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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:【13978】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2014年8月2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围内的粉尘颗粒,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

[敏感词]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,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。[敏感词]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[敏感词]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[敏感词]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小值。

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小百分数。 

粉尘、惰性气体和氧气的混合物不会发生爆炸的大氧浓度。

氧气含量的控制与监测,惰化处理。

6

粉尘云低着火温度

GB∕T 16429
ASTM E 1491/VDI 2263

粉尘云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小值。

适用于可燃性粉尘环境用电气设备的选型和使用