автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Газовыделение в процессах самонагревания, самовозгорания и горения растительного сырья

МОСКОВСКИ! ОРДЕНА "ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ" ИНСТИТУТ ТОНКОЙ ХИМИЧЕСКОЙ 1ЕХН0Л01Ш ИМ. Ы.В.ЛОМОНОСОВА

Для служебного пользования Специализированный совет К 063.41.01

На правах рукописи УДК 614.841.12

ЗУЙКОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ

•ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕ В ПРОЦЕССАХ САМОНАГРЕВАНИЯ,

• САМОВОЗГОРАНИЯ И ГОРЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЫ

Специальность 05.26.01 - Охрана труда и пожарная безопасность

Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

о

/ Москва - 1993 г.

/

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте противопожарной* обороны МВД РФ.

доктор технических наук Горшков В.И.

кандидат технических наук Вогман 1.П.

доктор технических наук, профессор Шатров Н.Ф.

кандидат технических наук Цариченко С.Г.

Ведущая организация: ЦНИИПРШЗВРНШРОШ

Защита состоится " " _ 1993 года в_

часов ча заседании специализированного совета К 063.41.01 Московского института тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова по адресу: Ш571, г.Москва, пр. Вернадского, д. 86, к - 4.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке МИТИ им. М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан " " 1993 г.

Научный руководитель:

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Ученый, секретарь специализированного совета кандидат химических наук

Е.И.Хабарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблема В условиях специализация и концентрации животноводства и птицеводства, перевода их на промышленную основу, возрастающее значение приобретает использование всего зерна,направленного на кормовые цели - в виде комбикормов. Эта задача решается вводом в действие новых мощностей по переработке и хранению различных видов продукции кормопроизводства.

Внедрение новых видов более высокопроизводительного оборудования, интенсификация сельскохозяйственного производства на всех его этапах ставит новые задачи и по противопожарной защите объектов агропромышленного комплекса ([АПК). Вместе с тем, отмечалось на УШ Всесоюзной научно-практической конференции по противопожарной защите объектов агропромышленного комплекса, состояние пожарной безопасности объектов АПК, включая производство комбинированных и концентрированных кормов, остается пока неудовлетворительным. В целях обеспечения соответствующего уровня пожарной безопасности на объектах АПК, широкого внедрения достижений науки и техники в противопожарную защиту отрасли на первое место выходит разработка профилактических мероприятий проведения технологического процесса хранения и переработки растительного сырья, а также обнаружения очагов самовозгорания ^горения) растительного сырья в силосах и бункерах.

Работа являлась составной частью исследований предусмотренной Научно-технической программой по решению проблемы 0.74.08 "Разработать и внедрить метода и средства, обеспечивающие повышение безопасности и оздоровления условий труда в народном хозяйстве", утвержденной Постановлением ГКНГ СССР, Госплана и Минфина СССР и тематическим планом ВНИКЛО МВД РФ.

Цель работы Изучение процесса газоввделенда при самонагревании, самовозгорании и горении растительного сырья и разработка рекомендаций дан снижения покаровзрывоопаснисти силооов и бункеров.

Научная новизна работы Установлено, что первопричиной взрывов на элеваторах и комбикормовых заводах при самовозгорании растительного сырья (РС) выступает не пыль, а горючая тазо-воздушная смесь. Определен состав газовой среды при хранении и самовозгорании РС в зависимости от температуры. Разработан расчетный метод определения состава продуктов газоввделения при самовозгорании ([горении). Обоснована методика проведения газового анализа при хранении РС в силосах и бункерах. Определены пороговые значения концентрации горючих газов при организации профилактических (при самонагревании) и аварийных (при самовозгорании) мероприятиях.

