货物学期末论文

航运中自燃性和污染性对煤炭运输的影响

摘要煤炭具有自燃性和污染性的特质，因此在煤炭运输与保管的时候应特别注意。本文在阐述了自燃性和污染性的理论基础上，揭示了这些理论与煤炭运输安全条件的关系。提出在船舶运输此类货物时，应如何避免由此产生的运输事故的发生。而这对确保煤炭的完整无损，并在环境保护方面是有重要意义的。

关键词氧化反应，扬尘，煤炭，货物运输，环境污染，自燃性，堆存

一、煤炭的自燃性和污染性

（一）煤炭自燃的产生

1.1 煤的自燃现象

所谓自燃，指的是可燃物在空气中没有外来火源的作用，靠自热或外热而发生燃烧的现象。根据热源的不同，物质自燃分为自热自燃和受热自燃两种。在通常条件下，一般可燃物质和空气接触都会发生缓慢的氧化过程，但速度很慢，析出的热量也很少，同时不断向四周环境散热，不能像燃烧那样发出光。如果温度升高或其他条件改变，氧化过程就会加快，析出的热量增多，不能全部散发掉就积累起来，是温度逐步身高。当到达这种物质自行燃烧的温度时，就会自行燃烧起来，这就是自燃。使某种物质受热发生自燃的最低温度就是该物质的自燃点，也叫自燃温度。

煤的自燃发展过程一般分为3个阶段，即潜伏阶段、自热阶段和自燃阶段。具体是指：煤炭能在常温下吸附空气中的氧而氧化，产生一定的热量。若氧化生成的热量较少并能及时散失，则煤温不会升高；若氧化生成的热量大干向周围散失的热量，煤温将升高。随着煤温的持续升高，氧化急剧加快，从而产生更多的热量，煤温也急剧上升，当煤温达到着火点(300～350℃)时，煤即自燃发火。

1.2煤炭自燃条件

煤炭自燃是一个复杂的过程，受着多种因素的影晌，但煤炭自燃必须具备以下条件：

(1)开采的煤炭本身具有低温易氧化性能，即煤炭具有自燃倾向性，且以破碎状态存在;

(2)有连续的供氧条件；

(3)有积聚氧化热的环境，即煤炭氧化所生成热量速度大于散热速度；

(4)上述3个条件同时存在，且时间大于煤炭最短自燃发火期。

上述4个条件缺一不可，前3个条件是煤炭自燃的必要条件，最后1个条件是充分条件。

(二)煤炭装卸作业的污染

煤炭装卸作业不可避免地产生煤尘逸散。煤尘是煤微粒子与空气相对运动及弹性碰撞等产生的。其产生与煤粉含量、煤的含水量、风速、落差高度、卸货量、

地形条件等有关。

港口煤炭的装卸储运历来面临比较严峻的煤尘污染问题。占煤尘总量15～40％的细小颗粒从大气中沉降的速度很慢，且容易被吸入人体肺部，除直接引起慢性气管炎及支气管炎、眼结膜炎、皮肤疾病外，还有可能造成细胞染色体的损害及癌症，并与其它空气污染物结合，产生硫酸盐气溶胶和过氧化氮等对人类健康有害的物质。逸散煤尘会覆盖住植物的叶片，减少光合作用所需要的光线，尘粒还阻塞叶子的气孔，进一步削弱植物的光合作用，微小的尘粒能通过气孔进入植物细胞，引起细胞组织坏死。逸散煤尘沉降在居民区或邻近区域，造成对公众的损害并降低其生活质量。同时，煤炭中含有国际公认的强致癌物质，如联苯胺、苯并芘、2-氯萘等。

二、自燃性和污染性对煤炭运输的影响

（一）自燃性的影响

案例：2008年5月5日18时，正在辖区巡航“海巡1501”发现在黄埔港洪圣沙3泊位卸煤“全福发”轮货仓冒出黑烟，海事执法人员立即前往查看。经了解，“全福发”轮系南京籍船只，装载13200吨电煤从秦皇岛开往黄埔港，半个多小时前开始卸货，开仓后即发现煤炭自燃，海事执法人员要求船长立即采取安全措施，备好消防泵，召集船员加强值班，做好应对自燃引起的明火甚至火灾事故的应急准备。18时40分，煤炭自燃进一步加剧，3#仓后左角仓围板下出现明火，在现场执法人员指挥下，早已做好准备的三支消防枪对准着火部位进行喷射， 20分钟后火情基本控制。为了防止煤炭死灰复燃，海事执法人员要求船方加强值班，落实安全措施。同时，与广州港港作方协调，组织对“全福发”轮上未卸完的煤炭及时抢卸，以彻底消除安全隐患。

