静电放电点燃粉尘能力探讨

1、前言 现代工业许多部门,涉及到的粉尘大都具有爆炸性,而且粉尘在加工、输送、储存、收集过程中易积累大量的静电。目前,国内外对粉尘的爆炸特性、爆炸机理、静电起电规律都进行了一些研究,但对荷电粉尘的放电规律、静电放电引燃粉尘的具体条件和因素的研究,还不象静电放电引燃可燃气体那样深入,还有待于从理论和实验两方面进行深入的研究。本文就现有的报导和资料     

静电增强纤维过滤压力降的理论推导

要从假设粉尘为大小均一的球体、粉尘沉降过程视为沉降于滤料层及形成粉尘层两个阶段出发，认为荷电粉尘由于极化力而有形成“粉尘粒子串”的趋势，从而推导了静电增强纤维非稳态过滤压力降理论模型。     

静电-纤维过滤影响因素的分析

我们对静电-纤维过滤进行了多年的实验研究。研究结果表明,静电-纤维过滤较普通纤维过滤有着过滤效率高、阻力低的特点。但同时注意到,有许多因素对过滤效果产生影响,只有对这些影响因素加以充分分析并采取解决办法,才能使静电-纤维过滤产生良好且稳定的效果。1 过滤中存在的两种现象 静电-纤维过滤是指:含尘空气或气流通过一荷电段,在高压电晕线和接地极板间通过,使粉尘荷电,荷电后的粉尘被气流带入过滤段进行过滤。我们认为,静电-纤维过滤较普通纤维过滤效率提高主要是由于静电作用而使单一纤维效率增加造成的。荷电后的粉尘在过滤过程中存在着粉尘二次飞扬及粉尘间的静电凝并现象。     

静电增强纤维过滤压力降的理论推导

从假设粉尘为大小均一的球体、粉尘沉降过程视为沉降于滤料层及形成粉尘层两个阶段出发,认为荷电粉尘由于极化力而有形成“粉尘粒子串”的趋势,从而推导了静电增强纤维非稳态过滤压力降理论模型。     

ESP内沉积粉尘层积累电荷对收尘性能影响的研究

基于对线板式ＥＳＰ内沉积粉尘层积累电荷的理论研究,对前人未能解释的现象给予解释;针对沉积粉尘层电荷积累和泄露过程提出了新的见解,且推导出了粉尘层积累电荷对粒子荷电量和粉尘层电场分布影响的表达式,从而导出了粉尘层积累电荷对ＥＳＰ收尘性能影响的理论表达式。所有这些研究为完善非稳态静电收集理论提供了依据。     

瓶级聚酯切片静电起电特性试验研究*

为了分析瓶级聚酯切片（PET）生产过程中分析筛处理量对其静电带电特性的影响,基于颗粒振动摩擦带电模拟试验,研究单颗粒PET振动摩擦带电饱和量以及多颗粒PET振动带电荷质比数据。结果表明:瓶级PET产品静电半衰期超过80 ks;PET单颗粒与金属分析筛碰撞摩擦时带电量随振动时间增加趋于饱和,且单粒子荷质比大小可超过16 nC·g-1;随着分析筛内PET总质量增加,PET颗粒间碰撞几率增加,但PET的荷质比值迅速降低。利用工业振动筛处理PET时,应尽量提高总颗粒处理量以控制颗粒带电,抑制静电对粉尘吸附作用,有利于脱除切片中携带的粉尘。     

双极不对称预荷电静电增强过滤除尘技术的应用

双极不对称预荷电静电增强过滤除尘技术 ,是国家“九五”科技攻关课题所取得的成果之一 ,该技术采用双极不对称荷电增强方式 ,将普通静电增强效果与粉尘凝并机能有机地结合在一起 ,既提高了过滤除尘器的收尘效率 ,尤其是呼吸性粉尘的效率 ,同时又极大地改善了滤料粉尘层的结构 ,可显著地降低过滤阻力增值 ,节约运行能耗。笔者研究的该技术应用于焊接车间的焊接烟尘的治理上 ,取得了良好的效果。现场测试表明 ,该技术对焊接烟尘的滤除效率提高了 3% ,尤其对微细粉尘效果显著 ,2 μm粉尘穿透率相对下降了 4 7%。采用超细滑石粉高粉尘负荷测试结果表明 ,过滤阻力增值降低达 30 % ,清灰效果明显改善     

