粉尘爆炸特性资料

粉尘爆炸机理及预防措施安全----安全----安全，大家出行要讲安全，饮食起居讲安全，工厂生产更要讲安全，我们生产电池的公司更是要时时讲安全。做为电池生产性企业，安全方面的工作有电气方面的、机械设备操作方面的、电池生产及储存方面的、化学材料方面的、粉尘方面的，下面就粉尘方面的安全知识进行学习，以便预防粉尘爆炸的发生。首先，大家会问，为什么空气中粉尘浓度高了会引起爆炸？这种粉尘一定是易燃物吗？如果是一般的可燃物粉尘会不会引起爆炸？粉尘浓度达到多少会引起爆炸？是不是要有助燃物才会爆炸？随着现代化工业的发展，粉末技术的广泛应用，粉末产物日益增多，这就使粉尘爆炸的潜在危险大大增加。爆炸前固体向蒸发表面提供足够的热量是爆炸的必要条件。通常在固体物质中，产生的热量很容易被固体本身吸收，然而对粉末来说发生氧化的表面积很大而颗粒的体积却很小。因此，极易使温度上升氧化速度增快。氧化本身就是一种放热反应，从而会产生更多的热量，以致很快达到失控状态。在空气中处于爆炸浓度范围内的粉尘云和一个点燃源一旦同时存在一场粉尘爆炸事件就不可避免了。大家知道，一块木材，从点燃到燃烧完所需的时间，比劈开后再点燃燃烧完的时间要长，就是说，同样大的一块木柴，劈开成小的木柴，劈开越细，燃烧的速度越快。原因在于整块的木柴在燃烧时，燃烧只在其表面发生，内部的木材未能接触到氧气，燃烧尚未能开始；木柴劈开后，表面面积增加了，相当于部分原本处于内部的木材同时开始燃烧，燃烧的速度加快了，如果将该木柴变成木粉，并让每一粒木粉都能充分接触氧气，相互之间的距离又很近，一粒木粉燃烧时，其产生的热量可以点燃旁边的木粉的话，一旦有数粒被点燃，木粉之间将一传十、十传百，发生连锁反应，一块木柴完全燃烧时所能释放的能量在瞬间被释放出，高温、气体膨胀产生的巨大压力，以爆炸的形式表现出来（爆燃）。这就是粉尘引发爆炸的原因。煤粉、面粉等可燃物尘粉，混合在空气中的浓度在达到上述条件下都有可能被引发爆燃，助燃物就是空气中的氧气。如果不是可燃物尘粉，或环境中没有氧气，爆燃不会发生。总上所述，粉尘发生爆炸须具备一定的条件和因素，而且粉尘爆炸的危险性也非常大，现总结如下，供大家一起学习，在了解的基础上共同参与预防粉尘的危害。1、粉尘爆炸机理粉尘爆炸是由粉尘粒子表面与氧发生反应所引起的，不像气体爆炸那样，是可燃气物与氧化剂均匀混合后的反应，而是某种凝固的可燃物与周围存在着氧化剂这一不均匀状态中进行的反应。因此，我们认为粉尘爆炸是介于气体爆炸与炸药爆炸两者中间的一种状态。这种爆炸所放出的能量，若以最大值进行比较，则可达到气体爆炸的几倍。但粉尘爆炸与气体爆炸是不相同的，前者所需的发火能比后者要大得多。①给予粒子表面热能，表面温度上升；②粉尘粒子表面分子热分解，或起干馏作用。成为气体，在粉尘粒子周围放出；③放出的气体与空气混合，形成爆炸性混合气体，发火，发生爆炸；④由火焰产生的热量，促进粉粒的分解，放出可燃性气体，与空气混合发火传播。2、产生粉尘爆炸的基本条件①存在某些(特别是可燃、易燃)粉尘，且有足够的量；②存在助燃剂，如氧气、空气(氧气)或氧化剂，且有足够的量；③存在燃烧源：a.明火，如气体火焰、气焊嘴和喷灯的火焰、电弧等；b.火花，如切割和焊接产生的火花、摩擦产生的火花、电火花、静电放电火花、燃烧炉和其他火源产生的火花等；c.被加热的或炽热的物体，如电器灯具、钢材焊缝上、被加热区等；d.加热表面，如干燥炉的热表面、过载的电线、电器仪表、蒸汽管线及其法兰等；e.炽热空间，如干燥室内和加热炉内的空间等；f.摩擦热，如轴承、机器的转动部件、摩擦面等；g.