1.2L Harttman管式与20L球型爆炸测试装置

随着现代工业的发展,粉尘爆炸的危险性几乎涉及到所有的粉体工业部门,因此对粉尘爆炸危险场所进行危险性分析成为一种必然.粉尘爆炸的猛度参数是危险性分析的重要参数,反应了粉尘爆炸的猛烈程度,同时也是设计和选用泄爆、隔爆、抑爆等不同防爆技术方法的基础.然而,对于不同的测试装置所测得猛度参数有所不同.本文分别利用1.2L Hartmann管与20L球形爆炸装置对玉米淀粉的爆炸猛度参数进行了测试,并对相应结果进行了对比分析.     

机械加工伴生粉尘爆炸危险性分析

为客观认识打磨、抛光、切削等不同机加过程中粉尘爆炸危险性,开发一种既使用哈特曼管也使用20 L球形爆炸测试装置改进的粉尘爆炸筛分测试方法。用此法对常见机加过程产生的85种铝及铝合金粉尘样品展开测试。分析不同加工方法对粉尘爆炸性的影响,使用X射线荧光法(XRF)分析粉尘在不同铝和铁含量下的爆炸性差异。利用热重分析-差示扫描量热法(TG-DSC)研究铝粉尘氧化程度和粉尘爆炸性的关系。研究表明:用所改进的方法,可将粉尘分为易爆、可爆、未爆等3类;抛光、打磨等机加过程粉尘爆炸危险性较高;各工业粉尘样品中易爆粉尘大多有40%以上铝含量或70%以上铁含量,可爆粉尘大多有40%以上铁含量;铝粉尘的爆炸危险与其氧化程度负相关,当单质含量小于5. 0%时铝粉尘已不再具有爆炸危险性。     

小麦淀粉粉尘爆炸特性参数的研究

采用哈特曼管式爆炸测试装置和20L球爆炸测试装置对小麦淀粉粉尘爆炸特性参数进行评估,对粒度小于75μm的样品的爆炸危险性参数进行测试,得出了一定条件下的小麦淀粉对静电火花的敏感程度以及其爆炸的猛烈程度,进而对其爆炸危险性程度进行分级。结果表明,温度在25℃,喷粉压力为0.70MPa,小麦淀粉的最小点火能量在40~80mJ;在点火能量为10 kJ时,最大爆炸压力为0.60MPa,最大爆炸指数为7.87MPa.m/s,其粉尘爆炸危险性为Ⅰ级。     

玉米淀粉粉尘爆炸危险性研究

为研究玉米淀粉粉尘爆炸危险性,采用哈特曼管式爆炸测试装置和20 L球爆炸测试装置对200目(<75μm)以下的玉米淀粉粉尘爆炸危险性进行评估,基于静电火花和粉尘质量浓度对粉尘爆炸的影响,对玉米淀粉的静电火花最小点火能量、爆炸下限质量浓度、最大爆炸压力和爆炸指数进行了研究,根据试验结果对玉米淀粉爆炸危险性进行分级。试验结果表明:温度在25℃,喷粉压力为0.80 MPa,粉尘质量浓度在250～750 g/m3范围内,粉尘的最小点火能量随着粉尘质量浓度增加而降低,其最小点火能量在40～80 mJ之间;在点火能量为10 kJ时,粉尘爆炸下限质量浓度在50～60 g/m3之间;在粉尘质量浓度为750 g/m3时,爆炸压力达到最大,为0.66 MPa;在粉尘质量浓度为500 g/m3时,爆炸指数达到最大,为17.21 MPa.m/s,其粉尘爆炸危险性分级为Ⅰ级。     

浓度对橡胶粉尘爆炸特性的影响

为了解橡胶粉尘的爆炸危险性,采用20 L球爆炸测试装置对常温常压下、粒径75μm以下的橡胶粉尘在质量浓度50~700 g/m3范围内的爆炸特性进行试验研究,测定其最大爆炸压力及爆炸指数随质量浓度的变化规律,进而对其爆炸危险性程度进行分级。结果表明:橡胶粉尘质量浓度为300 g/m3时,爆炸压力达到最大值0.49MPa;在橡胶粉尘质量浓度为250 g/m3时,爆炸指数达到最大值5.04MPa·m/s,根据ISO 6184粉尘爆炸烈度等级分级标准,其粉尘爆炸危险性分级为St-1级。     