Практическая ценность и реализация результатов работы Результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены при разработке "Рекомендаций по обеспечению пожарной безопасности силосов и бункеров на предприятиях по хранению и переработке зерна", "Рекомендаций по практическому использованию газоанализаторов на предприятиях: отрасли хлебопродуктов". Указанные рекомендации апробированы при ликвидации реальных покаров. Результаты проведенных исследований использованы при внедрении способа подавления очагов горения в силосах и бункерах (авторское свидете- , льство Л 1560235 от 3 января 1990 г.) и при создании технического комплекса дая ликвидации аварийных ситуаций в силосах и бункерах.

Апробация работы Материалы диссертационной работы докладывались и обсувдались на II Всесоюзной научно-практической кон-

ференцяи (г.Северодонецк, 1985 г.), на IX Всесоюзной научно-практической конференции "Проблемы обеспечения пожарной безопасности объектов народного хозяйства" (г.Балашиха, ВШИЛО, 1987 г.), на секции научно-технического совета ВКИИПО ИВД 1Ф.

Публикация По теме диссертации опубликовано II печатных работ в научннх сборниках НЯШ10 и отраслевых журналах.

Объем работы Диссертация наложена на 235 страницах /из них III страниц машинописного текста. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 141 наименования, включает 53 таблицы, 69 рисунков и приложения на 3 листах.

На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных исследований по динамике га-зовыделеюш при хранении растительного сырья;

- методика лабораторных экспериментальных исследований процесса газоваделения;

- расчетный метод определения продуктов газоваделения при самовозгорании растительного сырья;

- результаты экспериментальных исследований газсвнделения при самовозгорании (горении) растительного сырья;

- методика анализа газового состава с целью индикации процессов самонагревания, самовозгорания и горения растительного сырья в производственных условиях.

ССЩЕШАШШ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследований, освещены вопросы практической реализации полученных результатов, изложены положения, которые выносятся на защиту.

Первая глава посвящена анализу современного состояния проблемы обеспечения пожаровзрывсбезодасности технологического процесса хранения и переработки дисперсных материалов растительного происхождения. Самовозгорание дисперсных растительных материалов относится к одному из распространенных явлений, наблвда-емых в практике переработки и хранения веществ и материалов. Отмечается, что, в связи со спецификой, развитие покара от самовозгорания РС в хранилищах регистрируется либо о опозданием, либо вообще не регистрируется. Дан анализ работ по механизму самовозгорания продуктов растительного происхождения. Отмечено, что процесс самонагревания изучен недостаточно, а мевду тем он наиболее интересен, так как знание закономерностей и характеристика этого процесса позволит повысить дожаробезопасность хранилищ РС путем принятия профилактических мер: установления критерия начала и продолюгельности этого процесса по анализу выделившихся газов, создания системы контроля газовоздушной среды в силосах и бункерах, принятия необходимых мер по прекращению процесса.

Приведены результаты обработки материалов технических расследований на предприятиях Министерства хлебопродуктов за 1971 - 1990 г.г. Отмечено, что наиболее неблагоприятная обстановка сложилась на комбикормовых заводах. Так, на комбикормовых заводах, включая склада силосного типа для комбикормового сырья и продукции, за указанный период произошло 52 % взрывов от об-

щего числа по отрасли. Существующая доля пожаров и взрывов является следствием самовозгорания продукта в технологическом оборудовании, из которых на склада силосного типа приходится 48 %. На основе анализа реальных пожаров показано, что отмечаемое в последнее время увеличение количества взрывов в складах силосного типа определяется возрастанием количества загораний пыле-газовоз-душпых смесей при самовозгорании РС и свидетельствует о первичности взрыва газовоздушвой смеси выделяющихся газов.

Делается вывод с необходимости оперативного контроля газовоздушной смеси при хранения сельскохозяйственной продукции в сило-сах и бункерах.

