О причинах возгорания зерна в сушилках

Продолжая тему о возгорании зерносушилок, рассмотрим причины этого процесса на уровне радикалов. Избежать возгорания можно, если будет правильно организован процесс горения. А он происходит следующим образом.

Для сжигания одного килограмма улгеводородов, необходимо 3,6 кг кислорода, то есть окислителя. Поскольку кислорода в воздухе 23-22%, то для сгорания 1 кг углеводорода необходимо 15 кг воздуха. В результате такого правильно организованного процесса горения получается полное сгорание углеводородов, полное использование кислорода, и не остается никаких не сгоревших и не окислившихся продуктов.

К сожалению, правильно организовать процесс горения получается далеко не во всех топочных устройствах. В результате одни объемы переобогащаются углеводородом, а другие, наоборот, — обедняются. В обоих случаях происходит неполнота сгорания. Не полностью сгоревшие углеводороды, прекратившие горение в силу либо избытка углеводорода, либо избытка окислителя, образуются радикалы. Радикалы — это очень маленькие частички не сгоревшего углеводорода, состоящие из нескольких молекул углерода с одним, максимум двумя молекулами водорода. Радикалы имеют очень маленький размер — в несколько ангстрем (10-10 м).

Имея такую маленькую величину, они не имеют своей баллистической траектории, а идут с потоком воздуха или топочных газов, повторяя все движение этого газа. Когда раскаленный радикал попадает на участок, на котором достаточно окислителя, он может начать процесс воспламенения или горения. А затем этот радикал вместе с потоками воздуха проникает в ту часть, которая может легко воспламениться. Это и есть основная причина возгорания сушильных устройств.

Легко воспламеняется зерновая пыль, образующаяся в результате трения одной зерновки о другую. В шахтных сушках, зерно движется сверху вниз, совершая сложные синусоидальные пространственные траектории движения. И каждая точка движения там сопряжена с трением. Это межзерновое трение разрушает зерновую оболочку. Образуется зерновая пыль — это не что иное, как разрушенная оболочка зерна. Она имеет очень мелкую дисперсную структуру и может легко воспламениться, если появится источник в виде какого-то радикала, который из топочного устройства попал в эту среду.

Отдельно необходимо поговорить о возгорании масличных культур. Там происходят несколько иные процессы. Если самосогревание зерновых культур может доводить температуру зерна максимум до 75 градусов Цельсия (при этом зерно уже чернеет, но процесса самовоспламенения в такой среде нет, потому что нет достаточной температуры, чтобы оно началось), то подсолнечник и другие масличные культуры принципиально отличаются от зерновых. В масличных культурах гидролиз начинается с 60-65 градусов Цельсия. Масличная составляющая в этих культурах благодаря гидролизу может нагреваться до 300 градусов Цельсия. Это уже температура близкая к тому, что может возникнуть самовоспламенение.

Когда горят сушки с масличными культурами, значит, подсолнечник при гидролизе перестает двигаться и образовывает свод. При этом нижняя часть зерна из этой сушки еще выходит. В этом объеме образуются углеводородные пары, или пары углеводородного состава. Стоит только туда проскочить одному раскаленному радикальчику, происходит взрыв газа, который образовался в результате гидролиза масличных культур. Единственная и понятная причина взрыва — это гидролиз масличной культуры, образование углеводородной смеси, и поджег этой углеводородной смеси радикалом топочного устройства. Такая механика взрыва зерносушилок, которые работают с масличными культурами.

Как избежать возгорания зерна в сушилках?

Во-первых, их нужно чистить. В инструкции по эксплуатации зерносушилок прописан регламент очистки сушек, и отступать от этого регламента нельзя.

Во-вторых, перед сушкой нужно хорошо очищать зерно. Если зерно загрязненное, его движение происходит неравномерно. Засоренная часть ухудшает сыпучесть. Образуются зоны, не подлежащие массообмену. Эти зоны перегреваются. В перегретые зоны попадают раскаленные радикалы. Происходит возгорание, ведь нагретая масса, гораздо легче воспламеняется, нежели холодная. А нагреться она может по той причине, что нет перемещения этого локально зависшего объема зерновой массы по той траектории, которая определяется самой конструкцией сушки. На поверхности короба зерно движется медленно по сравнению с тем, что находится между коробами. Растительный сор еще более усугубляет неравномерность движения зерна в сушке.

Выполнено с помощью Disqus