Зерновая пыль

В процессе перемещения и обработки зерна образуется большое количество вредной для здоровья, взрывоопасной пыли. Для ее удаления требуется установка пылеулавливающего оборудования.

Описание зерновой пыли

Зерновая пыль — сложная субстанция, которая состоит из мельчайших частиц почвы, соломы и так далее, попавших в хранилище вместе с зерном, а также из частиц, образующихся в процессе трения зерен о стенки емкости, рабочие части оборудования, друг о друга. Осевшая пыль — это порошок — витающая в воздухе взвесь является аэрозолем.

Для воспламенения аэрозоля достаточно искры или повышения температуры. Моментальное возгорание мелких частичек приводит к взрыву. Ударная волна от первичного взрыва поднимает в воздух порошок, при воспламенении которого происходит вторичный взрыв. Разрушительная сила таких взрывов превышает показатели динамита.

Источники зерновой пыли на предприятиях

Согласно законодательству, каждым зерноперерабатывающим предприятием должно быть получено разрешение на выбросы в атмосферу загрязняющих веществ. Чтобы определить количество выбросов, удельных и валовых, используется специальная методика. Каждый стационарный источник пылевого загрязнения проходит инвентаризацию.

Таблица 1. Средние показатели количества пыли, образующейся при работе различных видов оборудования

Свойства и состав зерновой пыли

Состав зерновой пыли разнообразен: помимо частиц разрушенного зерна могут присутствовать части культурных растений, минеральная пыль (частицы почвы), семена сорняков, споры грибков, насекомые и т.д. Около 5% общей массы составляют частицы, размер которых не превышает 4 мкм.

Показатель предельно допустимой концентрации запыления на рабочих местах зернообрабатывающего предприятия составляет 4 мг/м3. Выбросы в атмосферный воздух поселений любого вида не должны превышать 0,5 мг/м3 (максимально возможная разовая концентрация). Показатель среднесуточной концентрации – не более 0,15 мг/м3.

Пыль зерна легко воспламеняется, что может привести к взрыву. При оценке взрывоопасности учитывается:

Концентрация. При близком взаимном расположении частичек пыли возгорание одних приводит к быстрому нагреву соседних до температур, выше температуры воспламенения, что провоцирует взрыв. Если между частицами пыли недостаточно воздуха, окисление замедляется – вместо взрыва наблюдается медленное горение.
Фракция пылевых частиц. Между пылинками малого размера интенсивность контакта выше, в результате чего взрыв сильнее.
Состав частиц. От химического состава пылевых частиц зависит минимальная температура возгорания, а также показатель минимальной энергии воспламенения.
Уровень влажности пыли. Чем выше показатель, тем меньше риск воспламенения и взрыва, поскольку энергия сначала расходуется на испарение влаги. Параметры окружающей среды (температура возуха, влажность). При повышенной влажности воздуха растет уровень влажности пыли, рассеивается статический заряд.

Чем зерновая пыль вредна для здоровья

Мелкие частицы зерновой пыли легко проникают в органы дыхания. При систематическом воздействии на организм человека может развиться хроническое поражение легких, а также других внутренних органов.

Таблица 2. Перечень заболеваний, развивающихся при регулярном попадании зерновой пыли в организм

Класс взрывоопасности зерновой пыли

Зерновой пыли присвоен третий класс опасности по пожароопасности, взрывоопасности, токсичности. По этой причине функционирование объектов, где зерно хранится, обрабатывается и перерабатывается, контролирует Гостехнадзор РФ в рамках Правил, утвержденных Приказом от 15 ноября 2016 г. № 475.

Вероятность взрыва зерновой пыли появляется при достижении нижнего концентрационного порога взрываемости. Данный показатель составляет 20-40 г/м3 (зависит от продукта). При расчете вентиляционной системы ориентируются на 10% НКПВ. Систему пожарной и взрывобезопасности предписано применять, если в вентиляционной системе концентрация пыли от зерна превышает 2 г/м3.

Аспирация на элеваторах

Элеваторы относятся к объектам, где перемещается и складируется на хранение зерно, и потому они нуждаются в защите от запыления. Аспирация зерна заключается в удалении пылевых частиц из воздуха за счет активного всасывания либо пассивной задержки.

Установка аспирационной системы дает возможность:

защитить здоровье работников;
не допускать опасной концентрации пылевых частиц в воздухе;
предотвратить воспламенения и взрывы;
предохранить объект от разрушения, в случае, когда взрыв все же произошел.

Общее устройство элеватора

Различают элеваторы заготовительные, перевалочные (портовые), производственные и длительного хранения. Элеватор представляет собой промышленное зернохранилище, которое обеспечивает:

Прием зерна с автотранспорта, водного или железнодорожного транспорта.
Обработку и подготовку. Предусмотрено специальное оборудование, чтобы очищать, сушить, калибровать зерно.
Хранение. Зернохранилище обустраивается с использованием металлических силосов и систем их обеспечения.
Отгрузка. Для отпуска зерна задействуются бункеры, транспортеры, пневморукава.

