai 50% namų apšiltinami mineraline vata, 30% putų polistirenu, 10% poliuretano putomis ir 10% kitomis šiltinimo medžiagomis arba visai nieko.
Mineralinė vata
Galimas mineralinės vatos termoizoliacinių gaminių, kaip kancerogeninių veiksnių – dulkių ir fenolio-formaldehido dervų šaltinio – pavojus, buvo daugelio jų poveikio žmonėms ir gyvūnams tyrimų pagrindas. Pavyzdžiui, 1997 metų gruodį Europos Sąjunga paskelbė direktyvą, kurioje pagal pavojingumo laipsnį skirstomos įvairios mineralinės vatos rūšys. Pagal šią direktyvą mineralinė vata buvo laikoma dirginančia medžiaga; jis buvo priskirtas kancerogeninio pavojaus grupei 2 (potencialiai pavojingas) arba 3 (nepakanka duomenų patikimam vertinimui) grupei, priklausomai nuo šarminių ir šarminių žemių metalų oksidų kiekio ir pluošto dydžio. Vokietijoje buvo priimtas labai griežtas požiūris į dirbtinio mineralinio pluošto pavojų vertinimą; Daugelio rūšių mineraliniai pluoštai čia yra draudžiami, kitose šalyse jie laikomi saugiais; tai kelia rimtą susirūpinimą gamintojams.
2001 metais Tarptautinė vėžio tyrimų agentūra (IARC) parengė dirbtinio mineralinio pluošto kancerogeniškumo įvertinimo ataskaitą, pagal kurią stiklas (iš ištisinio stiklo pluošto), akmens ir šlako vata pagal pavojingumą priskiriami 3 grupei (dėl CF iš šių medžiagų nėra pakankamai kancerogeniškumo žmonėms įrodymų, o kancerogeniškumo gyvūnams įrodymų yra nedaug). Tuo pačiu metu MV, pagamintas iš ugniai atsparių keramikos pluoštų ir iš kai kurių tipų nepertraukiamo stiklo pluošto, priskiriamas 2B pavojaus grupei (yra pagrįstų įrodymų, kad šios mineralinės vatos rūšys yra kancerogeniškos gyvūnams).
Norėdami suprasti, iš ko susideda mineralinė vata ir stiklo vata, apsvarstykite vidutinę sudėtį:
Vidutinė sudėtis mineralinės vatos ir stiklo vatos gamybai
Mineralinė vata, žinoma, nedega, tačiau esant aukštai temperatūrai ji linkusi rusenti ir išleisti gaminius, iš kurių ji susideda. Mineralinė vata gali būti ne tokia pavojinga deginant, lyginant su kitomis medžiagomis, tačiau ji kenkia ilgai naudojant.
Putų polistirenas
Aukštatemperatūrinė polistireninio putplasčio ardymo fazė prasideda esant +160°C temperatūrai (mechanocheminis sunaikinimas). Temperatūrai pakilus iki +200°C, prasideda termooksidacinio naikinimo fazė. Virš +260°C vyrauja terminio destrukcijos ir depolimerizacijos procesai. Dėl to, kad polistireno ir poli-"""α"""-metilstireno polimerizacijos šiluma yra viena mažiausių tarp visų polimerų (atitinkamai 71 ir 39 kJ/mol), jų skilimo procesuose vyrauja depolimerizacija iki pirminio monomero – stireno. Ir, kaip žinome, stirenas kaip monomeras labai kenkia žmonių sveikatai. Kaip ir degant bet kokiam polimerui, išsiskiria anglies dioksidas ir anglies monoksidas. Iš esmės, palyginti su daugeliu polimerų, polistireninis putplastis nėra toks kenksmingas. Tačiau tyrimų duomenimis, polistireninis putplastis skleidžia daug dūmų.
