除了大约4万个粮库的料仓以外，在德国木材生产企业、焚化炉和其他工业领域中还有上千座料仓，一旦这些料仓失火则会带来非常严重的后果。因此，如何在料仓中有效地预防暗火至关重要。

德国粮库的粮仓有大约4万个。但在垃圾焚烧、刨花板生产和其他生产领域中还有许多料仓和贮藏设备。由于料仓特殊的环境条件，它有着特殊的潜在风险：1t粮食在暗火燃烧时可以释放出大约7000m3的气体；在这些气体中有1/4的是可燃气体，其中又有一部分是有毒害的气体。在某项实验的框架内，Linde公司对各个可燃气体成分进行了动态分析。检测时使用的实验器是一个高度约1m的金属圆柱筒，圆柱筒的上下各带有一个锥形帽，整个实验器安置了多个检测点。

检测实验的焦点是CO2和H2，希望了解与较小的、较轻的H2分子相比较，较大、较重的CO2分子的特性如何。

H2分子和CO2分子的特性

第一系列的实验是空气中CO2分子的特性：CO2分子的克分子量约为44kg/kmol，明显的比空气约28.8kg/kmol要重，因此可以推测在空气上方的CO2气体会向下沉降。实验器上锥体的容积为整体容积的12.2%，也就是说在完全沉降平衡时下降到底部的CO2气体容积也应是整个实验器容积的12.2%。而实际收集到的为13.5%，也就是说容器底部的CO2体积增加了。

大约150s后，空容器中的浓度达到了最终浓度。在重复进行的这一实验中，容器内部装满了压实的垃圾。此时，在1200s后还没有达到基本稳定的状态。

第二系列的实验是H2的特性实验。H2的克分子量只有2kg/kmol，非常轻、且非常小。H2的物理性能与CO2有着明显的区别。实验时，首先将H2注入试验器的下锥体中，H2之上的是CO2气体。由于空气与H2相互混合构成了一种可爆燃的气体，因此不能使用空气。

这次实验也在150s左右的时间里达到了稳定状态，甚至在试验器装有压实垃圾的重复实验中也再现了这一结果。作为结论，可以说较小、较轻的氢分子可以更快地穿过其他气体而扩散开来；机械障碍物几乎不对H2扩散构成任何阻挡作用，但却对较大、较重的CO2分子有着明显的阻挡作用。这也就是说：当向外释放可燃的暗火气体H2时，H2（与CO一起）会在很短的时间内到达料仓或者贮藏设备顶部的上部空间里。若上部空间中还有空气，则上升的H2和空间相互混合就会产生极易爆燃的危险混合气。在25℃时即使空气中含有的H2比例很少、只有容积比的4%就已经达到了爆燃的临界线了，当温度继续升高时反应的会更快，这也就意味着生产实际中的一颗火花就可能引起一场大爆炸，迄今为止许多料仓爆炸事故的原因或许都可以用这种说法来解释。通过加入阻燃气体可以明显地把爆燃风险降低，例如加入CO2气体，加入N2的效果更好。

可燃气体浓度的动态变化

料仓里的气体密度差异很大。虽然在气密性非常严格的料仓中只有少量有限的空气能够与可燃气相互混合，但混合后的混合气浓度却相当高。相反，在通风良好的料仓中可燃混合气的浓度相当低，甚至完全低于爆燃的极限值。

在料仓中，可燃混合气爆炸的可能性主要取决于混合气的成分。在气密性很好的容器中，不多的氧很快就被消耗掉了，这也就大大地减少了爆燃的可能性，只要不打开仓门从外部获得氧气。由于暗火所生产的气流的释放几乎全部都被抑制住了，因此也减少了炽热气流点燃料仓其他容积的可能性。但是，有毒有害气体的浓度仍然很高，在遇到外部空气进入时仍然有很大的爆燃风险。

N2和CO2气体阻燃性能的比较

在传统的、利用N2阻燃的工艺技术中，通常是通过料仓底部的输气口向料仓内部输入阻燃N2的。输入料仓的N2借助于其相对较小的比重向上运动，同时也通过了暗火的火源地。在经过暗火火源地时也把那里的空气挤了出去，从而实现了利用缺氧来灭火。

但这种方法同时也提高了上升气流把暗火区的火花和残留氧带到松散物料之间的空间中、带到料仓的顶部、引起爆燃的可能性。基于这一原因，从人员、财务和环境保护的角度出发在料仓暗火阻燃时使用N2是最佳的选择。这也就引出了一个有关替代灭火剂的问题，就像用CO2作为灭火剂使用时的问题，CO2的特性使其能够一层层的熄灭存储货物中的暗火，它能阻止氧气的进入，使暗火逐渐熄灭。CO2能够逐步的扩散到存储物资中有暗火的部位，扑灭那里的暗火。人们可以从料仓的上方注入CO2，从而更好地避免产生火花以及爆燃的危险。

在向料仓中注入CO2时必须是完全气化的CO2气体。原则上，可以利用前端的液化CO2气化器来实现CO2的气化，但这种方法价格较高，而且也使得整套设备更加复杂。因此建议使用文杜里气体混合器，这一装置也被称为喷射器或者喷射泵，是一种经济的、技术简单的替代解决方案。利用文杜里气体混合器可把CO2作为气体喷射到料仓的上部空间里，被料仓吸收。气流从混合器的方形出口喷出，分布在整个存储材料的表面。

小结

通过上述实验和观察，可以得出熄灭料仓暗火的下列新措施：

作为灭火剂，CO2的效率比N2好，因为CO2的比重比空气重，能够在松散物料中沉降。当在沉降过程中遇到暗火时会在那里停留很长的时间，因为暗火发热产生的浮力和较重的气体重力相互作用而维持一段时间的相对平衡。沉降的CO2阻止了空气和氧的进入，从而使得暗火处缺氧而逐步熄灭。

应该用文杜里气体混合器将CO2缓慢地、均匀地施加到松散物料表面。

分布在松散物料表面的CO2气体缓慢地扩散到松散物料内部，有效地熄灭那里的暗火和火种。

如CO2本身所展示的那样，它不产生烟尘，灭火时不会妨碍视线。

通常，CO2和N2这样的惰性气体不要从料仓下方注入。因为随惰性气体注入的含氧空气会短时间帮助暗火燃烧。从而有可能从料仓上方的空间里引发爆燃。若必须从下方向料仓内部注入惰性气体时则需保证松散物料和料仓顶部的残留CO2浓度不会带来爆燃。