粉尘爆 炸的成因和预防.docVIP

粉尘爆炸的成因和预防 粉尘爆炸的充要条件 ①、 足够的可燃性粉尘浓度 ②、 足够的氧浓度 ③、 足够的点火能量 ④、 足够的粉尘分散程度 ⑤、 足够空间封闭程度 粉尘爆炸事故在各类设备中的频率分布 粉尘爆炸机理 粉尘爆炸是气—固多相，快速，非稳态，高温，高压十分复杂的反应过程。 粉尘爆炸的实质是：可燃性粉尘快速燃烧+火焰在未燃粉尘之中的传布。 粉尘爆炸有二种情况，一种是有点火源的爆炸和不需要点火源的爆炸。 1可燃性粉尘的燃烧 1） 自燃：在无明火点燃的条件下，在常温或外部热源作用下粉尘不断氧化放热而升温导致的自发性着火燃烧。 ①、 不同粉尘的氧化速率是不同的 ②、 粉尘粒径越小，单位体积内表面积越大，则氧化反应越快 ③、 由于粉尘内温度不均和悬浮时间短，因此理论自燃温度比实测值稍低。 2） 点火源： ①、 明火：如管道内壁上留有粉尘，在管道外进行焊接作业，管内粉尘被点燃，遇到周?围粉尘云引起爆炸。 ②、 热表面：由于机械摩擦，轴承过热，皮带打滑等原因使设备表面温度升高，温度达?到粉尘云的最低着火温度。 ③、 阴燃：球磨机、混合机在研磨和冲击产生的热量被粉料吸收发生阴燃（或燃烧），如?果阴燃（或燃烧）的粉尘云随生产过程进入经常出现粉尘云的料仓或除尘机等地方，那么会使后面粉尘云引起燃烧或爆炸。 ④、 机械火花：机械冲击或研磨，脱落的螺钉随粉尘进入料仓撞击混凝土筒仓壁或斗提?机料仓与壳壁碰撞，铜制工具从高处跌落至钢制地板上，快速工作的料门与机座相撞击都可能撞击出火花，若周边有可燃性粉尘云时，会引起燃烧和爆炸。 ⑤、 电火花：电路断开或短路，大电流接触器，继电器电动机起动或停止。 ⑥、 静电火花：积聚在绝缘的，未接地部件或粉体本身上所带的电荷经过空气间隙对地放电。?如粉体的输送或贮存中易产生静电火花的地方有： a）、 绝缘的料仓经星形给料机将料排入一个已接地的下方容器中此时在星形给料机?内部已排空的间隙中产生静电火花放电。 b）、 绝缘管中高速气力输送粉体或在内衬有塑料层的钢管中输送物料，由于摩擦生?成了双电层，则有可能在出口处发生扩展电刷形成放电。 c）、 在气力输送管道中用玻璃或耐热有机玻璃作检查视窗。 d）、 粉体连续冲击绝缘表面。 e）、 绝缘的传送皮带或输送机快速运动，或导体材料涂以高电阻绝缘层。 f）、 绝缘材料做的筒仓或大容器装料斗，内部涂以高绝缘层的金属容器。  2火焰的传布与压力升高 粉尘云着火后，如周围有足够的粉尘和氧气，那么燃烧的火焰向未燃烧的粉尘云传布，如 果在密闭的或部分密闭的空间燃烧，那么气体的温度和压力都会升高。 ? ? 影响粉尘爆炸的因素 1粉体本身的物理、化学特性 ①、 粉尘粒径越小，最大爆炸压力和最大压力上升速率都会增大。粒径小于50μm时对爆炸烈度的影响更为明显。 ②、 粉体的燃烧热值越大，则爆炸时越猛烈 例如：铝粉Al2O3燃烧热值O2=1100KJ/mol，聚乙稀CO2H2O燃烧热值O2=390KJ/mol 2粉尘云的特性 ①、 粉尘爆炸最大压力Pmax和最大压力上升速率dp/dt,随粉尘浓度而增大，但达到一?个最大值后，粉尘浓度再增加时，Pmax和dp/dt又降低了。 ②、 粉尘云气相时的氧浓度增加，会使爆炸的猛度和感度都增加。 ③、 粉尘的湿度（含水分量）增大时，点燃爆炸所需耗热量变大而且湿度增大会使粉?体颗粒变大，使爆炸的感度和猛度都下降。 ④、 紊流度。紊流是粉体点燃时的流动状态，由于粉尘云在设备中流动而设备内有各?种形状的接口，会使粉尘云的紊流度增加，使粉尘云中已燃的和未燃的部分接触面积增大，从而加大反应速度和最大压力上升速率。但是紊流度增大后，加速了热量的流失，使最小点燃能量增加。 ⑤、 分散程度：粉尘浓度在不同的位置内受容器体积的限制，所以分布是不均匀的。 3外界条件 ①、 初始压力：粉尘云的初始压力增大，会使最大爆炸压力Pm和最大压力上升速率 dp/dt成正比增大。 ②、 初始温度：粉尘云的初始温度越高，会使粉尘燃烧速率加快，压力上升速率加大， 爆炸下限值会降低，也就越易爆炸。 ③、 点火源的位置：点火源在包装体（容器）的中心位置或管道末端，爆炸的猛 度最大。 ④、 包装体的形状：长径比大于5的设备中，火焰前沿的紊流加强了未燃区粉尘云的 扰动，从而加剧了爆炸。 ⑤、 惰性物质加入：惰性物质加入会吸收热量降低粉尘燃烧性，但惰性物质加入量不 易控制好。 防止粉尘爆炸的措施 1可燃物浓度控制 在实际应用中，主要是控制可燃性粉尘的浓度在爆炸下限以下，而在气力输送和生产设备内部常控制可燃物浓度在爆炸上限以上。 除尘器是降低可燃性粉尘浓度的重要设备。 2减少粉尘的产生量 尽量简化粉料的装卸工艺。避免多次提升。因为反复提升会使粉料的破损率提高，从而加大产尘量。 3其它方法 ① 控制投料配比