发生粉尘爆炸的首要条件是粉尘本身可燃,即能与空气中的氧气发生氧化反应。如媒尘、铝粉、面粉等。其次,粉尘要悬浮在空气中达到一定浓度(超过其爆炸下限),粉尘呈悬浮状才能保证其表面与空气(氧气)充足接触,堆积粉尘不会发生爆炸;再次,要有足够引起粉尘爆炸的起始能量。只要同时具备上述三个条件,就会导致粉尘爆炸。
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。
粉尘的概念
粉尘是指悬浮在空气中的固体微粒。习惯上对粉尘有许多名称,如灰尘、尘埃、烟尘、矿尘、砂尘、粉末等,这些名词没有明显的界限。国际标准化组织规定,粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。在大气中粉尘的存在是保持地球温度的主要原因之一,大气中过多或过少的粉尘将对环境产生灾难性的影响。但在生活和工作中,生产性粉尘是人类健康的天敌,是诱发多种疾病的主要原因。
粉尘的成分
无机粉尘(如石英、水泥、金属)、有机粉尘(如 谷物、毛发、等)和混合粉尘。
三、粉尘的分类
粉尘按颗粒大小可分:
1、可见粉尘(其粒径大 于10μm);
2、显微粉尘(其粒径为0.25~10μm);
3、超显微粉尘(其粒径小于0.25μm)。
粉尘爆炸的条件
当有机物粉尘在空气中达到一定浓度,它与空气中的氧气具有极大的接触表面。一旦因偶然事故发生燃烧,其蔓延就非常迅速。由于强烈燃烧而产生的大量气体和热量,瞬间来不及散开,使局部压力猛增,发生爆炸。如果措施不当,会在发生连续爆炸。
粉尘燃烧与爆炸,必须同时具有四个条件:
1、易燃粉尘只有在一定的浓度下,尘粒间的距离短到可以彼此相互引燃,并使热量的积累足以引起爆炸。据资料,当面粉在1立方米的空气中悬浮15~20g时,易爆炸。特别是10μm左右的 粒子,当浓度为20g/立方米时,危险性大。这一浓度相当于看2米外的物体模糊不清。
2、粉尘爆炸要有足够的氧气。如果粉尘浓度过高,氧气的数量就相对减少,氧气不足不会造成爆炸。因此粉尘爆炸浓度有一个高的界限,即粉尘在空气中的浓度为65g/立方米。粉尘浓度超 过此界限,一般就没有爆炸的危险。如堆积的面粉就不容易燃烧和爆炸。
3、有点燃粉尘氧气混合物的火源因素。这些因素包括机械磨擦、撞击等产生的热源、电机等各种电器的过热、短路、闪电放电、雷击等带来的火花,以及管理不善而造成物料结块自燃、抽烟等。
4、存在一个有限的封闭空间。使浓度适中的易燃粉尘与氧混合,然后点燃它,如果没有一个有限的容量,就不会形成巨大的压力,粉尘也不会爆炸五、如何预防粉尘爆炸:
1、对作业环境进行防静电、 防火花处理;
2、在通风、开放的空间进行作业,不要在物料流动的环境下作业;3、密封作业管道、清理作业现场。
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,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。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,故二次爆炸威力比次要大得多。
(3)能产生有毒气体。一种是一氧化碳;另一种是(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。
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。
此外,粉尘层比电阻是衡量可燃性粉尘导电性的重要参数,据此可将可燃性粉尘分为导电性粉尘和非导电性粉尘两类,是工业现场设备选型的重要依据;粉尘粒径分布是与粉尘爆炸特性参数值密切相关的重要参数,通常粉尘粒径越小,粉尘爆炸越易发生,爆炸烈度越大,因此,粉尘粒度测试可为粉尘爆炸风险评估尤其是粉尘涉爆场所现场评估提供数据支撑。
关于粉尘爆炸烈度等级,ISO-6184及VDI-3673根据Kst值把粉尘分为如下四个等级。
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