Исходя из проведенного анализа современного состояния проблемы понаровзрывобезопасяостя процесса хранения и переработки 1С сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе приводится теоретический анализ процессов газовыделения при самонагревании и самовозгорании растительных материалов, проанализированы возможные механизмы появления горючих газов. Отмечено, что развитие процесса самонагревания характеризуется протеканием в клетках РС окислительно-восстановительных реакций, сопровождающихся-выделением тепла. Биологическое окисление - сложный цикл превращений, сопровождающихся выделением ряда химических соединений: альдегидов, кетснов, спиртов, окислов, в частности, диоксида углерода а также водорода. Химические процессы, проходящие в клетках РС, в результае экзотермического разложения, сопровождаются выделением воды, аммиака, муравьиной, уксусной и азотной кислот, сероводорода. Самовозгорание РС инициирует термофильные микроорганизмы, способные образовывать нестабильные горючие соединения, которые окисляются кислородом воздуха с ввделением большого количества тепла. Процессу самовозгорания

предшествует постепенное накопление тепловой энергии, а также образование газовой фазы. В состав газообразных продуктов входят:

С02, СО, Из О, СИсц Иг, ^Су.

Разработан расчетно-анаяитический метод определения продуктов газовыделения при нагреве РС. Метод основан на термодинамических расчетах процессов самовозгорания (горения), позволяющий не только расчитывать состав продуктов, но и сравнить различные способы осуществления процессов самовозгорания (горения). Практически все вопросы связанные с протеканием химических реакций, можно разделить по двум основным признакам: выход целевого продукта при достижении равновесия и скорость реакции. Общий критерий достижения равновесия системы, в которой возможно протекание химической реакции, дается в вице вариационного принципа минимизации некоторого функционала от значения концентрации продуктов и поэтому для расчета равновестного состава выводится соотношение между концентрациями (уравнение закона действующих масс), которые должны выполняться в точке равновесия. Задача сводится к тому, чтобы по заданному соотношению исходных компонентов определить состав продуктов реакции при постоянстве давлений Р или объема V и температуры, а еоли процесс протекает в режиме горения, то и температуру горения 1} . Математическая формулировка такой задачи сводится к минимизации термодинамического потенциала:

при ограничениях на неизвестные П.^ (число молей) вытекающих из закона сохранения вещества

правила фаз Гиббса

и требования неотрицательности величины

% >0 («

где ^ = Г % . # =

1К к к

для конденсатов -!;2, • • • ф) есть функция 7~ , О^ а для газов (К- О) - функция /

/?. 'о и °0 ;

где - количество атомов ^ - го компонента в исход-

ной смеси;

- химический потенциал;

^ - число степеней свободы;

1<- номер продукта, принадлежащего к К-ой фазе,

.....ГЛК\

Ь- номер химического элемента;

C?¿ число атомов У -го сорта в ¿V -¡л соединении.

При расчете самовозгорания (горения) система уравнений (I)—(4)

дополняется уравнением сохранения энергии.

£ <•>

где /(//- полная физическая энтальпия,

±(Т) + (НТ

й /У^ - теплота образования соединения из элементов в стандарт них "условиях) .

В предельном случае, когда все продукты конденсаты и каждый из них находится лишь в одном агрегатном состоянии Ср. •= 3 Это приводит к нарушении правила фаз (3), следовательно, все вещества в точке равновесия присутствовать не могут. Из решения уравнений ^1) - (4) находят какие вещества (не более двух) присутствуют в системе, т.е. /?: находится из условий

К)=

Каждое вещество в конденсированном состоянии, в принятых приближениях, образует новую фазу, и в плоскости V , Т (Р, Т) продукты реакции \ л \

ЦаА + ЬВ-\)абАВ = о (6)

могут находиться в разных фазах (агрегатншс состояниях) - газообразном, жидком, твердом, а также в аллотропных разновидностях кристаллического состояния.

Если все продукты реакции (6) газообразны, то в системе в принципе возможно существование всех трех веществ, так как (в идеальной системе смесь газов образует только одну фазу).

В первом случае состав можно найти из решения (I) - (4), а долю каждой фазы в продукте из условия

Тф.гг)~Д Н/;2 0~<Р* = Л (Гер.п.)- П (7)

где лН - энтальпия всей системы; А Ау.,?-энталышя каждой фазы; - теплота фазового перехода; - доля новей фазы.