自燃产生的明火及燃烧热；h.化学反应热；i.热射线(如凸透镜)的聚焦热；j燃烧热。以上3个基本条件必须同时具备，且形成了一定浓度的粉尘—空气(氧气)混合气体，才能发生粉尘爆炸。如能消除或避免其中的任何一个基本条件，就可防止粉尘爆炸的发生。即:..（1）粉尘本身必须是可燃性的,且具有相当大的比表面积；（2）粉尘必须悬浮在空气中，与空气混合形成爆炸极限范围内的混合物；（3）有足够的点火能量。1、影响粉尘爆炸的因素：（1）颗粒的尺寸；（2）粉尘浓度；（3）空气的含水量；（4）含氧量；（5）可燃气体含量。颗粒越小其比表面积越大，氧吸附也越多，在空气中悬浮时间越长，爆炸危险性越大。空气中含水量越高、粉尘越小、引爆能量越高。随着含氧量的增加，爆炸浓度范围扩大。有粉尘的环境中存在可燃性气体时，会大大增加粉尘爆炸的危险性。2、粉尘爆炸的特点：①必须有足够数量的尘粒在空气中才有可能发生粉尘爆炸。而尘粒飞扬与颗粒大小及气体扰动速度有关.直径小于10μm的颗粒才能在运动气流中长时间悬浮，形成爆炸尘云。②粉尘燃烧过程比气体燃烧过程复杂，有的粉尘要经过粒子表面的分解或蒸发阶段。即便是直接氧化的颗粒，也只有一个表面向中心延烧的过程。因而感应期长，可达数十秒为气体的数十倍。③粉尘爆炸的起始能量大，达10MJ的量级，为气体的近百倍。④粉尘的燃烧速度和爆炸压力比气体爆炸小，燃烧时间长产生的能量大，故其破坏力也大，产生的能量较高的时候为气体爆炸时的几倍，温度可上升到2000一3000℃。⑤发生爆炸的时候，会有燃烧的粒子飞散，如果飞到可燃物或人体上，会使可燃物局部严重碳化或人体严重燃烧。⑥粉尘爆炸有产生两次爆炸的可能性。静止堆积的粉尘被风吹起悬浮在空气中，如果遇到火源就会发生爆炸。爆炸产生的冲击波又使其它堆积的粉尘悬浮在空气中，而飞散的火花和辐射热成为点火源，引起第二次爆炸，最后整个粉尘存放场受到爆炸灾害。这种连续爆炸会造成极严重的破坏。即:（1）多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点；（2）粉尘爆炸所需的最小点火能量较高，一般在几十毫焦耳以上。（3）与可燃性气体爆炸相比，粉尘爆炸压力上升较缓慢，较高压力持续时间长,释放的能量大，破坏力强。4、爆炸性粉尘的分级、分组5、粉尘爆炸浓度极限表：粉尘爆炸极限包括爆炸下限和爆炸上限。粉尘爆炸下限是在粉尘和空气的混合物中，遇火源能发生爆炸的粉尘最高浓度。一般用单位体积内所含粉尘质量表示，其单位为g/m3。爆炸下限越低，粉尘爆炸危险性越大。不同种类粉尘其爆炸下限不同，同种物质粉尘其爆炸下限也随条件变化而改变。(1)粉尘粒径越小，爆炸下限越低。(2)氧浓度越高，爆炸下限越低。(3)可燃挥发分含量越高，粉尘爆炸下限越低。下表是可发生爆炸的粉尘种类及爆炸浓度极限:类及级粉尘物质引燃温度/℃组别T1-1T1-2T1-3T270270≥T200200≥T140ⅢA非导电性易燃纤维木棉纤维、烟草、纸纤维、亚硫酸盐纤维素、人造毛短纤维木炭纤维非导电性爆炸性粉尘小麦、玉米、砂糖、橡胶、染料、聚乙烯、苯酚树脂可可、米糖ⅢB导电性爆炸性粉尘镁、铝、铝青铜、锌、焦炭、炭黑、钛铝（含油）、铁煤火药、炸药、粉尘黑火药、TNT硝化棉、吸收药、黑索金、泰安粉尘种类粉尘爆炸下极限g/m3起火点℃金属钼35645锑420416锌500680锆40常温硅160775钛45460铁120316钒220500硅铁合金425860镁20520镁铝合金50535锰210450热固性塑料绝缘胶木30460环氧树脂20540酚甲酰胺25500酚糠醛25520热塑性塑料缩