环境中(可燃气体和粉尘)的浓度上限和下限决定了爆炸发生的可能性大小。对于粉尘来说,物质颗粒大小是关键因素。这是为什么ATEX根据起火难易进行分类的原因。
可燃气体和蒸汽
可燃气体和蒸汽广泛存在于石油化工、饮料、植物、加油站、燃气站、油漆、化工、金属、采矿和生物能源等众多行业。
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。
要素:
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)
支持和维持燃烧的成分。氧化剂(如氧气)和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。
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。
在日常生活工作中,渺小的粉尘为何连连引发事故,甚至给人们的人身安全造成威胁?粉尘爆炸是什么?它的威力到底有多大?我们该如何防范?在此,消防为大家进行科普支招,预防类似意外事故再次发生。
所谓粉尘爆炸,是指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。当一定的浓度的粉尘悬浮在空气中,一旦遇到热源,火焰便会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,具有很强的破坏力。
据消防部门介绍,引发粉尘爆炸主要有三要素:一是粉尘必须可燃,不的粉尘不会爆炸;第二个条件是要有助燃剂,比如空气;第三个条件就是要有点燃源,提供燃烧的热源。目前已知的具有爆炸性的粉尘物质主要有7类:金属(如、铝粉);煤炭;粮食(如小麦粉、淀粉);饲料(如血粉、鱼粉);农副产品(如棉花、烟草);林产品(如纸粉、木粉);合成材料(如塑料、染料)等。“在这7类粉尘物质中,又以面粉在家庭中为常见,比如在煤气灶旁边做面点,一不小心就会有爆炸危险,市民不可掉以轻心。”
此外,我们还了解到,粉尘爆炸大的特点和危害性在于容易引发多次爆炸,通常在发生次爆炸后,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,甚至是三次、四次。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,释放能量大,破坏性强。
粉尘云爆炸保护措施
如果爆炸性环境不能被阻止形成和/或无法合理地排除所有可能的点火源,那么粉尘云爆炸有可能发生。在这种情况下应采取爆炸保护措施以保护员工并使设施损失减少到小。应该指出的是,除了采取合理的步骤以降低粉尘云形成/传播的可能性并排除点火源外,爆炸保护措施也应纳入考量。爆炸保护措施包括:
> -设备构造成能够承受工业过程中粉尘爆燃产生的大爆炸压力
> -将爆炸爆炸产物(压力和火焰)从设备泄放到安全的地方
> -在早期阶段检测出爆炸的发生,使用合适的抑制剂抑制爆炸
粉尘是指在空气中依靠自身重量可沉淀下来,但也可持续悬浮在空气中一段时间(包括ISO4225中定义的粉尘和颗粒的固体微小颗粒。
粉尘有多种多样的性质,按不同的物性可分为:吸湿性粉尘、不吸湿性粉尘;不粘尘、微粘尘、中粘尘、高粘尘;可燃尘、不燃尘;高比电阻尘、一般比电阻尘、导电性尘;可溶性粉尘、不溶性粉尘。与空气混合后可能燃烧或闷燃的是可燃性粉尘,可燃性粉尘又分为导电性粉尘和非导电性粉尘。
可燃性粉尘的行业分布
在矿山开采、粉末冶金、粮食加工、食品生产、高分子塑料工业、合成染料和涂料,新型洗涤剂、漂、农药和药品制造业以及植物纤维纺织工艺等普遍存在着粉尘爆炸的危险。
随着生产技术向均质化、流态化发展,出现可燃性粉尘的行业越来越多。如:金属:、铝粉、锌粉;碳素:活性炭、电炭、煤;粮食:面粉、淀粉、玉米面;饲料:鱼粉;农产品:棉花、亚麻、烟草、糖;林产品:木粉、纸粉;合成材料:塑料、染料;、:、。
可燃性粉尘爆炸概念和原理
1、粉尘爆炸。悬浮在空气中的可燃性粉尘(又称之为爆炸性粉尘),当达到爆炸下限以上,遇点火源瞬间发生燃烧,产生高温致使有限空间内燃烧后产生的混合气体迅速膨胀、压力,产生声响的过程。
2、粉尘爆炸的化学反应原理。细小的、悬浮在空气中的可燃性粉尘,是反应(迅速燃烧)的还原剂、而空气中的氧气是反应中的氧化剂,爆炸过程释放大量热量,产生热波、产生破坏力。粉尘爆炸实际上是一种的氧化还原化学反应。
爆炸发生后,有机化合物生成了稳定的二氧化碳和水;金属粉尘爆炸后则生成了高化合价的氧化物,如铝粉(Al)爆炸后,生成三氧化二铝并释放出大量的热量。
除尘器在设计防爆措施中,泄爆装置的设计应按照过程处理物料的理化性质,粉尘爆炸指数,操作温度和压力,生产中压力波动情况,有否反向压力变化情况,要求的开启压力,泄爆口尺寸,围包体容积及其长径比,和通常的操作条件,允许的泄爆压力,围包体材料,有关的泄爆膜强度,有关泄爆框的材料,所需泄压的总面积,安装条件及尽寸等。
铝粉行业安装防爆除尘器后,不仅除尘效果能达到环保要求,而且能有效避免或消弱粉尘爆炸的形成因素,从而达到防爆目。
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