混合药物粉尘输运过程静电特性实验研

兽药制药粉尘加工工艺过程中,由于粉尘颗粒之间或颗粒与设备、管壁之间的碰撞、摩擦,导致装置内部静电荷量积聚,激发静电放电,粉尘燃烧或爆炸的事故频发。实验主要通过包括粉尘与管材摩擦的漏电电流测试和静电放电火花对粉尘云点燃敏感性测试两部分。结果表明:单一药物药粉的静电漏电电流随着管材管径的增大,管长的增长,静电漏电电流逐渐变大;随着倾斜角的增大,静电漏电电流先增大后降低;镀锌铁管的漏电电流大于PVC管,电荷逸散速度更快。单一兽药粉的粉尘云放电火花最小点燃能量随质量浓度的变化,呈现二次曲线的变化趋势。混合兽药粉与单一兽药粉的漏电电流和粉尘云放电火花最小点燃能量的测试结果的变化趋势是一致的。     

典型静电放电火花点燃危险性评价方法研究

通过研究典型静电放电火花的实际点燃能力 ,对实际生产工艺工程中的静电放电火花的点燃危险性进行定量评价。静电放电火花的放电相当能量、放电火花空间分布范围和放电火花持续时间 ,决定了静电放电火花实际点燃可燃物的可能性大小 ,因此不同类型的静电放电火花点燃可燃物的差异性很大。根据数据序列理论分析 ,引入静电放电火花点火源序列和可燃物危险性序列之间存在的关联性 ,反映了静电放电火花点燃可燃物的危险程度 ,可用于对静电放电火花的实际点燃危险性进行量化评价。对聚烯烃粉体生产工艺过程中典型和频发性的静电放电火花的点燃危险性进行了定量评价。     

聚烯烃工业粉尘静电爆炸的危险与应对策略

随着我国聚烯烃粉体生产的迅猛发展,粉体生产过程中的静电爆炸事故也相应增多。该文介绍了国外粉尘静电爆炸研究的进展和国内粉尘静电爆炸事故的主要现象。近期国外的研究特点主要是逐渐采用工业规模的实验装置取代实验室的基础研究,着重开展了料仓放电的危险研究和与放电燃爆有关的基础研究,包括安全评价和工业控制条件的推荐研究。国内粉尘静电爆炸事故主要存在的现象有设计缺欠或不合理,装置扩能改造时忽视了脱挥或通风的配套改造,处理不合格料或过渡时应急处理不当,操作失误或不规范,破坏料仓通风控制,料位计选型不当,增加高能放电引燃几率。针对分析出的问题和现象,文章提出了查清运行装置的具体事故隐患,进行防止聚烯烃料仓粉尘静电爆炸的可接受研究和可操作性研究,开展粉尘静电爆炸的危险教育,提高员工的安全意识和应急处理能力等应对策略。     

线-网极配形式的静电场特征分析

静电除尘器的极配和电极形式是除尘器性能的决定因素,它能影响进入除尘器内粉尘的荷电和荷电粉尘的运动。为了解线-网静电极配结构的静电场,根据两种电晕极下的线-网静电极配结构的实验V-I曲线,对包含离子迁移率、除尘器结构几何参数的常数进行了反演,分析了不同电晕极与网状接地极构成的电极对下的电场电流密度特征。结果表明:两种线-网极配结构的V-I特性与经典线-管极配结构的V-I特性具有一致性;在高外加电压下,电晕电流的增加可能带来电晕线的温升,进而使离子迁移率增加;在高低两种外加电压状态下,两种电晕下的电场电流密度值差别是不同的。     

放电极性对多段冲击式静电除尘器收尘效率的影响

基于对不同极性荷电时多段冲击式静电除尘器的模型实验研究,发现双极交替荷电时该种除尘器比任何单极荷电具有更高的除尘效率。     

不饱和聚酯树脂钮扣粉尘静电爆炸敏感性研究

针对某不饱和聚酯树脂钮扣厂在除尘设备维修过程中发生的粉尘爆炸事故,探究静电引起此次事故的可能性并提出防护措施。通过实验测定不饱和聚酯树脂钮扣粉尘的爆炸特性参数,进而确定其静电爆炸敏感性。结果发现:不饱和聚酯树脂钮扣粉尘云最小点火能MIE为4～10 mJ、最低着火温度MIT为480 ℃、粉尘层最低着火温度LIT＞400 ℃。表明,此粉尘属易燃粉尘,其粉尘爆炸敏感度极高,被静电火花点燃的可能性极大,在生产过程中,应采取静电防护措施。     