O jei atsižvelgsime į tai, kad putų polistirolo, pavyzdžiui, su poliuretano putomis, šilumos laidumas yra 25% didesnis, vadinasi, norint pasiekti reikiamus standartus statybos metu, jis turi būti 25% storesnis. Tai reiškia, kad jis išskirs dar 25% daugiau dūmų.
Poliuretano putos
Degant poliuretano putoms, išsiskiria vanduo, anglies dioksidas ir anglies monoksidas, azoto oksidas, o priklausomai nuo putų poliuretano markės, galimas ir vandenilio cianido rūgšties susidarymas. Iš tyrimų rezultatų matyti, kad pagrindinis toksinis poliuretano putų degimo produktų komponentas visuose gaisro etapuose tiek žemoje, tiek aukštoje temperatūroje yra anglies monoksidas.
Pastebėta, kad vandenilio cianido rūgštis ir azoto oksidas dažniausiai susidaro degant organiniams junginiams, kuriuose yra azoto, pavyzdžiui, vilnai, odai ir sintetiniams audiniams. Be to, degant bet kuriai organinei medžiagai išsiskiria anglies monoksidas. Poliuretano putos, palyginti su kitomis organinės kilmės medžiagomis, veikiant aukštesnei temperatūrai išskiria toksiškus produktus.
Cianorūgšties vandenilio rūgštis, esant 700°C, nustatoma tik pėdsakais, tačiau jau esant 850°C jos koncentracija ore padidėja maždaug 28, o esant 1000°C – 50 kartų, tik tokiomis sąlygomis pasiekdama pastebimą lygį.
Vertinant poliuretano putų pavojingumą gaisrui, galima pastebėti, kad ši medžiaga turi gerai žinomų privalumų lyginant su kitomis statybose naudojamomis degiosiomis medžiagomis.
Pirma, dėl mažo tankio degančios medžiagos kiekis pagal tūrį yra atitinkamai mažesnis. Antra, mažas šilumos laidumas ir jam būdinga smulkiasluoksnė struktūra neleis medžiagai įkaisti vidiniuose sluoksniuose, todėl poliuretano putų terminis skilimas vyksta tik paviršiniame sluoksnyje. Trečia, šios medžiagos savaiminio užsidegimo laikas yra labai trumpas (mažiau nei 10 sekundžių), o rūkymo procesas po sąlyčio su, pavyzdžiui, karšto šlako gabalėliais, išlydyto metalo lašais, kibirkštimis ir kt. tai tiesiog nevyksta.
Išvados:
Taigi beveik viskas dega, tirpsta, o jei ne, tai ardo ir išskiria įvairias toksines medžiagas. Žmonija dar nesugalvojo idealios izoliacijos ar medžiagos, kuri nedarytų žmogui jokios žalos. Todėl renkantis izoliaciją reikia patiems nuspręsti, kokius pagrindinius kriterijus ji turi atitikti: mažas šilumos laidumas, degumo klasė, žemas dūmų išmetimo lygis, priimtinas toksiškumo lygis ir kt. Yra daug kriterijų. Jūs negalite išvis izoliuoti, tada turėsite sugriauti ir padaryti labai storas sienas, o tai gali nepadėti. Bet, kaip žinia, pradeda degti ne izoliacija, o tai, kas yra namo viduje, todėl ši priemonė laukiamos naudos neatneš. Jūs netgi galite pažvelgti į gaisrų statistiką ir nerasite nė vieno gaisro, susieto su izoliacijos gaisru. Mano nuomone, apšiltinti reikia patiems, o su kokiomis medžiagomis kiekvienas turėtų tai nustatyti pats. Jeigu žmonės taip nerimauja dėl savo namų, tuomet reikia pasidaryti gerą priešgaisrinę signalizaciją, o dar geriau – įrengti automatines gaisro gesinimo sistemas, kurios gali užgesinti arba atidėti gaisrą, kol atvyks ugniagesiai.
Susisiekus su
Degant medienai susidaro dūmai – dujinių degimo produktų mišinys su kietosiomis dalelėmis.
