二、自燃与自燃点
可燃物质受热升温而不需明火作用就能自行燃烧的现象称为自燃。通常是由于物质的缓慢氧化作用放出热量，或靠近热源等原因使物质的温度升高；同时，由于散热受到阻碍，造成热量积蓄，当达到一定温度时而引起的燃烧，这是物质自发的着火燃烧。由于自燃是物质在没有明火作用下的自行燃烧，所以引起火灾的危险性很大。
引起物质发生自燃的最低温度称为自燃点。例如，黄磷的自燃点为30℃。煤的自燃点为320℃。自燃点越低，火灾危险性越大。
1.物质自燃过程
可燃物质与空气接触，并在热源作用下温度升高，为什么会自行燃烧呢？可燃物质在空气中被加热时，先是开始缓慢氧化并放出热量，该热量将提高可燃物质的温度，促使氧化反应速度加快。但与此同时也存在着向周围的散热损失，亦即同时存在着产热和散热两种情况。当可燃物质氧化产生的热量小于散失的热量时，比如物质受热而达到的温度不高，氧化反应速度慢，产生的热量不多，而且周围的散热条件较好的情况下，可燃物质的温度不能自行上升达到自燃点，可燃物便不能自行燃烧；如果可燃物被加热至较高温度，反应速度较快，或由于散热条件不良，氧化产生的热量不断聚积，温度升高而加快氧化速度，在此情况下，当热的产生量超过散失量时，反应速度的不断加快使温度不断升高，直至达到可燃物的自燃点而发生自燃现象。
可燃物质受热升温发生自燃及其燃烧过程的温度变化情况见图1-5。图中的曲线表明，可燃物在开始加热时，即温度为TN的一段时间里，由于许多热量消耗于熔化、蒸发或发生分解，因此燃物的缓慢氧化析出的热量很少并很快散失，可燃物质的温度只是略高于周围的介质。当温度上升达到了T.时，可燃物质氧化反应速度较快，但由于此时的温度不高，氧化反应析出的热量尚不足以超过向周围的散热量。如不继续加热，温度不再升高，可燃物的氧化过程是不会转为燃烧的；若继续加热升高温度时，由于氧化反应速度加快，除热源作用外，反应析出热量亦较多，可燃物的温度即迅速升高而达到自燃点Tc,此时氧化反应产生的热量与散失的热量相等。当温度再稍为升高超过这种平衡状态时，即使停止加热，温度亦能自行快速升高，但此时火焰暂时还未出现，一直达到较高的温度Tc时，才出现火焰并燃烧起来。
2.自燃的分类
根据促使可燃物质升温的热量来源不同，自燃可分为受热自燃和自热自燃两种。
(1)受热自燃。可燃物质由于外界加热，温度升高至自燃点而发生自行燃烧的现象为受热自燃。例如，火焰隔锅加热引起锅里油的自燃。
受热自燃是引起火灾事故的重要原因之一，在火灾案例中，有不少是因受热自燃引起的。生产过程中发生受热自燃的原因主要有以下几种。
①可燃物质靠近或接触热量大和温度高的物体时，通过热传导、对流和辐射作用，有可能将可燃物质加热升温到自燃点而引起自燃。例如，可燃物质靠近或接触加热炉、暖气片、电热器、灯泡或烟囱等灼热物体。
②在熬炼（如熬油、熬沥青等）或热处理过程中，温度过高达到可燃物质的自燃点而引起着火。
③由于机器的轴承或加工可燃物质的机器设备相对运动的部件缺乏润滑、冷却或缠绕纤维物质，增大摩擦力，产生大量热量，造成局部过热，引起可燃物质受热自燃。在纺织工业、棉花加工厂等由此原因引起的火灾较多。
④放热的化学反应会释放出大量的热量，有可能引起周围的可燃物质受热自燃。例如，在建筑工地上由于生石灰遇水放热，引起可燃材料的着火事故等。
⑤气体在很高压力下突然被压缩时，释放出的热量来不及导出，温度会骤然增高，能使可燃物质受热自燃。可燃气体与空气的混合气体受绝热压缩时，高温会引起混合气体的自燃和爆炸。
此外，高温的可燃物质（温度已超过自燃点）一旦与空气接触也能引起着火。
2015年4月3日14时许，江西高安市一工厂仓库20吨棉纱发生自燃，200余平方米的仓库已有近1/3的棉纱已被引燃