三环唑粉尘爆炸特性研究

利用激光粒度仪对三环唑粉尘的粒径分布进行分析,并用20 L爆炸球测试装置、哈特曼管装置探讨了粉尘质量浓度、点火延迟时间、点火能量、粒径分布对粉尘爆炸的影响并总结了相关规律。实验结果表明:粉尘粒度是影响粉尘最小点火能和爆炸下限的单调因素,粉尘质量浓度是影响粉尘爆炸压力的极值因素,点火延迟时间是影响粉尘最小点火能的极值因素。     

五氯硫酚锌盐粉尘爆炸下限浓度的实验研究

五氯硫酚锌盐的一些基本的危险性参数,如燃烧爆炸性能,目前国内外报道极少。笔者采用野外定性燃烧试验、哈特曼管实验及20 L球实验,对该物质粉尘爆炸的危险性进行研究。结果表明,该物质具有燃烧爆炸危险性,但与细小片状铝粉(燃爆危险性很强烈)相比,其粉尘的燃爆危险性很弱。以硅系点火具作为点火源,在20 L爆炸球中测试获得该粉尘爆炸下限浓度约为213 g/m3。根据ISO-6184及VD I-3673等标准,认为该粉尘的爆炸猛烈度为1级。所得结果为该物质的生产及使用安全提供了重要的参考。     

抛光打磨车间铝粉尘爆炸特性研究

以车用铝制品抛光打磨车间产生的铝粉尘为研究对象,利用粒度仪、扫描电镜和光谱仪进行了粉尘物理参数的测试,利用哈德曼管进行了粉尘爆炸性参数的测试。测试结果表明,不同生产车间环境和不同生产工艺产生的爆炸性粉尘,其在粉尘成分、粒径大小、粒径分布、粒径形态、比表面积、粉尘湿度等方面都存在较大差异,由此导致的粉尘爆炸特性参数(最低爆炸下限、最大爆炸压力和最小点火能等方面)有较大差别,实际环境下的粉尘与实验室状态下的粉尘测试结果也存在较大差别,因此需要区别其危险性大小,不能一概而论。     

洗煤厂干燥系统泄爆设计研究

在洗煤厂的干燥系统中极易发生煤粉燃烧爆炸事故,为了减轻爆炸危害,对干燥系统进行泄爆设计尤其重要。应用20 L粉尘爆炸特性测试系统,对某洗煤厂煤样煤尘云爆炸性参数进行测试,得出最大爆炸压力0.74 MPa,最大爆炸压力上升速率为58.5 MPa/s,计算出最大爆炸指数为15.88 MPa/(m·s)。根据测试结果计算出洗煤厂干燥系统干燥器、除尘器及冷却器泄爆面积分别为5.15,0.68,0.62 m~2。并结合现场实际环境对泄爆装置及泄爆口位置进行分析设计。     

甲烷含量对塑料粉尘空气混合物爆炸特性的影响

为探究可燃气体的添加对塑料粉尘/空气混合物爆炸特性的影响,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和热塑性聚氨酯弹性体(TPU)2种塑料粉尘为研究对象,在对其进行热重分析(TG)的基础上,利用20 L球形爆炸试验装置,研究甲烷体积分数对这2种塑料粉尘/空气混合物爆炸压力、爆炸压力上升速率、爆炸下限等特征参数的影响。热重试验结果表明:PMMA粉体分解速率高,在外界供热条件下易发生燃烧,而TPU粉体分解所需能量更多,分解更加困难。爆炸试验结果表明:在试验选定的粉尘浓度条件下,2种粉尘爆炸压力及压力上升速率均随粉尘浓度呈现先升高后降低的变化趋势;当甲烷体积分数从0增加到4%时,塑料粉尘爆炸的猛度和敏感度随之增加,其中PMMA粉尘爆炸猛度受甲烷影响更大,而TPU粉尘基本不受影响,但其爆炸下限下降更明显。     