Degimo produktų sudėtis priklauso nuo medienos sudėties ir jos degimo sąlygų. Medieną daugiausia sudaro anglies, vandenilio, deguonies ir azoto junginiai. Vadinasi, įprasti medienos degimo produktai yra: anglies dioksidas, azotas, vandens garai, anglies monoksidas, sieros dioksidas. Deginant 1 kg medienos išsiskiria 7,5-8,0 m 3 dujinių degimo produktų. Degimo produktai, išskyrus anglies monoksidą, ateityje nebegali degti. Degant medienai, dūmuose esančios kietosios dalelės yra suodžiai (anglis). Degimo produktų sudėtį įtakoja sąlygos, kuriomis vyksta degimo procesas. Degimas gali būti nepilnas arba visiškas.
Esant nepakankamam oro patekimui, gaunami nepilno degimo produktai, susidaro aštrūs dūmai, kurie dažnai išsiskiria gaisro metu. Nevisiško degimo produktai gali būti labai įvairūs ir priklausyti pirmiausia nuo degančios medienos sudėties ir savybių, taip pat nuo degimo sąlygų. Esant nepakankamam oro patekimui, susidaro sausieji distiliavimo produktai, kurie nespėja sudegti. Šie produktai yra labai įvairūs ir priklauso skirtingoms organinių junginių klasėms. Jų sudėtis, be visiško degimo produktų, apima: anglies monoksidą, alkoholius, ketonus, aldehidus, rūgštis ir kitus sudėtingus organinius junginius. Gaisro metu dūmuose gali būti šių junginių garų, kurie padidina jų toksines savybes. Nevisiško degimo produktai gali degti ir sudaryti sprogius mišinius su oru. Tokių mišinių sprogimai įvyko gesinant gaisrus džiovyklose, rūsiuose ir uždarose patalpose dideliais kiekiais degiųjų medžiagų. Nevisiškas degimas stebimas gaisrų metu džiovinimo kamerose, kuriose susikaupia didelis medienos kiekis. Deginant medienai, išsiskiria anglies monoksidas ir kiti angliavandeniliai, kurie dirgina akių ir nosies gleivinę ir apsunkina gaisro gesinimą ugniagesiams.
Dūmų, kuriuose yra 0,4 % anglies monoksido, įkvėpimas yra mirtinas. BN dujokaukės neapsaugo nuo anglies monoksido. Gaisrų metu naudojami specialūs deguonį izoliuojantys įtaisai (KIP-5, KIP-7 ir kt.).
Taigi, Nebaigtas vadinamas degimu, kurio metu susidaro produktai, kurie dar gali degti (anglies monoksidas, suodžiai ir įvairūs angliavandeniliai).
Pilnas Tai vadinama degimu, kurio metu susidaro produktai, kurie nebegali degti (anglies dioksidas, vandens garai, sieros dioksidas).
Jei radote klaidą, pažymėkite teksto dalį ir spustelėkite Ctrl + Enter.
Medienos degimas yra jos sudedamųjų dalių oksidacija iki anglies dioksido CO 2 ir vandens H 2 O.
Šiam procesui atlikti būtinas pakankamas oksidatoriaus (deguonies) kiekis ir medienos pašildymas iki tam tikros temperatūros.
Kaitinant be deguonies, vyksta terminis medienos skilimas (pirolizė), dėl kurio susidaro anglis, dujos, vanduo ir lakiosios organinės medžiagos.
Remiantis G. F. Knorre ir kitų mokslininkų sukurta teorija, medienos degimą galima pavaizduoti taip.
Šildymo pradžioje iš medienos išgaruoja drėgmė. Vėliau įvyksta jo sudedamųjų dalių terminis skilimas. Sudedamosios medienos dalys didžia dalimi yra oksiduotos, todėl žemoje temperatūroje suyra. Lakiųjų medžiagų susidarymas pasiekia maksimumą (iki 85% masės prasideda apie 160° ir sausa mediena) esant 300°.
