粉尘爆炸的特点:
粉尘爆炸发生需要3个条件:
①空气中粉尘达到一定的浓度,即处于爆炸上下限内,一般爆炸下限最为人们关注;
②有足够能量的点火源;
③足够的空气或氧气混合接触
哪些粉尘容易发生爆炸?
目前发现具有粉尘爆炸危险的行业主要有: (1)金属行业(镁、钛、铝粉等) (2)煤炭行业(活性炭、煤尘等) (3)合成材料行业(塑料、染料粉尘等) (4)轻纺行业(棉尘、麻尘、纸尘、木尘等) (5)化纤行业(聚酯粉尘、聚丙烯粉尘等) (6)军工、烟花行业(火药、炸药尘等) (7)粮食行业(面粉、淀粉等) (8)农副产品加工行业(棉花尘、烟草尘、糖尘等) (9)饲料行业(血粉、鱼粉等)
防爆技术
防爆技术可分为预防性技术措施和设计性措施。
预防性措施是指使粉尘的浓度低于爆炸下限和粉尘的大量堆积,及消除有效引燃源;设计性措施是指预防爆炸发生的措施难以奏效时而采取的将爆炸危害程度降至安全水平的措施,它包括抗爆、抑爆、隔爆、泄爆等。
抗爆,就是结构本身能够承受爆炸压力,结构本身不发生爆裂。抗爆结构有耐爆炸压力及耐爆炸冲击压力2种,耐爆炸压力设计应遵守压力容器设计制造规范,而耐爆炸冲击压力可适当放宽。一般地:耐爆炸冲击压力为1.5倍的耐爆炸压力。
抑爆,就是将设备内可燃物质爆炸扑灭在初始阶段,从而避免过高爆炸压力的措施,一个成功的抑爆系统能够在爆炸压力1×104Pa时动作,抑制后设备内最大压力低于1×105Pa。抑爆分为2种,一种为被动式,如水袋和阻燃粉末装置,这类装置就是爆炸压力上升到一定范围内,自动破裂抛撒出水或阻燃粉末;一种为主动式,由探测初始爆炸传感器,控制单元及带高压驱动的高速喷洒(HRD)抑爆器组成的智能抑爆装置。
隔爆,就是要为防止1个容器内发生的爆炸沿连接管道传播到后续容器,从而导致系统爆炸,造成更大的损失,然而实际中危害最大的爆炸就是因为隔爆装置不能工作或没有设计。
泄爆,粉尘爆炸会产生高达0.7—1MPa的压力,而泄爆措施可以将上升的压力限制在构件材料强度所能承受的范围内,泄爆对于减轻爆炸危害有着及其重要的作用。
袋式除尘器的防爆措施
1、 控制袋式除尘器内的粉尘堆积量
工业可燃性粉尘危险浓度一般为:20—6000g/m3。通常袋式除尘器是工艺系统最后部分,含尘气体经过管道送入袋式除尘器被捕集形成粉尘层,并通过脉冲反吹清灰落入灰斗。在这些过程中,粉尘在袋式除尘器中浓度很有可能处于上述危险浓度范围之内。因此,要加强系统通风量,特别是清灰要及时,使袋式除尘器和管道中的粉尘浓度低于危险范围的下限。及时把漏斗的灰尘运走,对袋式除尘器的安全正常运行等方面至关重要。
采用连续性卸灰阀,可以保证及时排灰,防止粉尘在除尘器箱体内的堆积。
锁气卸灰装置
2、 清除点火源
在袋式除尘器内点火源主要是以下几种:普通引燃源、冲击或摩擦产生的火化、静电火化及外壳温度等。
①普通引燃源主要是由外界的火源直接带进来,特别是气割火焰和电焊火花,因为袋式除尘器一般均为焊件,对于气割火焰和电焊火花主要是在修理仪器时产生的,所以可通过加强管理,提高工人防爆意识等方面进行控制,在进行仪器修理时还要清除修理部位周围的粉尘。
②冲击或摩擦产生的火花通常是由螺母或铁块等金属物件吸入袋式除尘器发生碰撞引起的火花,其消除方法主要是:在吸尘罩处设置适当的金属网,电磁除铁装置,防止金属进入收尘管道和袋式除尘器中,维修后应及时取出落入管道中金属物质。其次通风机最好布置在袋式除尘器后洁净空气侧,防止金属异物与风机高速旋转叶片碰撞产生火花,并可防止易燃易爆粉尘与高速旋转叶片摩擦发热燃烧。最后管网内的风速要合理,过高风速可使粉尘加速对管道的磨损,试验表明磨损率同风速成立方关系,从而给除尘器内部带来更多的金属物质。
③静电产生的机理现在还没有弄清出,但可以采取必要措施防静电。选用与带电序列中相近的物质,或与带电序列相反的物质组合起来使用,尽量减少接触电位差,那么就可以最大程度的抑制静电的产生。所带的正负电荷自行中和,达到消除静电的目的。其次接地是最主要、最普遍的泄漏措施之一。设备、容器、管道等应保持等电位。根据实际情况,采用分散或集中的接地系统进行可靠接地,其接地电阻要求在1—2Ω范围之内。此外增加导电性,用导体或导电物质代替高绝缘性物质。特别是采用抗静电滤料,这主要是试验表明滤料是产生静电最集中的部位,另外,堆积于滤袋上的粉尘层使空间电场强度增大,有可能击穿空气而发生火花放电。最后可以采用提高环境湿度的办法来泄漏静电,也可以在生产过程中直接掺水。