У 7 >7<р.п.

Во втором случае из решения (I) - (4) находят лишь хими-

ческий состав системы, а определение фазового состава невозможно, т.к. /7 -го компонента в точках Фазового перехода одинаковы для обеих фаз и единственность решения отсутствует. Поэтому для нахождения абсолютного равновесия (химического и фазового) систему уравнений (I) - (4) необходимо дополнить уравнением, вытекающим из второго начала термодинамики:

с1В>0 <8>

Расчеты проводились по программе, реализующей модифицированный симплекс-метод. В качастве возможных продуктов рассматривались все соединения из С,Н,0,/У - элементов в газообразном и конденсированном состояниях, для которых известны зависимости термодинамических свойств от температуры. Приведенные расчеты для ряда ГС показывают, что терморазложение РС сопровождается выделением значительного количества горючих газов, среди которых превуали-рует С0,Н2 и СУЧ . На количественное определение этих газов было обращено особое внимание при постановке лабораторных и полигонных экспериментов.

В третьей главе приведены основные результаты исследования процессов газоввделеняя РС на лабораторных установках. С целью определения основных газов, выделяющихся в процессе термоокислительной деструкции РС была разработана специальная методика. Суть ее заключалась в том, что сквозь нагреваемое до заданной температуры РС пропускался с определенной скоростью воздух или инертный газ и одновременно отбирался и анализировался состав газов. Для исследования характера влияния влажности РС на процесс газовыделения разработана методика, заключающаяся в том, что меняя влажность растительного сырья и способ увлажнения, оценивалась скорость газовцделения и определялся состав газов и их количество. Для изучения состава газов, вццеляющихся в процессе хранения РС различной влажности при одновременном изменении температуры окружающей среды приготовленный заранее продукт определенной влажности ввдерживался при заданной температуре с одновременным анализом отходящих газов. Определение состава продуктов газовьщеления в процессе брожения, окисления и горения РС проводилось методом газовой хроматографии. В составе продуктов газоввделение ожидалось присутствиепоэтому

I

12

применена методика разделения этих веществ на хроматографах Цвет-152, ДШ-72, ЛХЫ-8М, Газохром 3101. Результаты хроматогра-фического анализа газов, образующихся в процессе увлажнения и последующего брожения РС различной влажности представлены на рис. I.

Рис. I. Выделение водорода при изменении влажности травяной муки

I - 70 % влажности; 2 - 60 % влажности; 3 - 45 % влажности; 4 - 30 % влажности

Как видно из этих данных, влагосодержание существенно влияет на выход водорода в процессе брожения РС: чем выше влажность, тем существеннее это влияние. В частности, при увеличении содержания воды, растет количество выделяемого водорода (до 33 % об. из хлопкового шрота), а для травяной муки и пшеничных отрубей эта величина составила 18,5 % об. и 21,0 % об. соответственно. Образова-

ние водорода при брожении РС обусловлено биохимическими процессами, которые неизбежно возникают яри увлажнении и смачивании. В условиях анаэробного дыхания процессы окисления протекают до образования конечных продуктов (вода - диоксид углерода):

Се о6 + бо2 — бсо2 ±6н2о (9)

Повышение влажности И снижение содержания кислорода в объеме РС переводит окисление к анаэробному типу не только по типу спиртового и молочнокислого брожения:

С€ 1-112 Ое ——2С2М6ОН +2СОг . да) Сб Н,э С6 — 2СН3 (CH0HJ2 (ц)

но и маслянокислого брожения:

06 Ое С3 Нт СООН+- 2СОг ■+ 2н2 (12)

Анализ лабораторных исследований по изучению характера процесса брожения свидетельствует о том, что последнее для FC (целлгалоза) в анаэробных условиях ведет к образованию значительного количества газов, в том числе горючих () по реакции:

CGUrOj (ОНЫп^СН3СН£НгСт+МлСООД+(^&ОН^*г (13) Отмечено, что увеличение влажности и температуры благоприятствует выходу газов, причем в бо'льшей степени на интенсивность выхода газов влияет повышение влажности и в меньшей степени повышение температуры.