Pirminio medienos skilimo produktai dėl sudėtingų oksidacinių ir redukcijos procesų pereina į dujinę būseną, kurioje gali lengvai susimaišyti su deguonies molekulėmis, sudarydami degų mišinį, kuris užsidega tam tikromis sąlygomis (deguonies perteklius, pakankamai didelis). temperatūra). Priklausomai nuo medienos kokybės, ji užsidega 250-350°.
Dujinti produktai dega išoriniame liepsnos krašte, o liepsnos viduje lakieji medienos pirolizės produktai virsta dujine būsena.
Liepsnos švytėjimą sukelia karštos anglies dalelės, degančios CO 2 jos išoriniame krašte su deguonies pertekliumi. Priešingai, trūkstant deguonies, kai temperatūra yra palyginti žema, liepsna būna rausvos spalvos, o dėl nesudegusių anglies dalelių išsiskiria nemažas kiekis suodžių.
Kuo didesnis deguonies tiekimas, tuo aukštesnė temperatūra, tuo didesnė ir ryškesnė liepsna.
Liepsnos išvaizda taip pat priklauso nuo medienos sudėties ir pirmiausia nuo angliavandenilių ir dervų kiekio. Daugiausia sakų yra pušyse ir beržuose, kuriuos deginant išsiskiria tiršta, ryški liepsna. Drebulės, kurios lakiosiose medžiagose yra daugiau anglies monoksido ir mažiau angliavandenilių, liepsna yra maža, skaidri, melsvo atspalvio. Deginant alksnį, kuriame yra mažai dervos, taip pat susidaro trumpesnė ir skaidresnė liepsna.
Šiluminio pjuvenų skilimo seką formuojant dūmų dūmams galima apytiksliai pavaizduoti šiais etapais.
Pirmajame etape kita „šviežia“ pjuvenų dalelė, veikiama karšto garų ir dujų mišinio bei gretimų degančių dalelių šiluminės spinduliuotės, įšyla iki 150–160°. Šiuo laikotarpiu drėgmė daugiausia išgaruoja, pastebimo dalelių tūrio sumažėjimo nepastebėta.
Vėlesniuose etapuose dalelės temperatūra taip pat didėja, dėl to įvyksta medienos dalelės organinės masės terminis skilimas ir dalis dujofikuotų pirolizės produktų užsidega, išsiskiriant šilumai; kai kurios lakiosios medžiagos kartu su tam tikru kiekiu nesudegusios anglies (suodžių) konvekcinėmis srovėmis neša aukštyn ir susidaro dūmai. Pasibaigus medienos irimo procesui ir išsiskiriantiems lakiiesiems junginiams, dalelių dydis pastebimai sumažėja.
Anglis (kieta anglis), susidaranti terminio pjuvenų skilimo metu, kaitinama kai kurių lakiųjų junginių oksidacijos metu išsiskiriančios šilumos ir pradeda reaguoti su anglies dioksidu ir deguonimi:
C + CO 2 → 2CO
2CO + O 2 → 2CO 2
Taip susidaro maža, permatoma melsva anglies monoksido degimo liepsna.
Dalelės tūris ir toliau mažėja; Paskutiniame etape susidaro pelenai. Susidariusios šilumos įtakoje pradeda šilti kita „šviežia“ pjuvenų dalelė.
Medienos degimo mechanizmas ir chemija malkų rąstų, drožlių ar pjuvenų krūvos pavidalu yra vienodi. Skiriasi kiekybiniai ir kokybiniai paties degimo proceso aspektai, t.y. organinių junginių oksidacija deguonimi naudojant malkas ar pjuvenas.
Čia susiduriame su vadinamojo visiško ir nepilno degimo sąvokomis. Visiškai sudegus, lakiosios, garinės ir dujinės medžiagos visiškai oksiduojasi (arba sudega) iki anglies dioksido ir vandens garų.