基于复合模型的干式除尘系统粉尘爆炸风险分析

为系统分析干式除尘系统的粉尘爆炸事故,提出一种基于粉尘爆炸特性参数的融合FMEA及DOW分析于一体的复合模型风险分析方法。首先利用FMEA方法对涉爆设备进行分析,确定引起爆炸的原因和造成的结果,辨识爆炸事故节点;然后在粉尘特性参数的基础上对事故节点进行爆炸可能性分析;最后对事故节点展开DOW分析,确定爆炸后果严重度,利用风险矩阵法确定事故节点的危险性等级,并提出相应的防范措施。同时,以某一木制品加工厂除尘系统为例,应用该复合模型风险分析方法,验证了其有效性和可行性。     

粉尘爆炸泄压面积计算及影响因素分析

随着涉粉行业各类企业数量的增长,以及粉尘爆炸产生的巨大危害,企业对粉尘泄爆、防爆越来越重视。在粉尘泄爆方面,泄爆装置的泄放面积影响最大泄爆压力,国内外不同标准的计算方法也有区别,因此针对不同标准的计算方法做出了比较并举例计算说明,为泄爆装置尺寸的选择提供理论依据。     

微米级铝粉最低着火温度和爆炸特性试验研究

为更好防治铝粉爆炸,针对不同因素对微米级铝粉的最低着火温度和爆炸特性的影响灵敏度进行试验研究,揭示不同因素对其影响程度大小。最低着火温度和爆炸特性分别由粉尘云最低着火温度测试系统和20 L球爆炸装置测试。试验结果表明:粒径越小,比表面积越大,铝粉越容易发生燃烧爆炸;逐个分析粒径、质量浓度和分散压力这3项影响因素对铝粉尘云最低着火温度影响敏感度,得出敏感度大小为粒径分散压力质量浓度;逐个分析点火延迟时间、粒径和质量浓度这3项影响因素对铝粉爆炸参数的影响灵敏度,得出灵敏度大小为粒径点火延迟时间质量浓度。     

密闭空间中甘薯粉爆炸特性的试验研究

利用20 L球形爆炸测试装置探寻甘薯粉尘在密闭空间内的爆炸特性.测得甘薯粉的爆炸下限质量浓度,研究质量浓度,粒度和点火能量对爆炸猛烈度(最大爆炸压力和最大压力上升速率)以及燃烧特续时间的影响.结果表明:粒径较小时,甘薯粉爆科较猛烈,燃烧持续时间较短；随着质量浓度的增加,燃烧持续时间减少,最大压力上升速率逐渐增大并趋于稳定,而最大爆压呈现先增后减,并且存在一个最佳浓度范围,使粉尘爆炸最猛烈；最大爆压和上升速率随点火能量的增强而增大,较强的点火能量能显著改善低质量浓度粉尘的“爆炸不良”效应.将甘薯粉的爆炸下限质量浓度爆炸猛烈度与锌粉、镁粉和烟煤粉进行对比,发现甘薯粉的爆炸风险远高于烟煤粉和锌粉.     

橡胶粉尘的爆炸特性及抑爆的试验研究

为了研究橡胶粉尘的爆炸特性以及惰性粉体对橡胶粉尘的抑爆,用20 L球形爆炸装置测试橡胶粉尘的爆炸特性,分析粉尘浓度和粒径对橡胶粉尘爆炸压力(pmax)和爆炸指数(Kst)的影响,并且探究聚磷酸铵、磷酸二氢铵、碳酸钙和碳酸氢钠4种不同惰性粉体对橡胶粉尘的抑爆效果及不同粒径的聚磷酸铵对橡胶粉尘爆炸压力的影响。结果表明:在爆炸极限范围内,橡胶粉尘的爆炸压力随粉尘质量浓度增加先增大后减小;橡胶粉尘粒径越小,其爆炸后果越严重;聚磷酸铵对橡胶粉尘的抑爆效果相对较好;且在一定质量浓度范围内粒径越小,抑爆效果越好。     