В условиях опыта при термоокислительной деструкции оксид углерода начинает выделяться при (120 ... 150)° С, максимум выделения соответствует ^ЗСО ... 400)° С, с повышением его содержания в смеси вштоть до 500° С, и при подаче воздуха смещается в зону более низких температур. Следы водорода обнаружены при температуре 200° С, а метан при температуре 250° С. Максимум выделения

этих газов соответствует температуре £400 ... 500)° С. С увеличением скорости додачи воздуха растет размер зоны горения и площадь взаимодействия кислорода с горящим материален. Это приводит к значителъному уменьшению и С К, в продуктах газовыделания. По результатам анализа продуктов газоввделения определена интенсивность образования каадого компонента в различных интервалах температур, а максимальная интенсивность составила для водорода {0401 г кг-1ч при 600° С (хлопковый шрот), оксида углерода 54,53 г кг-1ч при 500° С (травяная мука), метащ7,82 г кг'^ч при 600°С (хлопковый шрот), диоксида углерода 287,9 г кг-*ч при 400° С (травяная мука).

Сравнение полученных экспериментальных данных с расчетными (рис.2) показывает их хорошуп сходимость по максимумам вццеления, что, в свою очередь, свидетельствует об адекватности расчетного метода и возможности применения его на практике.

Рис.2. Сравнение

расчетных концентраций горючих газов и диоксида углерода о экспериментальными

дад шрота подсолнечного

I и 5- водород;

4 и 2- оксид углерода; 3 и 6- метан;

8 и 7- диоксид углерода (эксперимент и

расчет соответственно).

•/20<J

ТемПёоатьРа, СС

Анализируя полученные экспериментальные данные, можно сделать ряд выводов. Хотя выделение водорода и пномальное явление, однако концентрация его может достичь опасных пределов в местах самопроизвольного подогрева или в местах соприкосновения РС с горячими поверхностями. При температуре до 200° С наиболее интенсивно выделяются Нг и СО , которые могут быть использованы как индикаторные газы ранней стадии обнаружения загорания продукта. Самовозгорание (горение) РС может быть характеризовано выделением горючих газов (/£« СО, ОИ^ ) в концентрации выше I % об.

В четвертой главе приведены основные результаты крупномасштабных экспериментов на полигонннх установках "Бункер" объемом 5 ы3 и "Силос" объемом 35 м3.

На установке "Бункер" проведено 7 экспериментов с травяной мукой ГОСТ 1869-73, У класса и 4- с хлопковым шротом ГОСТ 606-75, I сорта. Для инициировании процесса самонагревания в среднюю часть установки загружался продукт с относительной влажностью (45 ... 55) %. В II проведенных опытах на установке "Бункер" наблюдалось самонагревание РС: для травяной муки.максимально до (45 ... 50)° С, а для хлопкового шрота до (65 ... 70)° С, но ни в одном из экспериментов самовозгорание не наступило. Отмечено, что при горении (тлении) РС в объеме установки происходит снижение содержания (7, до (0,5 ... 1,5) % об. при одновременном увеличении концентрации СОг в ряде опытов до 50 % об., что, однако, не приводит к самозатуханию процесса. При температуре тления РС ( — 200° С) и при более высоких температурах в объеме установлк выделяются горючие ^-азы в концентрациях, превышающей ШЗЗР по ¿/2 (5,89 % об.) по СО (15,7 % об.), по СА'у (5,86 % об.). В экспериментах с травяной мукой, суммарное содержание горючих газов {, СО,СИч) превысило НКПР при температуре очага выше 260° С, а в

экспериментах с хлопковым шротом при температуре очага выше 190°С.