回流式皮带机静电除尘罩除尘效率的试验

为了有效控制皮带机转运点的粉尘污染,研发了一种回流式皮带机静电除尘罩。该除尘罩主要由Ω形极板罩、高压放电极和回流风机等构成,通过调节回流风机的流量,可以使微细粉尘在循环流动中被反复净化。因而研究回流率对除尘效率的影响规律是重要的。试验直接采用实物静电除尘罩,试验粉尘采用中位径为4.496μm的石灰粉,用滤膜称重法测粉尘质量浓度,通过回流风机控制回流量大小进行效率对比试验。结果表明:在给定的外加电压下,回流式皮带机静电除尘罩的除尘效率随回流率增加而提高,当电压大于50 kV,回流率ζ=30%时,除尘效率超过90%,但当回流率ζ30%,除尘效率增加趋缓。当初始粉尘质量浓度为102.34 mg/m~3时,在试验条件下改变回流率和电场强度,排放质量浓度最低可达到5.16 mg/m~3,可实现超净排放。     

ESP内沉积粉尘层积累电荷对收尘性能影响的研究

基于对线板式 ESP内沉积粉尘层积累电荷的理论研究 ,对前人未能解释的现象给予解释 ;针对沉积粉尘层电荷积累和泄露过程提出了新的见解 ,且推导出了粉尘层积累电荷对粒子荷电量和粉尘层电场分布影响的表达式 ,从而导出了粉尘层积累电荷对 ESP收尘性能影响的理论表达式。所有这些研究为完善非稳态静电收集理论提供了依据。     

微细颗粒物电凝并技术研究的新进展

电凝并技术可有效地提高静电除尘器对微细颗粒物的收集效率.介绍了国内外电凝并理论和技术研究的新进展,并提出一种新型的偶极荷电静电凝并除尘器.     

铁路危险品货场中人体静电放电隐患的测量与评估

根据人体静电的基本理论,人体的对地静电电位、电容和电阻是静电放电隐患的3个主要评估参数,也是建立静电危害模型的关键参数。笔者结合实际测量数据,对铁路危险品货场中人体静电放电的隐患进行了分析与评估,并探讨了其危害机理,提出了流动人体模型和人体—老虎车模型,给出了模型参数的数值。基于实测数据和放电模型分析的评估结果表明:在铁路危险品货场中,源于人体静电放电的静电电击和静电引爆两个隐患不容忽视;与基于实测数据的直接评估结果相比,人体—老虎车模型得出的评估结论是静电放电隐患,更值得关注。     

静电增强纤维层过滤技术的研究

对静电增强纤维层过滤进行理论及实验研究。得出纤维层在非稳态状态下,考虑三种作用机理时的效率式,并利用模型系统进行实验研究,对各种影响因素加以分析     

电收尘极板上沉积尘的附着力与振打加速度

振打清灰是保证静电除尘器正常运行的一个重要环节.为确定振打加速度,基于Penney和Klingler理论,认为带电粉尘层对收尘极板的附着力主要是外电场力和附加电场力共同作用的结果.附加电场是由于电晕电流通过沉积在收尘极板上的粉尘层产生电荷积累而形成的.应用静电学理论导出粉尘层内电场分布与带电粉尘层厚度的平方成正比.通过建立荷电粉尘层对收尘极板附着力的微分方程,由牛顿第二定律得出振打加速度的理论计算式.研究结果表明,振打加速度是电晕电流面密度和粉尘比电阻乘积ρ×J的函数,且与粉尘粒径成反比.参考已发表的实验数据和理论结果发现,在外加电压保持不变的情况下,电晕电流面密度和粉尘比电阻的乘积ρ×J=常数,此时,振打加速度与ρ×J无关.从这一新观点出发,根据Oglesby提供的粉尘层击穿前的电晕电流和粉尘比电阻的相关曲线,得出临界振打加速度计算式.由此计算式给出了一种确定临界振打加速度的简易图解法.     

含有导电性纤维的滤布

在布袋除尘器中,由于流动的粉尘和滤布的摩擦而产生静电。如果使用化学纤维滤布,可以产生60～100千伏的高压静电,从而发生静电放电,往往导致粉尘爆炸,特别是在粉尘含有可燃性溶剂的情况下危险更大。 为了消除静电放电,可将原有的滤布加以改进,即在滤布上面编入或缝入导电性纤维。具体来说,是沿滤布的经线或纬线方向每隔15～30毫米混入一根直径数十微米的金属纤维或炭纤维,然后,把这些导电性纤维接地。 实践证明,用这种滤布,对于消除静电放电、防止粉尘爆炸是有效的。含有导电性纤维的滤布@晓笛