Visiško degimo pavyzdys yra vieno iš dūmų dūmų komponentų - metilo alkoholio CH 3 OH - oksidacijos reakcija:
CH 3 OH + O 2 → CO 2 + 2H 2 O
Panašiai gali vykti ir kitų organinių junginių reakcijos bei oksidacijos, atsirandančios terminio medienos irimo metu.
Dėl visiško degimo susidaro garų-dujų mišinys, susidedantis iš anglies dioksido ir vandens garų, neturintis rūkymo komponentų ir neturintis jokios vertės rūkymui.
Norint gauti rūkymui tinkamų dūmų, būtina sudaryti sąlygas nepilnam medienos degimui. Norėdami tai padaryti, pavyzdžiui, ant malkų viršaus uždedamas sudrėkintų pjuvenų sluoksnis, dėl to žymiai sumažėja degimo zona ir intensyvumas. Esant nepilnam degimui, lakiosios organinės medžiagos oksiduojasi tik iš dalies, o dūmai prisotinami rūkymo komponentų.
Medienos pirolizės produktų oksidacijos gylis priklauso nuo deguonies kiekio, taip pat nuo degimo temperatūros bei lakiųjų medžiagų pašalinimo iš degimo zonos greičio.
Trūkstant deguonies, lakiųjų medžiagų, pavyzdžiui, metilo alkoholio, oksidacija vyksta pagal šią reakciją:
2CH 3OH + O 2 → 2C + 4H 2 O
Nesudegusios anglies dalelės, palikdamos liepsnos zoną, greitai atvėsta ir formuoja dūmus, kartu su kitais nevisiškai oksiduojančiais medienos skilimo produktais. Dalis jų nusėda ant rūkymo kamerų sienelių suodžių (suodžių) pavidalu. Jei rūkymo kamerų izoliacija nėra pakankamai gera, ant jų sienų taip pat nusėda kondensuotų garų lakiųjų dūmų medžiagos (derva, derva).
Giliau, bet ir nepilnai oksiduojant degiąsias medžiagas, susidaro anglies monoksidas:
CH 3 OH + O 2 → CO + 2H 2 O
Taigi deguonies kiekis yra vienas reikšmingiausių veiksnių, turinčių įtakos dūmų cheminei sudėčiai, ypač metilo alkoholio, formaldehido ir skruzdžių rūgšties kiekio pokyčiams. Taigi, esant ribotai oro patekimui į degimo zoną, iš metilo alkoholio susidaro skruzdžių aldehidas:
CH 3 OH + O 2 → CH 2 O + 4H 2 O
Kai patenka daugiau oro, taigi ir deguonies, susidaręs formaldehidas oksiduojamas į skruzdžių rūgštį:
2CH 2 O + O 2 → 2CHOOH
Esant oro pertekliui, skruzdžių rūgštis visiškai oksiduojasi iki anglies dioksido ir vandens:
2СНOOH + O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O
Deginant kitus pirolizės produktus, priklausomai nuo oksidacijos laipsnio, panašiai susidaro organinės medžiagos, kurios veikia dūmų sudėtį.
Degimo temperatūra priklauso ir nuo į degimo sluoksnį patenkančio deguonies kiekio. Įprastomis sąlygomis rąstų pavidalo mediena negali degti be liepsnos, taigi ir neišskirdama šilumos. Tokiu atveju oksiduojasi žymiai didesnis kiekis medžiagų, susidarančių iš organinės medienos masės, nei degant (rustant) pjuvenoms. Todėl nemaža dalis lakiųjų medžiagų deginant medieną nenaudojama rūkyti, o dūmų dūmai savo sudėtimi yra prastesnės nei dūmai, gaunami lėtai deginant pjuvenas. Deginant malkas užpilant šlapiomis pjuvenomis, padidėja dūmų kiekis, tačiau ir tokiu atveju malkos sunaudojamos neekonomiškai.