因为在航运过程中，煤炭具备了自燃的条件：运输的煤炭具有自燃倾向性；具备了供氧条件，即煤层堆存疏松，运输过程中空气不断进入煤层；具备了储热条件：①干燥的具有自燃倾向性的煤因雨淋和喷洒水，造成内因热量蓄积；②高温天气或船上有其它热源造成外因热量蓄积；③运输过程中通风散热条件不良，热量不能及时散发，即有了积聚氧化热的环境；达到了氧化时间，，装船前煤已经自燃或热量已经积聚，达到了一定的温度，这是水路运输过程中发生自燃的根本原因。

煤的自燃很容易产生火灾，对船舶上货物的完整性和对船舶上人员是个很严重的威胁。

（二）污染性的影响

煤炭输出码头是以煤炭卸车、堆存、装船为主要作业环节的专业码头，它通常都有固定的装卸工艺流程，并配有大型化、连续化、自动化、专业化的装卸设备。由于煤炭在港口运输过程中要经过卸车堆存和装船等多个环节，因此不可避免地要产生扬尘，给周围环境带来一定的污染。有统计资料表明，仅就翻车机而言，一台双车式翻车机作业每年漂散到大气中的煤尘约为2 200 t，这些煤尘在风速为3—5m／s、湿度为50％、大气稳定性为弱不稳定性(湿度梯度小于或等于零)时，约有40％粒径大于50“m的煤尘沉降到翻车机周边半径约为1 500 m的范围内，剩下的60％粒径小于50¨m的煤尘扩散到更大的范围内，也就是说，每年扩散到大气中的2 000多t煤尘约有近1 000 t沉降到地面，其余的可长时

间滞留在大气中。不仅给煤炭发运站台周边的大气环境和铁路沿线两侧的房屋建筑、农作物、民用设施等造成不同程度的污染，也给周边居民的身体健康和生产生活以及铁路行车安全带来较大影响。

三、航运中如何避免或减少煤炭的自燃火灾和污染

（一）预防煤船的火灾

装货前

1、船长应尽可能从发货人或代理人处获取货物的有关资料，尤其是推荐的安全装运的操作程序，以及品级、水分含量、饱和湿度、毒性、腐蚀性、氧化性等。

2、装货前必须对货舱进行视觉检查和绝缘测试，确保所有的电缆状况良好。

装货过程中

1、煤在装船过程，必须对货舱进行平整，以避免易燃气体在坑洼处积聚。平整的煤炭表面可以保证通风的可靠性和全面性。

2、用推土机压实煤炭表面，以减少煤尘中的空气含量。

运输途中

1、定时通风。

2、建议船上制定程序保证通风设备晚上开启，日间关闭。在晚上对货舱进行通风时，所有的其他空间必须保持关闭。

3、各货舱中煤层上面的大气必须每天定时测量气体含量，测量时，货舱不允许开舱。

4、定时测量货舱温度、三个不同深度的货物温度和一氧化碳含量，预测潜在火情。

（二）减少煤炭装卸的污染

(1)封闭防尘与千式除尘

封闭防尘与干法除尘是将重点产尘部位尽可能封闭起来，同时辅助以一些集尘除尘装置以及覆盖与压实对策等，该方法在我国港口煤炭的中转作业防尘措施中占据了一定的位置。

(2)湿式除尘

湿式除尘主要是对尘源喷雾洒水或喷洒化学药剂以增加粉尘颗粒的粘滞性和重量，来消除或防止起尘。该方法在煤、矿石粉尘控制方面是国内外目前普遍采用的技术方法，大致分为开放环境下的喷淋降尘、封闭条件下的喷淋降尘和洒水除尘等方式。

(3)防风网等风障抑尘

防风网抑尘技术属于风障的一种，主要通过在煤堆场的上风向设立防风网来减小风速及改变气流特性，从而达到减少起尘的目标。

参考文献

1、王学峰，汪爱娇，周晶洁，殷明。货物学。同济大学出版社，2010,11.

2、周军，康文超。煤的自燃的影响因素与预防对策。铁道货运期刊，2009,12期.

3、杜林海，刘书平。散装煤炭船舶火灾的发生与预防。航海技术期刊，2009,2期.

4、张维健，李家华。煤炭输出码头煤尘治理方法研究。港口装卸期刊，2009,1期.