(2)自热自燃。可燃物质由于本身的化学反应、物理或生物作用等所产生的热量，使温度升高至自燃点而发生自行燃烧的现象，称为自热自燃。自热自燃与受热自燃的区别在于热的来源不同：受热自燃的热来自外部加热；而自热自燃的热是来自可燃物质本身化学或物理的热效应，所以称自热自燃。在一般情况下，自热自燃的起火特点是从可燃物质的内部向外炭化、延烧；而受热自燃往往是从外部向内延烧。
由于可燃物质的自热自燃不需要外部热源，所以在常温下甚至在低温下也能发生自燃。因此，能够发生自热自燃的可燃物质比其他可燃物质的火灾危险性更大。
热源来自化学反应的自热自燃，如油脂在空气（或氧气）中的自燃。油脂是由于本身的氧化和聚合作用而产生热量，在散热不良造成热量积聚的情况下，使得温度升高达到自燃点而发生燃烧的。因此，油脂中含有能够在常温或低温下氧化的物质越多，其自燃能力就越大；反之；自燃能力就越小。油类可分为动物油、植物油和矿物油三种，其中自燃能力最大的是植物油，其次是动物油，而矿物油如果不是废油或者没有掺入植物油是不能自燃的。有些浸渍矿物质润滑油的纱布或油棉丝堆积起来亦能自燃，这是因为在矿物油中混杂有植物油的缘故。
植物油和动物油是由各种脂肪酸甘油酯组成的，它们的氧化能力主要取决于不饱和脂肪酸甘油酯含量的多少。不饱和脂肪酸有油酸、亚油酸、亚麻酸、桐油酸等，它们分子中的碳原子存在一个或几个双键。例如，桐油酸（C1,H2,COOH):
分子结构中有三个双键。
由于双键的存在，不饱和脂肪酸具有较多的自由能，于室温下便能在空气中氧化，同时析出热量：
生成的过氧化物易于释放出活性氧原子，使油脂中常温下难于氧化的饱和酸发生氧化：
在不饱和脂肪酸发生氧化的同时，它们又按下式进行聚合反应：
不饱和脂肪酸的聚合过程也能在常温下进行，同时析出热量。
综上所述，由于双键具有较高的键能，即不饱和脂肪酸具有较多的自由能，于室温下便能在空气中氧化，并析出热量；而且在不饱和脂肪酸发生氧化的同时，还进行聚合反应，聚合反应过程也能在常温下进行，并析出热量。这种过程如果循环持续地进行下去，在避风散热不良的条件下，由于积热升温，就能使浸渍不饱和油脂的物品自燃。
油脂的自燃还与油和浸油物质的比例、蓄热条件及空气中的氧含量等因素有关。
浸渍油脂的物质如棉纱、碎布等纤维材料发生自燃，既需要有一定数量的油脂，又需要形成较大的氧化表面积。如果浸油量过多，会阻塞纤维材料的大部分小孔，减少其氧化表面，因而产生热量少，温度也就不容易达到自燃点；如果浸油量过少，氧化发生的热量亦少，小于内外散失的热量，也不会发生自燃。因此，油和浸油物质需要有适当的比例，一般为1:2和1:3才会发生自燃。
CN109654499A_一种利用鸭肉油脂自燃的死鸭尸体焚烧方法
油脂在空气中的自燃，需要在氧化表面积大而散热面积小的情况下才能发生，亦即在蓄热条件好的情况下才能自燃。如果把油浸渍到棉纱、棉布、棉絮、锯屑、铁屑等物质上，就会大大增加油的表面积，氧化时析出的热量也就相应地增加。如果把上述浸渍油脂的物质散开摊成薄薄一层，虽然氧化产生的热量多，但散热面积大，热量损失也多，还是不会发生自燃；如果把上述浸油物质堆积在一起，虽然氧化的表面积不变，但散热的表面积却大大减小，使得氧化时产生的热量超过散失的热量，造成热量积聚和升温，促使氧化反应过程加速，就会发生自燃。
根据有关实验，把破布和旧棉絮用一定数量的植物油浸透，将油布、油棉裹成一团，再用破布包好，把温度计插入其中，使室内保持一定温度，经过一定时间就逐渐呈现出以下自燃特征：
(1)开始无烟无味，当温度升高时，有青烟、微味，而后逐渐变浓；
(2)火由内向外延烧；
(3)燃烧后形成硬质焦化瘤。
有关实验条件和所得的数据见表1-5.