导静电接地
④保持除尘器外壳的温度不能过高,由于大量粉尘被外壳内壁吸附,外壳温度过高使的粉尘表面受热,获得能量后产生熔融和气化迸发出炽热微小质子颗粒或火花,也形成粉尘的点火源。所以控制好环境温度不可把袋式除尘器放置屋外。
3、 安装泄爆膜
对于袋式除尘器来说,最有效也最经济防爆措施是安装泄爆膜,安装泄爆膜关键在于泄爆面积的计算,泄爆面积太小不起作用,太大又会增加成本。在国际上最常用泄爆面积计算方法是Kst诺摸图法、St诺摸图法。袋式除尘器泄爆位置也很重要,主要靠近易爆发生点,泄爆效果更好。
除尘器泄爆口
4、 隔爆和抑爆
隔爆装置,采用一种紧急关断阀,它是由红外线火焰传感器快速启动气动式弹簧阀而实现的。能够触发安装在距离传感器足够远的紧急关断阀,防止火焰或爆炸波及爆炸物向其它场所传播形成二次爆炸,从而爆炸事故控制的特定区域,避免事态的恶化。如果为小型袋式除尘器易采用被动式有压水袋或阻燃粉末装置,粉尘为亲水物质易采用有压水袋,其它采用阻燃粉末装置;如果为大型袋式除尘器易采用智能高压喷洒装置。
管道隔爆阀
抑爆装置,就是将设备内可燃物质爆炸扑灭在初始阶段,一种为被动式,如水袋和阻燃粉末装置,这类装置就是爆炸压力上升到一定范围内,自动破裂抛撒出水或阻燃粉末;另一种为主动式,由探测初始爆炸传感器、控制单元及带高压驱动的高速喷洒(HRD)抑爆器组成的智能抑爆装置。
5 、其它
1、保护联锁。除尘系统应设置保护联锁装置,当监测装置发出声光报警信号,以及隔爆、抑爆装置启动时,保护联锁装置应同时启动控制保护。
(1)温度检测报警装置,温感达到限值时即声光报警、切断风机
(2)风速检测报警装置,管内风速低于限值时即声光报警、切断风机
(3)压力检测报警装置,除尘器负压达到限值时即声光报警、切断风机
(4)静电接地报警装置,静电导地不畅时即声光报警、切断风机
(5)火花探测器故障检测报警装置,当火花探测装置出现故障时即声光报警、切断风机
(6)其它监视联动报警装置
联动报警装置
2、粉尘爆炸绝大多数都是人员的疏忽造成的,加强人员的管理是最根本和重要的。
①对操作人员进行理论及实践知识的培训,使操作人员意识到粉尘爆炸危险性及如何有效地防尘防爆;
②加强劳动纪律,在工作中必须时刻注意袋式除尘器运行情况;
③绝对禁止在袋式除尘器工作时间对其进行电焊、气割等操作和火进入或靠近工作区。
各种粉末的自燃点及爆炸下限
粉尘名称 |
雾状粉尘的
自然点 ℃ |
爆炸下限
/g·m-3 |
粉尘名称 |
雾状粉尘的
自然点 ℃ |
爆炸下限
/g·m-3 |
蒽 |
472 |
5.04 |
对甲氧基苯酸 |
830 |
5.20 |
萘 |
565 |
2.50 |
对硝基苯酸 |
850 |
10.40 |
甲基苯酚 |
559 |
1.10 |
2-羟基萘酸 |
850 |
20.80 |
对氯苯甲酸 |
850 |
10.40 |
油溶橙R |
890 |
5.20 |
苯邻二(甲)酰氯 |
890 |
20.80 |
油溶升华橙 |
870 |
7.80 |
对硝基苯(甲)酰氯 |
675 |
10.40 |
氯苯甲酰苯甲酸 |
970 |
10.40 |
对硝基苯替二乙胺 |
975 |
31.20 |
苯甲酰基苯甲酸 |
890 |
5.20 |
4-硝基-2-氨基甲苯 |
650 |
5.20 |
氨基氯苯甲酰苯甲酸 |
885 |
5.20 |
联苯胺 |
910 |
5.20 |
沥青 |
- |
15.0 |
六亚甲基四胺 |
410 |
15.00 |
硬沥青 |
580 |
20.00 |
丙烯醇树脂 |
500 |
35.00 |
虫胶 |
- |
15.0 |
香豆酮茚树脂 |
520 |
15.00 |
二苯基 |
- |
12.6 |
木质素树脂 |
450 |
40.00 |
