多次爆炸是粉尘爆炸的较大特点。
次爆炸气浪,会把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来,在爆炸后短时间内爆炸中心区会形成负压,周围的新鲜空气便由外向内填补进来,与扬起的粉尘混合,从而引发二次爆炸。二次爆炸时,粉尘浓度会更高。[1]
粉尘爆炸所需的小点火能量较高,一般在几十毫焦耳以上。
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。
粉尘爆炸,指可燃粉尘在受限空间内与空气混合形成的粉尘云,在点火源作用下,形成的粉尘空气混合物快速燃烧,并引起温度压力急骤升高的化学反应。
粉尘爆炸多在伴有铝粉、锌粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等产生的生产加工场所
粉尘爆炸:可燃性粉尘在爆炸极限范围内,遇到热源(明火或高温),火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度极快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能量转化为机械能以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。
为确保聚碳硅烷粉尘作业安全,避免发生火灾爆炸事故,本文按照相应国家测试标准,采用标准测试仪器,对聚碳硅烷粉尘的小点火能、低着火温度、爆炸下限浓度3个火灾爆炸特性参数进行了测试。结果表明:聚碳硅烷粉尘小点火能1.5 mJ<Emin<2 mJ,低着火温度MIT=320 ℃,爆炸下限浓度12 g/m3<Cmin<13 g/m3。结合常见涉爆粉尘火灾爆炸特性参数范围比对分析,结果表明:聚碳硅烷粉尘低着火温度和小点火能均较低、爆炸下限浓度也小,说明该粉尘极易被引爆,安全风险较高。
To ensure polycarbosilane work safely,according to relevant national testing standards and instruments,three fire and explosion characteristic parameters of polycarbosilane dust were tested,including minimum ignition energy,minimum ignition temperature and minimum explosion concentration using the standard instrument.The results show that minimum ignition temperature is 320 ℃,the minimum ignition energy is 1.5 mJmin<2 mJ,minimum explosion concentration is 12 g/m3<Cmin<13 g/bined with the fire and explosion characteristics of common explosive dust,the minimum ignition energy is low and the minimum explosion concentration is small, indicating that the polycarbosilane dust is easy to be detonated.
(1)点燃性及自熄性测试----着点温度的测定、极限氧指数的测定
(2)火焰传播性能及测试----防火涂料性能分级
(3)热释放速率及测试
(4)烟密度及测试
(5)毒及腐蚀性气体测试
(6)火焰穿透性及测试
关于酚醛树脂粉尘和环尘爆炸的研究论文很少,笔者找到了以下这篇文章:中国煤科集团重庆研究院有限公司的覃欣欣等发表的《酚醛树脂粉尘爆炸危险性实验研究》(《工业安全与环保》2015年第41卷第12期),针对工业生产中的酚醛树脂粉尘爆炸问题,运用20L近球形粉尘爆炸特性测试系统, 测试了常温常压条件下酚醛树脂粉尘的爆炸下限、大爆炸压力和大压力上升速率等爆炸特征参数, 分析不同质量浓度与其之间的变化规律,并计算出相应爆炸指数,对爆炸危害等级进行分级。
粉尘爆炸的危害:
(1)具有极强的破坏性。粉尘爆炸涉及的范围很广,煤炭、化工、医药加工、木材加工、粮食和饲料加工等部门都时有发生。如1952—1979年间,日本发生各类粉尘爆炸事故209起,伤亡共546人。近年来,中国发生的粉尘爆炸尤其是系统爆炸,造成了严重损失,仅1987年哈尔滨亚麻厂的亚麻尘爆炸事故,死亡58人,轻重伤177人,直接经济损失882万元。
(2)容易产生二次爆炸。第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来,在爆炸后短时间内爆炸中心区会形成负压,周围的新鲜空气便由外向内填补进来,形成所谓的“返回风”,与扬起的粉尘混合,在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸时,粉尘浓度一般比一次爆炸时高得多,故二次爆炸威力比第一次要大得多。
(3)能产生有毒气体。一种是一氧化碳;另一种是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性气体。毒气的产生往往造成爆炸过后的大量人畜中毒伤亡。
如何防止可燃性金属粉尘爆炸?
制造金属制品时,如果存在五个关键要素,并且当它们同时发生时,金属粉尘就会发生爆炸。因此需要工作场所需要时刻警惕发生可能的悲剧。
燃烧三要素
三种要素组合导致燃烧。这种反应带来了严重的危害,可能导致火灾,随之而来的是破坏和生命的丧失。
第一要素:可燃物
有几种金属暴露在空气中时会燃烧,特别是金属粉末。
第二要素:氧气(空气)
支持和维持可燃物燃烧的成分。氧化剂(如氧气)和可燃物以适当比例混合可能导致燃烧。
第三要素:点火源
也称为活化能,与化学反应相关的温升使得燃料与空气混合物能够点燃。
金属氧化反应
氧化是可能导致自燃的一个过程。当某些金属表面直接暴露于氧气时,会发生放热反应。例如,由于暴露于环境空气的表面积减少,钛锭提供有限的反应性。但是,当粉碎成粉末时,钛金属的高表面积为反应提供了充足的机会。事实上,钛粉是自燃的,会在5分钟内自发点燃。
爆炸五要素
如上所述,五个元素必须同时发生存在才发生爆炸。事实上,有了两个额外的成分,你的燃烧三角形变成了一种爆炸性混合物
第四个要素:粉尘浓度
当我们接近低爆炸浓度水平时,悬浮颗粒物质变得危险。与前4种元素相结合,细金属粉末可能会在闪火中迅速氧化。
第五个要素:空间封闭
在封闭或半封闭空间范围内的粒子分散是有限的。如果灰尘点燃,密闭区域内的气体迅速膨胀将爆燃。某些金属粉末可能会加速反应并导致爆炸暴力。
在制造的金属产品的制造中,当火花进入除尘系统中时,通常会发生爆炸。在大多数情况下,您无法确定点火源。另外,在自清洁过程中,过滤除尘会产生高度可燃的尘埃云,可能随时点燃。
尽管许多情况涉及单个爆炸,但通常会有一系列爆燃。初的爆炸震动通常会震动含尘尘埃的上表面,并且由此产生的尘埃云与相同或不同的点火源一起引发二次爆炸。
这些二次爆炸历来是导致人身伤害和财产损失的主要原因。
粉尘爆炸筛选
中心除了全面了解企业粉尘爆炸特性(包括敏感度参数和烈度参数),为粉体企业或涉粉企业工艺设计、厂房设计、设备选型及事故隐患排查等提供指导;并且规范粉体企业或涉粉企业的安全生产,为粉体或涉粉企业生产、加工、处理、转运或贮存过程爆炸风险防控及安全生产提供技术支撑。
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