Как очищают воздух при переработке зерна

На этапе переработки зерна требуется аспирация пыли. Специальные установки отсасывают загрязненный воздух и очищают его перед тем, как выбросить в атмосферу либо использовать для рециркуляции.

На элеваторах в России применяют рукавные (или картриджные) фильтры, а также сухие циклоны для удаления пыли из воздуха при:

приемке зерна, очистке, сушке, вентилировании (продувке), отпуске;
очистке зерна с помощью сепараторов;
заполнении и опорожнении емкостей для хранения (силосов, бункеров);
перемещении зерна в системах пневмотранспорта, самотеком, транспортерами.

Безопасное хранение зерна

Чтобы исключить возгорания и взрывы при хранении применяют две технологии:

орошение хранящегося зерна маслом, чтобы уменьшить трение и предотвратить повышение концентрации пылевых частиц в воздухе;
установка аспирации, которые забирают воздух из имеющихся точек пыления и очищают его от пылевых частиц.

В большинстве случаев выбирают вторую технологию и организуют аспирацию завальной ямы. Для пылеочистки на этапе засыпки механизмы засасывания воздуха располагают по всей длине приемного бункера, расположенного ниже уровня земли – завальной ямы. При хранении предварительно очищенного, просушенного зерна в емкости-силосы подают воздух для аэрации и применяют фильтр, чтобы избежать выбросов пыли.

Как очищают помещения от осевшей зерновой пыли

Аспирация элеваторов включает очистку помещений от скопившейся на поверхностях зерновой пыли. При этом необходимо исключить вторичное пыление. Решить проблему позволяют системы вакуумной пылеуборки с высокой производительностью. Их использование помогает сократить время на удаление пыли из помещения и снизить нагрузку на работников.

Фильтры для элеваторов

Зернохранилище нецелесообразно оснащать единой системой фильтрации воздуха. Удобнее и экономически выгоднее использовать отдельные аспирационные установки для каждого источника пыли. Фильтры для элеваторов любой конструкции необходимо регулярно очищать. Уловленная аспирационая пыль отправляется в отходы – ее не требуется вносить в полезный груз.

Циклоны для зерна

Циклоны удаляют пыль, используя инерционный и гравитационный методы удаления загрязнений. Принцип действия установки:

запыленный воздух через патрубок подается в верхнюю часть установки;
поток газа, вращаясь, направляется вниз, к узкой горловине;
частицы пыли, благодаря инерции, оседают на внутренних стенках установки;
вторичный поток их сбрасывает вниз в приемный резервуар;
очищенный воздух отводится вверх по трубе.

К достоинствам циклонов относят:

высокую эффективность;
простую конструкцию и нетребовательность в обслуживании;
надежность и долговечность;
безопасность эксплуатации;
широкий выбор моделей, различающихся по варианту исполнения, размерам, производительности.

Рукавные фильтры

При использовании рукавных фильтров запыленный воздух пропускают через длинные рукава, выполненные из нетканого материала. Воздух проходит через поры, а частицы пыли оседают на внутренней поверхности. Степень очистки зависит от характеристик нетканого материала, скорости подачи воздуха.

В зависимости от модели фильтра, пыль, осевшую на внутренней стороне рукавов, удаляют путем:

импульсной продувки;
виброочистки.

К достоинствам оборудования относят доступную цену, простоту обслуживания, стабильную работу при любом давлении.

Силосные фильтры

Силосы, в которых хранится зерно, в обязательном порядке оснащаются системой пылеудаления. В этом качестве выступает рукавный или картриджный фильтр с виброочисткой либо пневмоочисткой. Преимущество картриджных моделей – большая площадь поверхности фильтра и более высокая степень очистки. Рукавные фильтры дешевле.

Фильтры для транспортировочных механизмов

Транспортировочные механизмы, по которым подается зерно, являются источником пыли. Для очистки воздуха на конвейерах, транспортерах, нориях, а также в местах пересыпки используются специально разработанные аспирационные установки. Это агрегаты с фильтрами рукавного типа. Модели различаются по конструкции и производительности, принципу очистки рукавов (пневмоудар, виброочистка, обратная продувка).

Защита от возгорания во время аспирации

Для защиты от взрывов и возгорания, установки системы аспирации элеватора оснащают:

антистатическими элементами (не дают накапливаться электростатическому заряду либо заземляют его, препятствуют искрению);
взрыворазрядными мембранами (разрываются, пропуская взрывную волну через специальные отверстия, чтобы избежать повреждения корпуса и ценных деталей);
взрывозащищенными клапанами;
специализированными электротехническими устройствами (из сплавов, не склонных к искрению).