化學火災 (二)

 

自燃（然）發火與準自燃（然）發火 之比較

一、定義

    (一) 自燃發火

          物質在空氣中，以常溫起化學變化，產生反應熱，經長期蓄積 （蓄積的熱＞逸散的熱）後，導致自燃發火。另外自燃發火時間通常要比準自燃發火時間要來得長，也因此自燃發火往往是熱量積蓄一段時間後才達成發火現象。

    (二) 準自燃發火

          物質（通常為活性大）在空氣中就能立即反應產生分解熱或是物質本身跟水或濕氣接觸就會有所反應進而產生熱能也屬於準自燃發火。

     ※ 補充說明

     各種發熱整理

項目	定義
氧化熱	物質與空氣接觸，產生反應，引起自燃，如：金屬粉塵與空氣接觸後產生熱能
分解熱	含有氧分子結構且不穩定的化學物質只要一經碰撞或是摩擦，就有可能分解放熱，另外若該類物質堆置在容易蓄熱環境之中也會逐漸分解，進而放熱，導致自燃，如：硝化甘油
聚合熱	分子單體相互聚合形成高分子聚合物的過程中，會放出熱能，若蓄熱環境好時，放出熱能影響溫度提高，會加速聚合反應，且過程中又會增加更多的熱能，進而引起自燃，如：苯乙烯
吸附熱	物質吸附空氣中之氧能力強，所以存放過程中會有機會因為吸附足夠的氧進而開始氧化，在反應過程中放出熱能
發酵熱	植物或是一些有機物，被微生物透過分解，發酵有機物，此時在發酵過程中會產生熱能

二、影響自燃發火之性質

    (一) 蓄熱能力

          當反應系之熱平衡呈現散熱大於蓄熱時，則可避免自燃發火，但反之，若是蓄熱大於散熱則容易引起自燃發火。

          1.熱傳導度：氣體、液體、固體三態中，氣體之熱傳導度最小，不易導熱容易蓄熱，因此氣體最容易燃燒，固體則相對較不易燃燒。另外對物質之組成而言，粉狀、纖維狀、多孔狀在結構內部產生之熱能較不易傳導至表面，具有類似積蓄熱能之效果，導致內部溫度容易上升。

          2.空氣之影響：通風較為良好之處，相對能有較多風源流通，有較容易降溫之外部條件，可以透過在物體外部冷卻，而不易蓄熱，所以不易自然發火。 

    (二) 熱之發生速度

          1.概說：

            主要是指反應過程中，產生熱的速度如何，通常受物質之表面積、物質的活性、物質本身發熱量、濕度、溫度影響這幾個因素影響，大抵跟如何加速化學反應的方式相仿。

          2.公式：

            發熱量與反應速度之乘積為熱之產生速度，設單位量之發熱量為 Q 時，反應熱之產生速度為：

反應熱之產生速度公式	Q • Ae - E/RT
項目	代號	單位
單位量之發熱量	Q	J/kg、J/m3
頻率係數	Ae	cm2/s
活化能	E	cal/mol
氣體常數	R	cal/mol
絕對溫度	T	K

    (三) 各種自燃發火之性質比較

          1.發熱量：發熱量大之物質較易自燃發火。

          2.表面積：多孔質或纖維等表面積大之物體愈容易自燃發火。

          3.溫度：溫度與反應速率有密切關係，溫度愈高，反應愈快，危險性則增加。

          4.水分：水分較多，較不易自燃發火，但微量水分之存在則對自燃發火有催化作用。

          5.物質新舊程度：木炭、焦炭愈新，愈容易自燃發火；硝化棉存放愈久，愈容易自燃發火。

    (四) 會自燃發火及準自燃發火之物質

          1.自燃發火：

            (1) 因分解熱發火之物質：

                 A.硝化棉：在空氣中，由水解或熱分解生成熱，由反應熱之蓄積而起燃生成二氧化氮（NO₂）氣體。

                 B.塞璐珞：

                  (A) 硝化纖維＋樟腦＋酒精。

                  (B) 物質本身含氧，所以無空氣存在亦可燃燒。

            (2) 因氧化熱發火之物質： 

                 A.油脂類依碘價（100克油脂能吸收之碘克數）可分為：

                  (A) 乾性油：棉花、破布、木屑等表面積極大之物體上附著乾性油時因與空氣之接觸面大所以易受氧化而由氧化熱之蓄積引起自燃。碘價 130 以上則屬乾性油。

                  (B) 半乾性油：碘價 100 ～ 130 者為半乾性油。

                  (C) 非乾性油：碘價在 100 以下時稱為非乾性油。

                 B.塗料：以乾性油為主之發火塗料。

            (3) 因吸附發火之物質：

                 例如：活性碳，於製造後粒子表面之活性大，在空氣中吸附各種成分而發熱，此時吸附之氧氣繼續促進氧化，由吸附熱及氧化熱形成蓄熱條件，散熱不良時溫度則上升。

            (4) 因聚合熱發火之物質：

                 單體合成多種聚合物，在合成過程中聚合熱失控時會引起火災或爆炸。

                 A.醋酸乙烯 CH₂＝CH(OCOCH₃)

                 B.丙烯晴 CH₂＝ CH－CN

                 C.液態氫化氰 H－CN

            (5) 因發酵熱發火之物質：

                 枯草、乾草因微生物或酵素作用分解所產生之物質，發生氧化使其溫度上升蓄熱而發火。

          2.準自然發火之物質：

            (1) 發熱物質本身會發火：

                 A.金屬鈉、鉀。

                 B.黃磷。

                 C.烷基鋁化物。 

            (2) 物質發熱使與其接觸之可燃性物質發火：

                 本身不可燃，但因為接觸水分發熱使其他物質發火。

                 A.生石灰。

                 B.漂白粉。

                 C.五氧化二磷。

                 D.鹼金、鹼土族之金屬過氧化物。

                 E.硫酸。

            (3) 發生反應產生可燃性氣體而發火之物質：

                 A.碳化鈣。

                 B.磷化鈣。

                 C.鹼金、鹼土族之金屬。

    (五) 混合發火性物質

          兩種以上之物質經混合或接觸後由化學反應發熱而起燃之組合，依反應狀態可分為：

          1.混合後立刻燃燒或爆炸。

          2.混合後立刻產生可燃性氣體或毒氣。

          3.混合後經過一段時間才開始反應。

     ※ 補充說明

     閃火點、閃燃時間、自燃溫度與著火點辨異

     1. 閃燃時間 (F.O.T)：火災發生後直到火災發生閃燃所經過的時間，而建築物火災從成長期到最盛期經過閃燃現象，即將進入閃燃現象前之臨界點，為閃燃點。

     2. 閃火點 (Flash Point)：有稱為引火點，是指固體或液體產生可燃性氣體後與週遭空氣混合可產生閃火現象的溫度。通常可燃液體之火災危險性以閃火點表示，以閃火點越低越危險；閃火點越高時，則相對安全，而閃火點可在物質安全資料表中查得。

     3. 自燃溫度 (autoignition temperature)：又稱自燃點，是常壓下，可燃物在沒有外部火源點燃時發生自燃的最低溫度。

     4. 著火點 (Fire Point)：又稱燃點、引燃點，引火性物質表面若有與空氣混合，而點火源即刻燃燒，持續燃燒時間達 5 秒以上，此時該物質之最低溫度，稱為著火點。另外著火點通常較閃火點略高 5 ～ 20℃。

 

 

 

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