粉尘防爆知识

粉尘爆炸粉末工艺安全管理之一目录燃烧粉尘爆炸粉尘爆燃的机理粉尘爆炸的条件粉尘爆炸特点粉尘爆炸影响的因素燃烧-什么是燃烧？燃烧Combustion燃烧是指有热量产生，一般情况下还有光的剧烈的氧化还原反应。燃烧的特点燃烧的条件（三要素和四面体说）燃料空气点火源不受抑制的连锁反应火燃烧-燃烧的形式气体燃烧可燃气体和空气或氧气预先混合燃烧；可燃气体在空气中互相扩散，边混合边燃烧的扩散燃烧。液体燃烧液体在热源作用下蒸发产生的蒸气的燃烧。固体燃烧简单物质直接蒸发成蒸气的燃烧和受热分解产生气态和液态产物的分解燃烧-火焰型燃烧；表面燃烧。燃烧-燃烧速度燃烧速度burningvelocity可燃混合物燃烧时，其火焰前沿阵面在垂直于该前沿阵面方向上的未燃混合物中移动的速度。预先混合的可燃气体在长管中燃烧未燃烧的预混气体火焰前锋u=ds/dt(m.s-1)燃烧-固体的燃烧速度固体的比表面积越大，燃烧速度越快。燃烧速度(a)(b)(c)TotalSurfaceArea010000200003000040000500006000010.50.250.130.060.030.020.01000000燃烧-比表面积S=6/XX粉尘爆炸-什么是爆炸爆炸explosion爆炸是系统的一种非常迅速的物理的或化学的能量释放过程。粉尘爆炸dustexplosion因为可燃性粉尘在围包体或容器内爆燃产生压力而爆裂或裂开的现象。爆燃deflagration在未无反应的介质中燃烧带的传播速度小于音速的燃烧。粉尘爆炸-爆燃机理粉尘空气混合物产生爆燃的过程：热能加在粒子表面，温度上升；粒子表面的分子发生热分解或干馏作用，在粒子周围产生气体；产生的可燃气体和空气混合形成混合气体，同时发生燃烧；由燃烧产生的热进一步促进粉尘分解，燃烧连续传播。金属粉尘爆燃是由于燃烧放出大量的燃烧热加热了周围环境的气体。粉尘爆炸-条件燃料是指各种可燃性固体微粒且在空气中要达到一定的浓度。空气在空气中还有氧，氧和固体燃料微粒发生氧化还原反应。或者其它助燃气体。混合燃料固体微粒分布在空气中，与空气中的氧混合。点火源足够的能量。围包体的密闭性粉尘爆炸-特点粉尘爆炸的燃烧速度、爆炸压力比混合气体爆炸小。粉尘爆炸多数为不完全燃烧，产生的一氧化碳等有毒物质相当多。二次爆炸粉尘爆炸-感度最小点火能量MinimumIgnitionEnergy(MIE)粉尘的最小点燃能量是只最容易点燃的混合物在20次连续试验是，刚好不能点燃是的能量值。最小点燃能量与粉尘的浓度、粒径大小等有关，测试条件不同则测试值也有所不同。例：铝粉10MJ粉末涂料10MJ蛋白粉粉尘爆炸-感度最小点火能测试方法E2019-03GB/T15929－1995粉尘爆炸-感度爆炸极限下限可燃粉尘与空气（或氧）组成的混合物在点火后可以是火焰蔓延的最低浓度。粉尘爆炸-感度粉尘爆炸的感度参数还有:粉尘云最低着火温度粉尘爆炸-烈度爆炸指数Kst粉尘在密闭容器V内爆炸的最大压力上升速度（dP/dt)m所确定的常数。K=（dP/dt）m×V1/3；MPa.m/s粉尘爆炸指数分为级(MPa.m/s)St1级0~20St2级20~30St3级30爆炸指数Kst例：铝粉500MPa.m/s粉末涂料~20MPa.m/s蛋白粉~粉尘爆炸-烈度压力上升速度的定义在爆炸压力-时间曲线的上升段通过拐点引出的切线斜率，等于压力差除一时间差的商。粉尘爆炸-烈度爆燃指数方法E1226粉尘爆炸-烈度爆炸指数Pmax容器内爆炸过程中，压力的最大值。粉尘爆炸-影响因素化学性质和组分粉尘必须是可燃的，对含有过氧基或硝基的有机物粉尘会增加爆炸的危险性。燃烧热越高，越易爆炸。燃烧值例：铝粉1100KJ/Mole,O2粉末涂料蛋白粉粉尘爆炸-影响因素粉尘粒度大小粉尘爆炸的燃烧反应是在粒子的表面发生的，比表面积越大，越易反应，所以粒子直径越小，越易爆炸。一般当可燃粉尘的直径大于400um时，即使用强点火源也不能使其发生爆炸。但当较粗粒子粉尘中含有一定量的细粉尘时，则可是粗、细混合粉尘发生爆炸。粒度减小最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率都会增大；最小点火能和最低着火温度都要减小。粉尘爆炸-影响因素粉尘粒度大小（续）一般爆炸性粉尘在20um到400um之间。放大了的石墨粉尘放大了的钨粉尘粉尘爆炸-影响因素粉尘爆炸浓度粉尘爆炸只在一定的粉尘才能浓度下发生。粉尘爆炸最大压力与最大压力上升速率随粉尘浓度的增加而增大到某一最大值后，又随粉尘浓度的增大而降低。50-100g/m3~2-3kg/m3。粉尘爆炸-影响因素氧浓度粉尘云气相中氧浓度的增加，会使爆炸的烈度和感度都增加。氧浓度降低是，最大爆炸压力和最大压力上升速率减小，粉尘浓度可爆范围变窄。粉尘爆炸-影响因素湿度湿度升高会使爆炸下限升高，但影响不是很大。吸附在粉体颗粒表面的水分会使粉尘爆炸最小点火温度、最小点火能量、最大爆炸压力、最大压力上升速率和Kst值降低。粉尘爆炸-影响因素紊流度初始紊流度是在粉尘云开始点燃时周围气相或粉尘在三维方向上作无规则脉动运动强烈的程度。粉尘点燃或爆燃后，周围的气体膨胀，未燃粉尘云的扰动加剧，紊流度加大，这是第二种紊流度。初始紊流加速了热量流失，提高了最小点燃能量和着火温度。第二种紊流会增大粉尘云中已燃和未燃部分的接触面积，从而加大反应速度、最大压力上升速率和Kst值。