Для проверки и повышения надежности полученных на установке "Бункер" данных, а также для имитации процессов самонагревания, самовозгорания и горения в промышленных условиях эксперименты были проведены на полигонной установке "Силос", моделирующий реальный объем силоса. При проведении шести опытов с травяной мукой на полигонной установке "Силос" продукт самонагревался до '.130 ... 180)°С и достигал режима самовозгорания. Во всех полигенных экспериментах в диапазоне температур до 150° С зарегистрирован На в концентрации до I % об. (рио.З).

12 76 so _ „ „ &еемя (сутки)

Рис. 3. Динамика газоввделения при хранении травяной

муки в полигонной установке "Силос" I - диоксид углерода; 2 - водород; 3

кислород

При появлении источника зажигания (температура более 250° С), помимо обязательного присутствия в газовых пробах Н2 я СО в концентрациях более I % об., появляется и С//у . Отмечено, что, если процесс приводящий к самовозгоранию и горению (тлению) PC, разделить на стадии, то каждой стадии процесса, соответствует изменение концентрации компонентов газовоздушной среды. Процессу хранения, самовозгорания, самонагревания, горения характерно выделение определенного газа - индикаторного газа. Так самонагревание PC характеризуется выделением Н2 (при брожении до 3-4 % об., при повышении температуры до 70° С - до I % об.); самовозгорание характеризуется повышением температуры от 70° до 170° С и сопровождается выходом Н2 и СО в концентрации выше I % об., загорание (горение) характеризуется повышением температуры выше температуры тления и сопровождается выделением . СО и САу. В ряде случаев значение даже отдельно взятого горючего компонента ( С О , f/2 t СНЧ ) превышает НКПР для этих компонентов в объеме установки по Mz ( — 40 % об.), по СО (15,7 % об.), по СНч (8 % об.). Обобщение результатов, полученных в исследованиях представлены в таблице.

Данные экспериментов позволили разработать систему контроля газовоздушной среды как в процессе хранения, так и при горении PC в силосах и бункерах при помощи газоанализаторов непрерывного и периодического действия, что нашло отражение в "Рекомендациях по обеспечению пожарной безопасности силосов и бункеров на предприятиях по хранению и переработке зерна", "Рекомендациях по практическому использованию газоанализаторов на предприятиях отрасли ■ хлебопродуктов".

Таблица

Обобщенные результаты газового анализа при термоокислительной деструкции растительного сырья (лабораторные я полигонные испытания)

Наименование продукта (установки) Тем-ра, 0 С К о нценграция газ 0 в, % об

Иг со СНч о2 СОг

Подсолнечный шрот (лабор.) 150 550 0,00 1,02 0,14 0,88 0,00 19,57 17,00 16,00 3,60 3,42

Соевый шрот (лабор.) 150 550 0,00 3,53 0,10 14,32 0,00 17,32 19,17 3,15 0,00 7,42

Хлопковый шрот (лабор.) 150 550 0,00 2,83 0,11 2,11 0,00 14,02 15,12 7,08 0,00 7,43

Соевый жмых (^лабор.) 150 550 0,00 3,27 0,70 2,16 0,00 8,88 12,00 10,80 7,42 7,42

Подсолнечный жмых С-лабор.) 150 550 0,00 1,96 0,70 4,23 0,00 1,10 20,00 18,40 0,00 0,00

Семена подсолнечника (лаб.) 150 500 0,00 0,47 0,30 1,19 0,00 3,63 18,18 8,07 0,00 7,42

Травяная мука (г лабор.) 150 550 0,00 3,97 0,03 2,75 0,00 3,10 20,00 11,55 3,46 18,31

Пшеничные отруби (лабор.) 150 550 0,00 0,84 0,10 1,62 0,00 1,78 20,00 11,00 3,46 3,46

Травяная мука (Бункер") 52 170 590 0,21 0,20 4,90 0,01 0,35 11,00 ... 20,00 0,50 0,50 0,00 29,50 30,00

Хлопковый шрот с"Бункер") 55 155 565 0,15 0,11 2,45 0,00 0,30 5,80 1Д6 18,30 2,70 0,50 4,20 29,50 30,00

Травяная мука (■"Силос") 52 170 420 0,32 0,02 6,77 0,00 0,00. 11,00 0,00 0,00 0,76 14,70 18,00 0,96 8,90 4,00 29,21

Пятая глава диссертационной работа посвящена практической реализации результатов исследований в народном хозяйстве.

