粉尘爆炸的条件
粉尘的火灾爆炸事故多发生在煤矿、面粉厂、糖厂、纺织厂、硫磺厂、饲料、塑料、金属加工厂及粮库等厂矿企业。这与粉尘爆炸所需条件有关。粉尘爆炸本身是一类特殊的燃烧现象,它也需要可燃物、助燃物和点火源三个条件。
1、粉尘本身是可燃粉尘。可燃粉尘分**粉尘和无机粉尘两类。**粉尘如面粉、木粉、化学纤维粉尘等,基本是可燃的。而无机粉尘包括金属粉尘和一部分矿物性粉尘(如煤、硫等),也都是可燃粉尘。黄沙和尘土的粉尘也很微小,但由于它们本身不能够燃烧,因此不具危险性。
2、粉尘必须悬浮在助燃气体(如空气中),并混合达到粉尘的浓度爆炸极限。粉尘在助燃气体中悬浮是由于粉碎、研磨、输送、通风等机械作用造成的。大粒径的粉尘一般沉降为只有燃烧能力的沉积粉尘,只有小粒径的粉尘才能在助燃气体中悬浮。同时,爆炸粉尘的危险性也用浓度爆炸极限下限来表示,一般是20-60g/m3,低于这个浓度,难以形成持续燃烧,更谈不上爆炸。
3、有足以引起粉尘爆炸的点火源。粉尘具有较小的自燃点和较小点火能量,只要外界的能量**过较小点火能量(多数在10mJ-100mJ)或温度**过其自燃点(多数在400℃-500℃),就会爆炸。
当上述三个条件同时满足时,就可能发生粉尘火灾爆炸事故。
粉尘爆炸测试包括:
MIE 较小点火能测试
MIT 粉尘云较低着火温度测试
粉尘层较低着火温度测试
Pmax 粉尘云较大爆炸压力,
(dp/dt)max 较大爆炸压力是上升速率,
MEC 较低爆炸浓度,
LOC 极限氧浓度。
粉尘爆炸特性测试系统用于测试在设定的实验条件下粉尘云爆炸的较大爆炸压力Pmax ,较大压力上升速率(dp/dt)max(较大爆炸指数Kmax), 爆炸下限LEL(或较低爆炸浓度MEC)以及极限氧浓度LOC,评价粉尘云的爆炸危险性。 该系统要求能够符合EN14034-1/2/3/4,ISO 6184/1,GB/T1625,GB/T 16426等标准的要求,在实验室条件下模拟真实工况环境中的粉尘爆炸,通过评价测试所得的数据,针对潜在爆炸性环境中工作的安全与健康进行预防及指导。
MIETA较小点火能测试仪用于测试能够引起粉尘云爆炸的火花较小能量,评价粉尘云的潜在爆炸危险性。仪器由粉尘扩散装置哈特曼管,能量控制箱和电压图表记录器组成。能量控制箱可提供从4mJ到2000mJ的火花能量,较大充电电压为15kV;电压图表记录器可记录电容放电过程中的电压变化,计算出电弧真正释放的能量大小。本测试符合ASTM E2019-03,IEC 61241-2-3,GB/T 16428《粉尘云较小着火能量测定方法》要求。
粉尘爆炸危险潜伏在粉末处理的操作过程中,其影响可能是灾难性的,会导致巨大的财产损失,并且对人员生命造成严重威胁。对易燃性,点火灵敏度和爆炸强度的全面理解是安全处理粉尘的关键。实验室测试是对相关参数定性定量分析的一个重要部分。粉尘与空气混合,能形成可燃的混合气体,若遇明火或高温物体,较易着火,倾刻间完成燃烧过程,释放大量热能,使燃烧气体骤然升高,体积猛烈膨胀,形成很高的膨胀压力。燃烧后的粉尘,氧化反应十分*,它产生的热量能很快传递给相邻粉尘,从而引起一系列连锁反应。
MITTA较低着火温度测试仪是测试粉尘云在加热环境中发生着火敏感度的一种方法。大量的粉尘扩散在加热空气中,当空气的温度足够高时,可能会导致自发燃烧。此设备就是用于测试可燃粉尘云的较低着火温度,符合IEC 61241-2-1:1994,EN 50281-2-1:1999和GB/T 16429《尘云较低着火温度测试方法》要求。
粉尘层测试可测试堆积在热表面上特定厚度粉尘的较低着火温度.此方法用于标明电子设备在危险区域(多尘环境)的温度级别”T”.这也适用于与暴露在有粉尘薄层堆积的热表面的环境中的其他工业设备. 符合IEC61241-2:1994和EN 50281-2-1:1998标准.
