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化学品 新闻公告
粉尘爆炸、涉爆、防爆——如何实现“涉爆而不爆” 发布日期:【2023-07-25】 / 浏览次数:【11985】次

粉尘爆炸多在伴有铝粉、镁粉、锌粉、锆粉、钴粉、铁粉、铝材加工研磨粉、PCB切割、PCB销毁、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、玉米淀粉、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。粉尘爆炸造成的人员伤害和财产损失不可估量,如201482日,江苏昆山工厂爆炸致75人死亡。爆炸系因铝粉尘遇到明火引发的安全事故。为节省不必要不可挽回的损失,保护车间人员人身安全,应严格合规生产,防范于未然。

一、粉尘爆炸形成

粉尘防爆

粉尘爆炸指在爆炸极限范内的粉尘颗粒,悬浮在空气中快速燃烧导致火焰传播,在相对密闭的空间形成很高的温度和很大的压力的现象。打个比方一堆面粉我们用明火难以点燃,但是将这堆面粉鼓入一个密闭空间中,形成粉尘并与空气充分接触,遇到明火瞬间便被点燃整个空间的面粉尘。试想如果是在批量生产中,整个车间内部的面粉尘遇到明火被点燃,产生的爆炸威力巨大,造成的人员伤害和财产损失不可估量。


二、粉尘爆炸涉及的相关行业

1、粮食、食品加工、饲料

粮库、面粉厂、食品加工厂、饲料厂

2、木制品加工

门业公司、地板厂、木材厂、家具厂

3、金属粉体生产

镁粉、铝粉等粉体生产工厂

4、金属加工

汽车零部件工厂(轮毂、刹车片、前格栅、装饰条)、铝合金零件厂(气动阀门的气缸)、精密金属加工企业(笔记本、平板电脑与手机框架)、锁具、摩托车零部件、五金日用品、其它铝制品、钛合金加工。

5、塑料与树脂生产与加工

塑料与粉体生产、喷塑、风力发电风叶、PVC管、合成树脂

6、轻工

食品深加工(淀粉、葡萄糖、果糖)、食糖、方便面、各种冲调饮料(咖啡、奶粉)、调味品厂(干调料、酱油厂)、麦芽厂、啤酒厂。

医药、农药、染料

茶叶、烟草

7、化工

硫磺、煤化工、石油焦

8、能源与建材

火力发电、水泥、炼铁

9、纺织

亚麻、棉纺、化纤纺织、羽绒制品厂

10、港口

煤码头、粮食码头

11、固体废弃物处理

打印机、复印机、计算机销毁

PCB电路板销毁

其它


生产中粉尘云的形成

·工艺本身的原因导致粉尘/空气混合物持续存在

例如提升(斗式提升机、夹皮带机)、水平输送(埋刮板机、皮带机)、粉碎、混合、旋转干燥、喷雾干燥、流化床干燥、气力输送、除尘等。

·沉积粉尘在维修、清扫过程中被扰动

·初始爆炸产生的冲击波扬起沉积的粉尘层。

·粉尘燃烧,导致粉尘层剥离、掉落

 

四、粉尘爆炸涉及的粉尘种类

1、粮食、农产品与食品粉尘 

例如玉米淀粉、小麦面粉、咖啡、糖、奶粉、黄豆粉、鱼骨粉、混合饲料等、烟草、玉米芯。

2、木材粉尘

包括木材加工产生的伴生粉尘,木粉(用于生产纤维素),造纸、基于木材的造粒生物燃料的碎屑等。

3、金属粉或金属粉尘

例如铝粉、镁粉、锌粉、锆粉、钴粉、铁粉等。

4、非金属单质

例如硫、磷、硅等。

5、塑料、合成树脂等聚合物

ABS、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂、环氧树脂等。

6、煤炭类物质

褐煤、烟煤、无烟煤、泥炭、焦炭、石油焦等。

7、化学粉尘

制药行业粉尘

除草剂、杀虫剂

中间体

抗氧化剂、缓释剂

8、纺织纤维

包括天然纤维(例如棉、亚麻、羊毛、羽绒)和化学纤维(例如涤纶、氨纶、腈纶等)

 

五、粉尘爆炸五个要素1. 可燃性粉尘;2. 氧气;3. 火源;4. 受限空间;5. 扩散。

粉尘涉爆

六、粉尘爆炸的发展过程

第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体;第二步是可燃气体与空气混合而燃烧第三步是粉尘燃烧放出的热量,以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘,这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个铺环的逐次进行,其反应速度逐渐加快,通过剧烈的燃烧,最后形成爆炸。这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高,并呈跳跃式的发展。


七、主要危害1. 具有极强的破坏性;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,在爆炸后的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,主要为一氧化碳和爆炸物自身分解的毒性气体。


八、粉尘测试标准及测试项目

 

编号

测试项目

测试标准

意义

实际应用

1

粉尘最小点火能

GB/T 16428
ASTM E2019

使粉尘云点燃并维持燃烧的点火源能量的最小值。

最小点燃能量是防爆方法选择的依据。                如果粉尘的点燃能量MIE<10mJ,则粉尘较易被点燃,通常要考虑惰化方法防爆。

2

粉尘云可爆性

ASTM E1226
VDI 2263/GB/T 16426

判断粉尘本身是否具有可爆性。

决定是否需要粉尘爆炸防护。

3

粉尘云爆炸下限

GB∕T 16425
ASTM E 1515/VDI 2263

反映了常压室温爆炸时,维持粉尘云刚好发生火焰传播的可燃粉尘最低浓度

用于控制工艺设备和管道中粉尘浓度在爆炸下限以下,以防止爆炸发生。

4

粉尘爆炸指数Kst(包括粉尘爆炸最大压力、上升速率)

ASTM E1226
VDI 2263/GB/T 16426

反映爆炸猛烈程度的重要参数,爆炸指数表征压力上升速率,间接反映了火焰传播速度。

用于爆炸泄压设计、爆炸抑制设计、环境通风、隔离、部分惰化。

5

粉尘云极限氧含量

ASTM E 2931
DIN EN 14034-4 /VDI 2263

能使粉尘云中火焰可持续传播的氧气含量的最小百分数。 

粉尘、惰性气体和氧气的混合物不会发生爆炸的最大氧浓度。

氧气含量的控制与监测,惰化处理。

6

粉尘云最低着火温度

GB∕T 16429
ASTM E 1491/VDI 2263

粉尘云最低着火温度是在粉尘云受热、着火时,使粉尘云发生可自持的火焰传播的最低热表面温度。

电气防爆设备的选型 
工业过程及表面温度的控制

7

粉尘层最低着火温度

GB∕T 16430
VDI 2263/ASTM E 2021

粉尘层着火温度反映了粉尘在堆积状态时对点燃的敏感程度。粉尘层着火后通常不会自身发生爆炸,但可成为粉尘爆炸的点火源。 

电气防爆设备的选型 
工业过程及表面温度的控制

8

粉尘层电阻率

GB/T 16427

单位面积与粉尘接触的电极,以单位距离分隔,两电极之间测得的电阻最小值。

适用于可燃性粉尘环境用电气设备的选型和使用