我们在生产过程中,一定要考虑到涉及粉尘的场所、工艺以及操作过程中的粉尘爆炸风险。我们应当委托有资质的单位通过对该粉尘进行实验室分析来鉴定生产过程中的粉尘是否为可燃性、可爆性粉尘以及其爆炸特性。根据粉尘的这些爆炸特性,在涉及粉尘爆炸危险场所的设计中,采用密闭、防爆电气设备、通风除尘、清扫除尘、火源、泄爆、抑爆、隔爆、提高设备耐压能力等控制措施,减小粉尘初始爆炸引起的破坏并有效防止粉尘二次爆炸的产生。
当氧浓度低于某一限浓度时,无论粉尘浓度为多大,粉尘云均不能发生爆炸,该浓度称为该种粉尘的限氧浓度(限氧浓度可查有关资料获得)。控制气氛浓度在限氧浓度以下的惰化称为惰化。通过往气氛中加入惰性气体,但氧浓度仍在限氧浓度之上的方法称为部分惰化。
粉体处理设备内部很难控制粉尘浓度在爆炸限之外,因此惰化是防止形成可爆粉尘云的重要措施,煤粉、金属粉尘和塑料类粉尘通常采用惰化的方法进行爆炸防护。部分惰化虽不能完全防止爆炸的发生,但可增尘的小点火能量(从而减小了点燃频率),并降低爆炸的猛烈程度。
惰化是通过降低氧浓度防止爆炸,或者减少点燃的可能性并降低爆炸猛烈程度的方法。惰化常用于煤粉、金属粉尘和塑料类粉尘等粉体的处理过程。
惰性介质可以采用氮气、二氧化碳、烟道气和用惰性气体稀释到必要含氧量的空气或其它工业废气以及惰性粉尘等。常用的惰化气体为氮气和二氧化碳。
粉尘爆炸的五个要素
发生粉尘爆炸的五个要素是:点火源、、助燃物、封闭空间以及悬浮混合。如果缺少其中的一项的话,粉尘爆炸不会发生。
因此发生粉尘爆炸的主要条件包括:
粉尘具备一定的可燃性
粉尘能够形成粉尘云并可在空气中传播蔓延
粉尘的浓度必须在可爆炸限值范围内
粉尘颗粒大小分布能传播火焰
环境有助燃物可以支持燃烧
必须有点火源
粉尘爆炸有二次爆炸特性。在粉尘爆炸发生后,冲击波导致沉积粉尘被扬起,并被点燃发生爆炸,这种现象被称为二次爆炸,绝大多数粉尘爆炸事故的破坏是二次爆炸造成的。
影响粉尘爆炸的因素有哪些?
粉尘是指分散的固体物质。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。
粉尘爆炸条件:可燃粉尘爆炸应具备三个条件,即粉尘本身具有爆炸性,粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度,有足以引起粉尘爆炸的火源。
较常见的粉尘爆炸有煤粉、面粉、木粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、铝粉、锌粉、、粉等。
但只要我们加强防范措施,这类爆炸还是可以避免的。如采用有效的通风和除尘措施,严禁吸烟及明火作业。在设备外壳设泄压活门或其他装置,采用爆炸遏制系统等。对有粉尘爆炸危险的厂房,必须严格按照防爆技术等级进行设计,并单设置通风、排尘系统。要经常湿式打扫车间地面和设备,防止粉尘飞扬和聚集。
*系统要有很好的密闭性,必要时对密闭容器或管道中的可燃性粉尘充入氮气、二氧化碳等气体,以减少氧气的含量,抑制粉尘的爆炸。
如果粉尘被判定为可燃粉尘的话,那么通常要考虑以下几方面的测试项目:
点燃敏感度
通过A/B类测试,粉尘的爆炸特性得到了确认。那么,我们需要了解其点火敏感度来确定周边环境中所存在的潜在点火源是否可以点燃该粉尘。潜在的点火源可能是静电释放、机械火花(研磨/摩擦)或者高温热表面等。
点火敏感度包括小点燃能量和点燃温度。其中点燃温度又分为:粉尘云点燃温度(MIT-C)和粉尘层点燃温度(MIT-L, LIT)
小点燃能量(MIE)
易燃物质的小点燃能量(MIE)是理想条件下使用电容火花放电或电感放电点燃浓度的材料所需的小能量。在评估静电释放及机械引燃危害时,小点火能是一个很重要的参数。通常有两种方法来测试小点燃能量,纯电容法或者加入电感到已有的电路中(电感法)。电感法使用1 mH 的电感接入对地环路,获得持续的火花。粉尘和空气混合物的小点燃能的测试方法可参见IEC61241-2-3/EN 13821标准,标准推荐了可使用上述两种方法中的任意一种进行,方法的选择取决于数据的应用。
通常电感测试获得的数据会比纯电容测试获得的数据低。通过电感测试获得小点燃能量通常会被小点燃温度一起被使用,以用来决定机械运动过程中产生的各种火花带来的危害。纯电容法获得数据必须用来进行静电危害评估。小点燃能检测方法的确定需要在测试之初进行说明并得到认可。
关于粉尘爆炸性、火灾风险性及热稳定性特征的评估方法贯彻本。先需要评估粉尘是否有爆炸特性。任何此类粉尘都应尽早的在评估阶段得到辨识并在过程分析中得到严格的重视。当评估可能存在燃烧性的粉尘的易燃性以及热稳定性危害时,合适的做法是先评估已知的数据。
对于粉尘的爆炸信息,我们可从从供应商提供的化学品数据表(MSDS or SDS)中获取粉尘可燃可爆性数据,通常在供应商提供的化学品数据表(MSDS or SDS)中包含以下数据:物理化学特性,例如熔点、沸点、稳定性、蒸气压、氧化性、爆炸性以及易燃性。尽管大多数的气体及蒸汽的燃烧危害MSDS中可以查到,但是粉尘类的危害相对有所缺失。有时,一种粉尘会被标注为“非易燃,但是却可能在形成云状集聚物时形成爆炸性环境。”这样的描述有时会被误解为粉尘无论在层状集聚时或粉尘云状时都能表现为易燃特性。因此,我们还需要查阅相关文献(例如美国消防协会NFPA,美国矿业局,因特网上类似材料等)来确定其可燃可爆性。当然,我们也可以通过分析物质的化学结构和分子式进行初步评估,爆炸特性通常会限制发生在一定的官能团组(例如叠氮化物、硝基化合物、过氧化物等)。存在这样的官能团组意味着该物质存在很强的热不稳定性。所以,对于这些物质的粉尘爆炸危害,我们通常也可以认为其产生的粉尘是可燃的。
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