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燃烧特性及预测 | 粉尘爆炸

文章作者:admin 人气:发表时间:2022-06-23 13:12:15

来源:刘涯攀(19安工) 危险化学品管理发表于湖北

粉尘爆炸

    在爆炸品中,有一类分布地非常广泛。上至金属粉尘,下至食品面粉。例如北交大镁粉爆炸事故,就是金属粉尘爆炸。今天小农就带你了解这类爆炸品的本质——粉尘爆炸。

粉尘的燃烧、爆炸危险性

    粉尘爆炸,指可燃性粉尘在受限空间内与空气或其他助燃性气体形成的粉尘云,在点火源作用下,形成的粉尘气体混合物快速燃烧,并引起温度压力急骤升高的化学反应。

    可燃性粉尘显示出燃烧、爆炸危险性通常要具备以下几个条件:

1)细化至可以称其为粉尘,一般多是指粒径在1.0mm以下,当<0.42mm时就具有了爆炸危险性;

2)此可燃性粉尘要悬浮于空气或其他助燃性气体中,达到足够的浓度;

3)要有足够强度的点火源。

粉尘爆炸的特点

1)粉尘爆炸发生爆炸反应的机理与气体混合物爆炸不同。

2)与气体混合物爆炸相比,其感应期较长,点火起始能量高。

3)粉尘爆炸反应速度与压力比可燃气体要小,但它能量密度大、持续时间及反应带较长,爆炸能量总的来说较大,破坏力强。 

4)易引起二次爆炸和中毒。

5)粉尘爆炸也存在着一定的爆炸极限浓度,最小点火能量,惰性物质或氧的极限浓度,最大爆炸压力及压力上升速度等性质,并受到多种因素的影响。

燃烧特性及预测 | 粉尘爆炸(图1)粉尘爆炸影响因素燃烧特性及预测 | 粉尘爆炸(图2)

1) 粉尘的化学性质   

a、燃烧热越大的物质越易引起爆炸,如煤尘、碳、硫等;

b、氧化速度大的物质越易引起爆炸,如镁;

c、容易带电的粉尘越易引起爆炸。

2) 湿度的影响  

    粉尘湿度能影响粉尘的点火敏感度和爆炸强度,湿度增加降低点火敏感度和爆炸强度。

3) 粉尘粒径和比表面积的影响      

    一般来说,粉尘粒径越小,它的爆炸危险性越大。这种趋势并不是无限制的持续下去,存在一个临界粒径,当粉尘粒径小于这一临界粒径时,粉尘云的燃烧速度不再增加。

    爆炸危险性随着粉尘比表面积的增大而增大。

4) 初始温度    

    最小点火能量随初始温度的升高而降低;最大压力随初始温度的升高而降低。

5) 可燃气体或蒸气    

    可燃气体或蒸气增加,粉尘爆炸下限和点火能降低。

燃烧特性及预测 | 粉尘爆炸(图3)粉尘爆炸的特征参数

    粉尘爆炸有多个特征参数,如爆炸极限、最低着火温度、最小点火能量等等。下图为部分常见工业粉尘爆炸特征参数测试数据。

    其中MITC粉尘云最低着火温度;MITL粉尘层最低着火温度LEL粉尘爆炸的粉尘浓度下限MIE粉尘云最小点火能量。