Natūralaus pjuvenų degimo (rūkimo) temperatūros režimas yra daug švelnesnis, palyginti su malkų degimu. Deginant anglį, likusią po lakiųjų medžiagų išsiskyrimo, susidaro nedidelė liepsna. Gauta šiluma daugiausia išleidžiama gretimų pjuvenų sluoksnių šildymui, kurie termiškai skaidosi nepasiekiant deguonies, nes orą išstumia degančio sluoksnio garai ir dujos.
Degimas lėtas. Nemaža dalis terminio skilimo produktų liepsnoje nesioksiduoja, todėl santykinai daug lakiųjų medžiagų pasišalina konvekcinėmis srovėmis.
Nevisiško pjuvenų degimo pavyzdys – jas deginant nepriverstu mažesniu oro tiekimu. Tokiu atveju visiškai sudega tik apatinis pjuvenų sluoksnis. Karštos dujos ir garai išstumia orą ir šildo viršutinius pjuvenų sluoksnius, todėl mediena yra sausa, todėl susidaro anglis, dujos, vanduo ir organiniai junginiai. Tolygiai tiekiant šviežias pjuvenas iš viršaus, dega tik apatinis anglies sluoksnis, susidaręs dėl viršutinio sluoksnio sauso distiliavimo. Taip susidaro dūmai, labiau prisotinti lakiųjų organinių junginių.
Geriausias būdas gaminti dūmus, kuriuose gausu rūkymo komponentų, yra gaminti dūmų generatoriuose, veikiančiuose ant pjuvenų, kaitinant rūkymo terpę dujomis, negyvaisiais garais ar elektra, ir frikciniuose dūmų generatoriuose. Tokiu atveju susidaro dūmai su dideliu lakiųjų organinių junginių kiekiu, kurį lemia žema dūmų susidarymo temperatūra ir nedidelė pirminių medienos skilimo produktų oksidacija.
Jei radote klaidą, pažymėkite teksto dalį ir spustelėkite Ctrl + Enter.
Gamtinės dujos šiandien yra labiausiai paplitęs kuras. Gamtinės dujos vadinamos gamtinėmis dujomis, nes jos išgaunamos iš pačių Žemės gelmių.
Dujų degimo procesas yra cheminė reakcija, kurios metu gamtinės dujos sąveikauja su ore esančiu deguonimi.
Dujiniame kure yra degioji dalis ir nedegioji dalis.
Pagrindinis degus gamtinių dujų komponentas yra metanas – CH4. Jo kiekis gamtinėse dujose siekia 98%. Metanas yra bekvapis, beskonis ir netoksiškas. Jo degumo riba yra nuo 5 iki 15%. Būtent šios savybės leido gamtines dujas naudoti kaip vieną iš pagrindinių kuro rūšių. Didesnė nei 10% metano koncentracija kelia pavojų gyvybei dėl deguonies trūkumo;
Dujų nuotėkiams aptikti dujos dvokiamos, kitaip tariant, pridedama stipriai kvepiančios medžiagos (etilmerkaptano). Tokiu atveju dujas galima aptikti jau esant 1 proc.
Gamtinėse dujose, be metano, gali būti degiųjų dujų – propano, butano ir etano.
Norint užtikrinti kokybišką dujų degimą, būtina tiekti pakankamai oro į degimo zoną ir užtikrinti gerą dujų susimaišymą su oru. Optimalus santykis yra 1: 10. Tai yra, vienai dujų daliai yra dešimt oro dalių. Be to, būtina sukurti norimą temperatūros režimą. Kad dujos užsidegtų, jos turi būti įkaitintos iki užsiliepsnojimo temperatūros ir ateityje temperatūra neturi nukristi žemiau užsidegimo temperatūros.
Būtina organizuoti degimo produktų pašalinimą į atmosferą.