工业用酪素 |
- |
32.8 |
酚醛树脂 |
460 |
25.00 |
染料 |
- |
270.0 |
虫胶松香树脂 |
390 |
15.00 |
酪素赛璐珞粉尘 |
- |
8.0 |
聚乙烯醛缩丁醛树脂 |
390 |
20.00 |
六次甲基四胺 |
- |
15.0 |
石炭酸树脂 |
460 |
25.00 |
Ⅰ级硬橡胶粉末 |
- |
7.6 |
聚乙烯树脂 |
450 |
25.00 |
凝汽油剂 |
450 |
20.00 |
聚苯乙烯 |
490 |
25.00 |
噻吩 |
540 |
15.00 |
合成硬橡胶 |
320 |
30.00 |
面粉 |
- |
30.2 |
有机玻璃 |
440 |
20.00 |
棉花 |
- |
25.2 |
赛璐珞 |
125 |
4.00 |
苯磺酸钠 |
950 |
10.40 |
醋酸纤维 |
320 |
25.00 |
氨基吡唑酮 |
825 |
10.40 |
丙酸纤维 |
460 |
25.00 |
硝基苯二甲酸酐 |
775 |
5.20 |
木纤维 |
775 |
25.00 |
2-氯-5-氨基苯甲酸 |
1010 |
10.40 |
尿素树脂模压物 |
450 |
75.00 |
显影剂rCC |
925 |
10.40 |
邻苯二甲酸 |
650 |
15.00 |
彩色显影剂2 |
945 |
52.00 |
季戊四醇 |
450 |
30.00 |
1-苯基-5-巯基四唑 |
825 |
10.40 |
苯二甲酸酣 |
650 |
15.00 |
苯基氨基硫脲 |
890 |
5.20 |
樟脑 |
466 |
10.00 |
对氨基苯酰氰乙酸酯 |
830 |
10.40 |
松香 |
130 |
12.60 |
二甲基氨异苯邻二酸酯 |
775 |
10.40 |
硫 |
232 |
2.27 |
对硝基苯酰氰乙酸酸酯 |
675 |
10.40 |
酸性萘酚黄 |
1075 |
104.00 |
铝 |
645 |
35.00 |
酸性铬红 |
920 |
41.60 |
铝粉末 |
- |
58.0 |
酸性铬黑C |
900 |
42.00 |
铁 |
315 |
120.00 |
醇溶硝基清漆黄3 |
975 |
41.60 |
镁 |
520 |
20.00 |
醇溶硝基清漆橙2KC |
975 |
72.80 |
锰 |
450 |
210.00 |
油溶棕 |
1100 |
5.00 |
硅 |
775 |
160.00 |
油溶红A |
910 |
7.8 |
锡 |
630 |
190.00 |
钛 |
480 |
45.00 |
鱼肝油蛋白 |
520 |
45.00 |
钒 |
500 |
220.00 |
硬脂酸铝 |
400 |
15.00 |
锌 |
680 |
500.0 |
烟煤 |
610 |
35.00 |
锆(雾状粉尘产生静电) |
|
40.00 |
煤末 |
- |
114.0 |
道氏合金(含镁8.5%以上|) |
430 |
20.00 |
肥皂 |
430 |
45.00 |
铁钛(低碳) |
370 |
140.00 |
硫磺 |
190 |
35.00 |
铁硅(89%Si) |
860 |
425.00 |
硫磺 |
- |
2.3 |
镁-铝(50%~50%) |
535 |
50.00 |
木粉 |
430 |
40.00 |
紫花苜蓿 |
530 |
100.00 |
木质 |
- |
30.2 |
棉纤维 |
440 |
50.00 |
木屑 |
- |
65.0 |
脱水柑皮 |
490 |
65.00 |
硫矿粉 |
- |
13.9 |
三叶草籽 |
470 |
60.00 |
硫的磨碎粉末 |
- |
10.1 |
谷物淀粉(加工的) |
470 |
45.00 |
页岩粉 |
- |
58.0 |
磨碎的干玉米芯 |
400 |
30.00 |
泥碳粉 |
- |
10.1 |
桐籽 |
540 |
70.00 |
电子尘 |
- |
30.0 |
脱水大蒜 |