有几种金属能发生剧烈反应,特别是420微米以下的颗粒状金属微粒。它们可能表现为粉末、灰尘或烟雾。这些金属主要用于运输行业(包括航空和汽车等)。虽然这种制造设备很少,但需要高科技金属的技术进步正在上升。
事实上,在未来几年内,对含有高度可燃金属的机加工复合材料的需求将大幅增加。这里列出了工业中较常用的高爆炸性金属。
铝
密度低、可塑性好、耐腐蚀。铝是地壳中较丰富的金属,其次是铁作为较常用的金属。其多重特性和多功能性使其难以列出在其制造过程中使用铝的应用数量。转化过程中释放的有毒气体使工作人员暴露于可能导致铝尘肺的肺部感染。吸入铝烟气的焊工特别有风险。铝粉是自燃的。另外,铝与水反应产生氢氧化铝和氢气,从而导致潜在的爆炸性环境。
镁
可锻性和耐腐蚀性。镁比铝密度低三分之一。它是地壳中*五丰富的金属。它通常与铝合金一起,特别是在航空**应用中。镁粉以粉末形式放热反应,这就解释了为什么它也用作化学和制药工业的试剂。吸入氧化镁烟雾会引起金属烟雾热,伴有咳嗽和发热的呼吸道刺激可能导致慢性疾病。
钛
*七丰富的金属,钛提供了非常低的密度,高延展性,以及较好的抗磨损,耐腐蚀和较端温度的能力。它是生物相容性的,并且较常见于医用假体中。钛用于航空**(如涡轮动力飞机),汽车(例如:棒,弹簧,阀门),军事(如:屏蔽)等各种应用场合。地球上开采的钛有5%是来提炼金属的,其余部分转化为二氧化钛TiO2,通常用于生产涂料、纸张、塑料、橡胶和各种其他产品的白色颜料。粉末状时,钛会造成严重的火灾危险。粉尘吸入可能导致伴有咳嗽和胸痛的呼吸困难。接触灰尘可能会刺激皮肤和眼睛。
铌
大量用作特种钢的成分,铌在保持延展性的同时改善材料性能,如机械强度和韧性。它被用于生产用于汽车、航空、军事、医疗和石化行业的**级合金,如管道、桥梁、核反应堆、**级磁体和焊条等等。与上述其他金属一样,铌粉代表着潜在的火灾和爆炸危险。吸入细尘颗粒对工人健康有害,因为金属被**体吸收并倾向于在骨组织中积累。这干扰钙作为酶系统的激活剂。它也会导致眼睛和皮肤发炎。
钽
与铌密切相关的是,这两种金属起初被认为是相同的元素。钽具有耐腐蚀性和耐热性,使其成为制造电容器的理想选择。它也在手机、电脑零件以及高科技电子汽车产品中被发现,这些汽车产品现在已经成为汽车中较受欢迎的功能。钽还被用于制造**级合金(航空学)、化学工业、制造手术器械和植入物(因为它不与体液反应)、光学器件和过滤X射线。钽粉易自燃,吸入有害于工人健康。细颗粒会刺激粘膜,皮肤和眼睛。
粉尘是指在空气中依靠自身重量可沉淀下来,但也可持续悬浮在空气中一段时间(包括ISO4225中定义的粉尘和颗粒的固体微小颗粒。
粉尘有多种多样的性质,按不同的物性可分为:吸湿性粉尘、不吸湿性粉尘;不粘尘、微粘尘、中粘尘、高粘尘;可燃尘、不燃尘;高比电阻尘、一般比电阻尘、导电性尘;可溶性粉尘、不溶性粉尘。与空气混合后可能燃烧或闷燃的是可燃性粉尘,可燃性粉尘又分为导电性粉尘和非导电性粉尘。
可燃性粉尘的行业分布
在矿山开采、粉末冶金、粮食加工、食品生产、高分子塑料工业、合成染料和涂料,新型洗涤剂、漂白粉、农药和药品制造业以及植物纤维纺织工艺等普遍存在着粉尘爆炸的危险。
随着生产技术向均质化、流态化发展,出现可燃性粉尘的行业越来越多。如:金属:镁粉、铝粉、锌粉;碳素:活性炭、电炭、煤;粮食:面粉、淀粉、玉米面;饲料:鱼粉;农产品:棉花、亚麻、**、糖;林产品:木粉、纸粉;合成材料:塑料、染料;火药、炸药:黑火药、TNT。
可燃性粉尘爆炸概念和原理
1、粉尘爆炸。悬浮在空气中的可燃性粉尘(又称之为爆炸性粉尘),当达到爆炸下限以上,遇点火源瞬间发生燃烧,产生高温致使有限空间内燃烧后产生的混合气体*膨胀、压力增大,产生声响的过程。
2、粉尘爆炸的化学反应原理。细小的、悬浮在空气中的可燃性粉尘,是反应(*燃烧)的还原剂、而空气中的氧气是反应中的氧化剂,爆炸过程释放大量热量,产生热波、产生破坏力。粉尘爆炸实际上是一种特殊的氧化还原化学反应。
爆炸发生后,**化合物生成了稳定的二氧化碳和水;金属粉尘爆炸后则生成了高化合价的氧化物,如铝粉(Al)爆炸后,生成三氧化二铝并释放出大量的热量。
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