Подчеркнуто, что при горении РС в объеме силоса возможно выделение горвчих газов, достаточных для образования взрывоопасных смесей при доступе воздуха. На основании полученных экспериментальных данных раочитаяо значение минимальной взрывоопасной концентрации кислорода (МВСК) для пща горючих газовоздушных смесей л значения нижнего (ШШР) и верхнего (ВКЕЕР) пределы распространения пламени модельного газа С^ ) яри выпуске его в воздух по формулам: Си

Сu ~ У- ~ Си

("М- (14)

С"

7 ((15)

где Сг , Сф - концентрация горючего и негорючего компонентов модельного газа в точке фшегматизация, % об.; См и Св - величины НКПР и ВКПР дая горючего компонента горючего газа, % об;

£ - параметр определяющий соотношение горючего и негорючего компонента в модельном газв, вычисляется по формуле:

МВСК газовоздуиной смеси получено расчетным путем:

М&СК = (100~Ср(рс-С?Г(^х 420642. СГ/)

где - концентрация флегматизатора в точке флегматизации;

Iff с

f-P - концентрация горючего в точке фпегматязации. гср

Для наиболее богатой горючими компонентами газовоздушной смеси, полученной в полигонных условиях расчетное МВСК имеет значение равное 6,85 % об.

Проведен анализ состава газовоздушяой среды яри ликвидации

аварийных ситуаций (пожаров) силосов о PC на ряде элеваторов и комбикормовых заводах (Самарской области, г.г. Чернигова и Минеральные воды). Отмечено, что содержание горючих компонентов в анализируемых смесях, было значительно ниже, чем полученные в полигонных экспериментах. На основе комплекса выполненных исследований разработана методика газового анализа в хранилищах силосного типа. Основные положения методики газового анализа вошли в "Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности силосов и бункеров на предприятиях по хранению и переработке зерна" и "Рекомендация по практическому использованию газоанализаторов на предприятиях отрасли хлебопродуктов"

вывода

I. Исследованы условия хранения растительного сырья в сило-сах и бункерах. Получены экспериментальные данные по составу гаг-зовоздушгсой среды при самонагревания, самовозгорании и горении растительного сырья. Показано, что в процессе термической и термоокислительной деструкции растительного продукта (температура выше 250° С), а при его увлажнении и смачивании при комнатной температуре выделяются горючие газы {.Иг, С О, СНч ) в концентрации, превышающей нижний концентрационный предел распространения пламени для каждого из них.

2., Данные лабораторных и полигонных исследований по динамике газоввделения от параметров очага, температуры и влажности растительного сирья позволили показать, что при его самовозгорании основная роль при взрывах в хранилищах принадлежит не пшшм, а горшим газам, выделяющимся при повышешшх температурах в процессе разложения продуктов растительного происхождения и образующимся в свободных объемах хранилищ взрывоопасные газовоздущ-ные смеси.

3. иа освове многочисленных экспериментальных данных лабораторных и полигонных исследовании установлено, что на стадии самонагревания индикаторными газами являются водород и оксид углерода в концентрации не более I % об. Наличие в смеси водорода и оксида углерода в концентрация более I % об., а такке метрна свидетельствует об очаге самовозгорания в насыпи растительного сырья.

4. Применен контроль газовоздушной среды для оценки эффективности способа тушения растительных материалов в хранилищах силосного типа, на который получено авторское свидетельство за Л 1560235 от 3 января 1990 года.

5. Предложен расчетный метод определения состава продуктов газовыделения при самовозгорании растительного сырья.