此外，空气中含氧量对自热自燃有重要影响，含氧量越多，越易发生自燃。有关实验表明，将油脂在瓷盘上涂上薄薄一层，于空气中放置时不会自燃；如果用氧气瓶的压缩纯氧喷吹与之接触，先是瓷盘发热，逐渐变为烫手，继而冒烟，然后出现火苗。这是油脂氧化发热引起自热自燃所致。
防止油脂自燃的主要方法是：将涂油物品（如油布、油棉纱等）散开存放，尽量扩大散热面积，不应堆放或折叠起来；室内应有良好的通风；凡是装盛氧气的容器、设备、气瓶和管道等，均不得黏附油脂。
贺兰山煤层自燃300多年，每年损失巨大，为何扑不灭？
煤发生自燃的热量来自物理作用和化学反应，是由于它本身吸附作用和氧化反应并积聚热量而引起。煤可分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤四类，除无烟煤之外，都有自燃能力。一般含氢、一氧化碳、甲烷等挥发物质较多，以及含有一些易氧化的不饱和化合物和硫化物的煤，自燃的危险性比较大。无烟煤和焦炭之所以没有自燃能力，就是因为它们所含的挥发物量太少。
煤在低温时氧化速度不大，主要是表面吸附作用。它能吸附蒸气和氧等气体，进行缓慢氧化并使蒸气在煤的表面浓缩而变成液体，放出热量使温度升高，然后煤的氧化速度不断加快，如果散热条件不良，就会积聚热量，使温度继续升高，直到发生自燃。泥煤中含有大量微生物，它的自燃是由于生物作用和化学作用放出热量而引起的。
煤的挥发物含量、粉碎程度、湿度和单位体积的散热量等因素对煤的自燃均有很大的影响。煤中挥发物（甲烷、氢、一氧化碳）含量越高，则氧化能力越强而越易自燃；煤的颗粒越细，进行吸附作用与氧化的表面积越大，吸附能力强，氧化反应速度快，因此析出的热量也越多，所以越易自燃；湿度对煤的自燃过程有很大影响，煤里一般含有铁的硫化物，硫化铁在低温下能发生氧化，煤中水分多，可促使硫化铁加速氧化生成体积较大的硫酸盐，使煤块松散碎裂，暴露出更多的表面，加速煤的氧化，同时硫化铁氧化时还放出热量，从而促进了煤的自燃过程。由此可知，有一定湿度的煤，其自燃能力要大于干燥的煤，这就是雨季里煤炭较易发生自燃的缘故。此外，煤的散热条件越差就越易自燃，若煤堆的高度过大且内部较疏松，即密实程度小、空隙率大，则容易吸附大量空气，结果是有利于氧化和吸附作用，而热量又不易导出，所以就越易自燃。
防止煤自燃的主要措施是限制煤堆的高度并将煤堆压实。如果发现煤堆由于最初的吸附作用和缓慢氧化，温度较高（超过60℃)时，应及时挖出热煤，用新煤填平；如发现已有局部着火，应将着火的煤挖出，用水冷却，不要立即用水扑救；若发现着火面积较大，可用大量水浇灭。
麦草堆垛通风不及畅着火
植物的自燃主要是由生物作用引起的，同时在这个过程中也有化学反应和物理作用。许多植物如稻草、树叶、棉籽及粮食等，一般都附着大量微生物，而且能自燃的植物都含有一定的水分，当大量堆积时，就可能因发热而导致自燃。微生物在一定的温度下生存和繁殖，在其呼吸繁殖过程中会不断产生热量。由于植物的导热性很差，热量不易散失而逐渐积聚，致使堆垛内温度不断升高，达到70℃以后细菌死亡，但这时植物中的有机化合物即可开始分解而产生多孔的炭，能吸附大量蒸气和氧气。吸附过程是一种放热过程，从而使温度继续升高，达到100℃,接着又引起新的化合物分解炭化，促使温度不断升高，可达150~200℃,这时植物中的纤维开始分解，迅速氧化而析出更多的热量。由于反应速度加快，在积热不散的条件下，就会达到自燃点而自行着火。总体来说，影响植物自燃的因素首先是微生物生存的湿度，其次是散热条件。因此，预防植物自燃的基本措施是使植物处于干燥状态并存放在干燥的地方；堆垛不宜过高过大，注意通风；加强检测控制温度，防雨防潮等。(文章摘编自《防火与防爆》主编: 杨泗霖)