乙醛35440醇酸155500乙基纤维素20340合成橡胶30320醋酸纤维素35420四氟乙烯-670尼龙30500丙酸纤维素25460聚丙烯酰胺40410聚丙烯腈25500聚乙烯20410聚对苯二甲酸乙酯40500聚氯乙烯-660聚醋酸乙烯酯40550聚苯乙烯20490聚丙烯20420聚乙烯醇35520甲基纤维素30360木质素65510松香55440塑料一次原料己二酸35550酪蛋白45520对苯二酸506804粉尘爆炸的预防措施物质在生产、加工或使用中易产生粉尘爆炸，应特别注意预防问题，这些物质是:煤粉、木粉、化纤品、棉织品、麻织品、塑料、食品、镁粉、铝粉、硫磺、树脂等。①在设备中造成不可燃性介质气氛是防止设备中粉尘爆炸的有效办法。在这种情况下，粉尘—空气(气体)混合物中的氧含量会减少到火焰不可能扩散的数值(氧的安全浓度一般由试验确定)。在诸如粉状硫磺、多种金属粉末等易燃粉尘的操作过程中应采用不燃性气体(如N2，CO2、烟道气等)。比较容易使用不燃性气体的设备有：磨碎机和空气再循环用的风管、筛子、混合器等。②用气流输送的空气能形成易爆粉尘的颗粒状物料时，必须采用不燃性气体或用不燃性气体稀释至安全范围内的空气。③为保证物料能安全地进行干燥处理，喷雾干燥必须尽可能利用含氧量最低的烟道气。必要时，可用不燃性气体或其他气体将烟道气稀释至氧含量达到安全程度时再用。④消除设备中粉尘—空气混合物的燃烧源是保证可燃分散物料安全加工、操作的一项非常重要的措施。装置、管道和设备的受热表面经常是燃烧源。因此，受热表面温度不允许过高，在任何情况下，受热表面温度均应比粉尘层的引燃温度低5℃。⑤粉尘沉降过程本身就是在密闭设备(或房间)内形成易爆粉尘----空气混合物的过程，因此，使用干式粉尘沉降槽、沉降室(容积大，有出现粉尘大能量爆炸的潜在危险)如干式离心分离机(粉尘在高速运动时会产生较大的静电放电)，就须认真解决防火(含防火花)及导出静电的问题。⑥容器或外壳要有足够强度，能够承受粉尘点燃时产生最大爆炸压力，使爆炸发生在空腔内。⑦容器应设置泄爆装置，粉尘爆炸时把爆炸压力泄出，它可以是一个能打开的门，也可以是一个薄材料制的爆破膜。⑧容器或设备内应设置自动爆炸抑制系统,一旦发生爆炸，在压力升高阶段喷射出灭火介质，以防止压力的进一步升高。⑨在自动爆炸抑制系统中加人惰性气体，如氮和二氧化碳使氧气的浓度降低到不能支持爆炸的程度，直至不能持续燃烧。上述几种方法基本上是去掉点燃所需的条件之一或者使爆炸得以被控制的方式内发生，至于具体的防护方式应取决于设备的大小、产品情况及经济条件。最后需要提及的是，尽管一些火灾爆炸是由于产品或设备中难以预料的因素造成的，但绝大多数仍是人为的失误或设备加工过程中的故障造成的。因此为了把火灾和爆炸造成的危害减少到最低限度，必须对现场工作人员进行严格和不懈的安全教育。多聚甲醛40410对羧基苯甲醛20380塑料填充剂软木35470纤维素絮凝物55420棉花絮凝物50470木屑40430农产品及其它玉米及淀粉45470大豆40560小麦60470花生壳85570砂糖19410煤炭(沥青)35610肥皂45430干浆纸604805结语由于粉尘爆炸的发生给人民的生命财产造成巨大的损害，因此，工业粉尘爆炸防止技术的研究，已成为工业生产安全方面的重大科研课题，而粉尘爆炸的发生机理、爆炸特性及防爆措施等的研究都是工业生产安全科学研究者感兴趣的问题。这些问题的研究可为确保工业生产安全提供指导依据，是认识评价粉尘爆炸危险性的基础，也是寻求有效隔爆措施的依据。因此，粉尘爆炸的研究无疑是具有极其重要的现实意义。