粉尘爆炸研究方向初探

本文从现有的对粉尘爆炸特性的认识出发,分析了粉尘云特性,粉尘爆炸与爆轰,湍流对反应波阵面的加速几个方面,提出了近期应该在粉尘爆炸参数测试技术标准化、粉尘指数K_(st)、粉尘爆燃转炸轰的过程、泄炸机理以及控炸装置和控炸设计规范等方面的研究上下功夫,以便更有效地利用现有的试验条件,更快、更多、更好地解决工程实际问题。     

粉尘爆炸特殊风险的辨识、评价和控制

针对粉尘爆炸的特殊风险,以粉尘爆炸特征参数为基础,从爆炸环境形成和13种点火源出现可能性两个方面提出了风险辨识方法,突出了爆炸下限和最小点火能在粉尘爆炸风险辨识中的重要性,并以面粉厂制粉系统为例进行了点火源危险性的辨识分析。对控制粉尘爆炸的最新防护方法进行了概括和分析,总结并分析了常用粉尘爆炸预防和防护措施及相关技术装置,指出了对应的使用条件和特点。     

点火能量对粉尘爆炸下限浓度的影响

运用20L标准粉尘爆炸特性测试装置对不同粉尘在不同点火能量时的爆炸下限浓度进行测试,以此方法研究粉尘爆炸下限浓度随点火能量的变化规律。试验过程分别采用2. 5 k J、5 k J、10 k J点火能量对石松子粉、石墨粉、铝粉、金属打磨粉尘、纸粉、PVC粉、纺织粉、烟叶粉的爆炸下限浓度进行测试。试验结果显示粉尘爆炸下限浓度随点火能量的增加总体呈下降趋势;对于不易点燃的粉尘,其爆炸下限浓度随点火能量的增加将急剧下降。石墨粉随点火能量增加爆炸下限浓度急剧下降,铝粉、石松子粉和金属打磨粉尘受点火能量影响较小,对纸粉、纺织、烟叶粉尘影响中等。高点火能量可以扩大点火源波及的区域,从而使更多粉尘参与初始爆炸及其后的传播过程,这对于不易点燃粉尘的爆炸传播影响较大,而对于易燃粉尘的爆炸传播影响不大。为了更好的涵盖各种粉样的测试情况,也为了更加安全的指导作业现场粉尘防爆实践,推荐采用10 k J点火能量测试不易点燃的粉尘的爆炸下限。     

铝粉爆炸无火焰泄压技术及装备研究

为有效防止粉尘爆炸泄爆引起的二次爆炸及火灾问题,基于泄压理论、消火机理,设计开发无火焰泄压装置,装置主要由消火结构、底座、爆破片及夹持机构组成,消火结构由不锈钢金属丝网组成。选择铝粉尘为测试粉尘,通过自建除尘系统试验平台进行试验研究。结果表明:无火焰泄压装置可成功阻止火焰传播,装置释放的冲击波在5 m外均小于5 kPa,除尘系统内部最大泄爆压力为0.1 MPa,装置前端火焰传播速度均大于100 m/s。     

药物混粉爆炸事故及防范对策的研究

从近几年制药行业频繁爆炸事故出发,分析制药行业爆炸事故的种类,从粉尘爆炸入手,以某制药企业为研究对象,对其爆炸粉体克拉维酸钾进行了爆炸参数测试,运用20L球形粉尘爆炸测试装置测定其爆炸下限为40g/m3。同时运用差热扫描热分析法对其进行放热反应进行研究,再利用毛细管气相色谱法对该混合物中是否存在可燃气体进行了评定,发现其存在丙酮可燃气体,但含量较低为9.3×10-5。针对上述特点,从技术和管理角度出发,分析应对措施以及常见的问题,设计了混粉机械人机界面,编制了安全检查表,对该类共性问题进行了归纳,以供防范药物混粉事故发生参考。