360 |
100.00 |
胶木碳 |
- |
7.6 |
脱水豌豆 |
560 |
50.00 |
亚麻皮屑 |
- |
16.7 |
脆花生 |
570 |
85.00 |
奶粉 |
- |
7.6 |
米 |
490 |
45.00 |
茶叶粉末 |
- |
32.8 |
大豆 |
560 |
40.00 |
烟草粉末 |
- |
68.0 |
麦粉 |
470 |
60.00 |
松香 |
- |
5.0 |
粉尘爆炸极限表补充:
粉尘种类 |
粉尘 |
爆炸下极限 g/m3 |
起火点 ℃ |
金属 |
钼 |
35 |
645 |
锑 |
420 |
416 |
锌 |
500 |
680 |
锆 |
40 |
常温 |
硅 |
160 |
775 |
钛 |
45 |
460 |
铁 |
120 |
316 |
钒 |
220 |
500 |
硅铁合金 |
425 |
860 |
镁 |
20 |
520 |
镁铝合金 |
50 |
535 |
锰 |
210 |
450 |
热固性塑料 |
绝缘胶木 |
30 |
460 |
环氧树脂 |
20 |
540 |
酚甲酰胺 |
25 |
500 |
酚糠醛 |
25 |
520 |
热塑性塑料 |
缩乙醛 |
35 |
440 |
醇酸 |
155 |
500 |
乙基纤维素 |
20 |
340 |
合成橡胶 |
30 |
320 |
醋酸纤维素 |
35 |
420 |
四氟乙烯 |
- |
670 |
尼龙 |
30 |
500 |
丙酸纤维素 |
25 |
460 |
聚丙烯酰胺 |
40 |
410 |
聚丙烯腈 |
25 |
500 |
聚乙烯 |
20 |
410 |
聚对苯二甲酸乙酯 |
40 |
500 |
聚氯乙烯 |
- |
660 |
聚醋酸乙烯酯 |
40 |
550 |
聚苯乙烯 |
20 |
490 |
聚丙烯 |
20 |
420 |
聚乙烯醇 |
35 |
520 |
甲基纤维素 |
30 |
360 |
木质素 |
65 |
510 |
松香 |
55 |
440 |
塑料一次原料 |
己二酸 |
35 |
550 |
酪蛋白 |
45 |
520 |
对苯二酸 |
50 |
680 |
多聚甲醛 |
40 |
410 |
对羧基苯甲醛 |
20 |
380 |
塑料填充剂 |
软木 |
35 |
470 |
纤维素絮凝物 |
55 |
420 |
棉花絮凝物 |
50 |
470 |
木屑 |
40 |
430 |
农产品及其它 |
玉米及淀粉 |
45 |
470 |
大豆 |
40 |
560 |
小麦 |
60 |
470 |
花生壳 |
85 |
570 |
砂糖 |
19 |
410 |
煤炭(沥青) |
35 |
610 |
肥皂 |
45 |
430 |
干浆纸 |
60 |
480 |
概念:
爆炸的概念:爆炸是指物质的状态和存在形式发生突变,在瞬间释放出大量的能量,形成空气冲击波,可使周围物质受到强烈的冲击,同时伴随有声或光效应的现象。
爆炸极限的概念:爆炸极限是可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合后,遇火会产生爆炸的最高或最低浓度。——国家标准《消防术语》
最低浓度——爆炸下限(LEL)
最高浓度——爆炸上限(UEL)
1.粉尘本身是可燃粉尘非燃性粉尘是不会发生爆炸的,燃粉尘除前述外,还有茶叶、中药材维、硫磺粉尘等。
2.粉尘必须悬浮在空中,并与空气混合达到一定浓度粉尘能否悬浮在空中要害在于粉尘微粒,只有直径小于l0um的粉尘其扩散作用才大干重力作爪,易形成爆炸“层云”。粉尘爆炸下限一般为20~60g/m3,爆炸上限为2~6kg/m3。
3.火源必须具有一定能量粉尘爆炸需首先加热或熔融蒸发或热解出可燃气体,因此需较多的热量。粉尘爆炸的最小引爆能达10毫焦以上,为气体爆炸的近百倍。此外,空气中的湿度不能太大,否则也不会发生粉尘爆炸。
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