6. Разработана методика проведения газового анализа на предприятиях по хранению и переработки зерна с целью определения га-зовоздуиной среды для контроля состояния растительного сырья на наличие самонагревания, самовозгорания и горения по индикаторным газам с использованием серийного газоаналитического оборудования непрерывного и периодического действия,

7. По результатам работы выпущена "Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности силосов и бункеров на предприятиях по гранению и переработке зерна", "Рекомендации по практическому использованию газоанализаторов на предприятиях Минхлебопродуктов". Указанные рекомендации апробированы при ликвидации аварий и внедрены на предприятиях Минхлебспродуктов Р&.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

I. Вогман Я.П., Холобов В.И., Зуйков В.А., Петров А.П. / Ди-

намика выделения газообразных продуктов // Дукомсльно-элеваторная и комбикормовая промышленность, 198/, № I, С. 39-40.

2. Продукты термосютслигельной деструкции в сялосах и бункерах комбикормового сырья / Вогман Л.Л., Зуйков В.А., Легксбыт В.К. // Пожарная профилактика технологических процессов в промышленности: Об.научя.тр. - М.: ВНШШО, 1У87, С. 35-4Ь.

а. Образование водорода при тушения пожаров комбикормового сырья / Вошан Л.П., ]]утимцев И.И., Жолобов Я.И., Зуйков В. А. // Исследование процессов водспеяного тушения пожаров: Сб.научн.тр. - М.: ШШиО, 1У8У, С. ?2-83.

4. Тушение растительных материалов газовыми и жидкостными составами / Вогман Л.Ц., Зуйков В.А., Щульга А.Н., Колосов В.А. // Средства и спосооы тушения: Сб.научн.тр. - М.: ВНМШО, 1988.

С. 138-143.

5. Взаимодействие воды и водоленнкх средств о комбикормовым сырьем при тушении / Зуйков В.А., Щульга А.Н., Колосов В.А. // Пожарная опасность веществ и технологических процессов: Сб. научн. тр. - М.: ВШШО, 1988, С. 101-10?.

б.Исследование динамики газоввделения при увлажнении растительных материалов / Зуйков В.А., Вошан Л.П., Прсценко Л.С., Дмитриева Т.М. // Проблемы обеспечения пожарной безопасности объектов народного хозяйства: Тезисы докладов IX Всесоюзной научно-практической конференции, 1988, С. 25-26.

7. Взрывы в хранилищах силосвого типа можно предотвратить / Вогман Я.П., Колосов В.А., Щульга А.Н., Зуйков В.А. // Безопасность труда в промышленности, 1988, № 12, С. 61-62.

8. Окислительно-восстановительный механизм самовозгорания материалов ¡растительного происхождения / Путямцев И.И., Вогман Л.П.,

Колосов В.А., Зуйков В.А. // Обеспечение пожарной безопасности объектов защиты: Сб.научн.тр. - М.: ВШИЛО, 1989, С. 91-96.

9. Расчет состава продуктов горения материалов растительного происхождения / Вогман Л.В., Розенбанд В.М., Колосов В.А., Зуйков В.А. // Обеспечение поаарной безопасности объектов защиты: Сб. научн.тр. - М.: ВНШПО, 1989, С. 9S-I02.

10. Условия предотвращения взрыва горючих газовоздушных смесей в хранилищах силосного тияа / Вогман JI.II., Колосов В.А., Ермаков B.C., Зуйков В.А. // Пожаровзрывоопасность веществ, материалов, изделий и технологически процессов: Сб.научн.тр. - М.: ВШИПО, 1990, С. 147-152.

11. Газовый состав продуктов разложения растительного сырья / Зуйков В.А., Колосов В,А., Вогман 1.П. // Пожаровзрывоопасность веществ, материалов, изделий и технологических процессов: Сб. научн.тр. - М.: ВБИИПО, 1990, С. 153-157.

Подписано в печать 19.03.93 г. Т. - 100 экз. Формат 60х 84/16. Печать офсетная Усл.печ.л. 1,39. Уч.-изд.л, 1,2, Заказ № 1/3 ДСП Бесплатно._

Типография ВНШПО МВД РФ 143900, г.Балашха-6