Visiškas sudegimas pasiekiamas, jei į atmosferą išmetamuose degimo produktuose nėra degių medžiagų. Šiuo atveju anglis ir vandenilis susijungia ir sudaro anglies dioksidą bei vandens garus.
Vizualiai, visiškai sudegus, liepsna yra šviesiai mėlyna arba melsvai violetinė.
Visiškas dujų deginimas.
metanas + deguonis = anglies dioksidas + vanduo
CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O
Be šių dujų, į atmosferą kartu su degiosiomis dujomis išleidžiamas azotas ir likęs deguonis. N2+O2
Jei dujos nesudega iki galo, į atmosferą patenka degios medžiagos – anglies monoksidas, vandenilis, suodžiai.
Nevisiškas dujų degimas atsiranda dėl nepakankamo oro. Tuo pačiu metu liepsnoje vizualiai atsiranda suodžių liežuviai.
Nevisiško dujų degimo pavojus yra tas, kad anglies monoksidas gali apsinuodyti katilinės personalu. 0,01–0,02% CO kiekis ore gali sukelti lengvą apsinuodijimą. Didesnės koncentracijos gali sukelti sunkų apsinuodijimą ir mirtį.
Susidarę suodžiai nusėda ant katilo sienelių, todėl sutrinka šilumos perdavimas į aušinimo skystį ir sumažėja katilinės efektyvumas. Suodžiai praleidžia šilumą 200 kartų blogiau nei metanas.
Teoriškai 1m3 dujų sudeginti reikia 9m3 oro. Realiomis sąlygomis reikia daugiau oro.
Tai yra, reikalingas perteklinis oro kiekis. Ši vertė, žymima alfa, parodo, kiek kartų daugiau oro suvartojama, nei teoriškai reikia.
Alfa koeficientas priklauso nuo konkretaus degiklio tipo ir dažniausiai nurodomas degiklio pase arba vadovaujantis atliekamų paleidimo darbų organizavimo rekomendacijomis.
Oro pertekliaus kiekiui padidėjus virš rekomenduojamo lygio, šilumos nuostoliai didėja. Žymiai padidėjus oro kiekiui, liepsna gali nutrūkti ir sukurti avarinę situaciją. Jei oro kiekis yra mažesnis nei rekomenduojama, degimas bus nepilnas, todėl katilinės darbuotojai gali apsinuodyti.
Tikslesniam kuro degimo kokybės kontrolei yra prietaisai – dujų analizatoriai, matuojantys tam tikrų medžiagų kiekį išmetamųjų dujų sudėtyje.
Dujų analizatoriai gali būti tiekiami su katilais. Jei jų nėra, atitinkamus matavimus atlieka eksploatuojanti organizacija, naudodama nešiojamus dujų analizatorius. Sudaromas režimo žemėlapis, kuriame nustatomi būtini valdymo parametrai. Jų laikydamiesi galite užtikrinti normalų visišką kuro degimą.
Pagrindiniai kuro degimo reguliavimo parametrai yra šie:
- į degiklius tiekiamo dujų ir oro santykis.
- oro pertekliaus koeficientas.
- vakuumas krosnyje.
- Katilo naudingumo koeficientas.
Šiuo atveju katilo naudingumo koeficientas reiškia naudingos šilumos santykį su visu sunaudotos šilumos kiekiu.
Oro sudėtis
| Dujų pavadinimas | Cheminis elementas | Turinys ore |
| Azotas | N2 | 78 % |
| Deguonis | O2 | 21 % |
| Argonas | Ar | 1 % |
| Anglies dioksidas | CO2 | 0.03 % |
| Helis | Jis | mažiau nei 0,001 % |
| Vandenilis | H2 | mažiau nei 0,001 % |
| Neoninis | Ne | mažiau nei 0,001 % |
| Metanas | CH4 | mažiau nei 0,001 % |
| Kriptonas | Kr | mažiau nei 0,001 % |
| Ksenonas | Xe | mažiau nei 0,001 % |