丁艷霞
摘要:我國作為生產(chǎn)業(yè)和制造業(yè)的大國,隨著生產(chǎn)和制造速度的不斷加快以及規(guī)模的不斷增大,使得在生產(chǎn)中產(chǎn)生了大量的粉塵,而這些粉塵正是引起爆炸的主要原因,尤其是墨粉,它的著火敏感度非常高,爆炸等級也較大,嚴(yán)重影響著我們的生命安全。因此應(yīng)高度關(guān)注引起墨粉爆炸的原因,然后對此采取有效的防護(hù)措施,保護(hù)人們以及機械設(shè)備的安全。
關(guān)鍵詞:墨粉;粉塵爆炸;危險性研究;安全措施
由于生產(chǎn)量的不斷加大以及生產(chǎn)效率的不斷提升,使得很多企業(yè)都應(yīng)用了粉塵技術(shù),因此粉塵爆炸事件就經(jīng)常發(fā)生,也是各企業(yè)一直以來想要解決的問題。容易發(fā)生粉塵爆炸的企業(yè)極其多,涉及到的領(lǐng)域包括煤礦業(yè)、化工業(yè)、冶金業(yè)、紡織業(yè)、食品業(yè)及醫(yī)藥業(yè)等,所造成的后果極其嚴(yán)重,而且損失慘重。
一、實驗的材料及裝置、實驗的內(nèi)容
(一)實驗的材料
本次實驗的主要材料為打印機硒鼓中的墨粉,其中具有微量的合成樹脂、荷電調(diào)節(jié)劑以及添加劑等。實驗的裝置:1.2L哈特曼管裝置、粉塵云著火溫度測試裝置和20L爆炸球裝置。
(二)實驗的內(nèi)容
本次的實驗內(nèi)容主要是檢測墨粉的最小著火能量、墨粉的最低著火溫度和墨粉的最大爆炸壓力、指數(shù)以及下限。
二、實驗部分
(一)檢測墨粉粉塵云最小著火能量
對墨粉粉塵云的最小著火能量檢測所用的裝置就是1.2L哈特曼管裝置,實驗中的溫度保持在16℃,濕度保持在60%,分散壓力為0.7MPa,用移動電極點火,電極的間距為6mm,分別在30mJ、15mJ和5mJ的點火能量下對濃度416.7g/m3、666.7g/m3和833.3g/m3的墨粉進(jìn)行了3次實驗。通過對實驗結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn):416.7g/m3和666.7g/m3的墨粉在30mJ和15mJ的點火能量下能夠被點燃,但在5mJ的點火能量下卻點燃不了。而833.3g/m3的墨粉只有在30mJ的點火能量下才能點燃,在15mJ與5mJ下都點燃不了,所以如果墨粉的濃度過高,則需要足夠的點火能量才能將其點燃。由此可見,這3種墨粉在5mJ的能量下都沒法被點燃,所以能量過小是沒法點燃墨粉的;在30mJ的能量下全都能夠被點燃,不過只有666.7 g/m3的墨粉在10次實驗當(dāng)中全被點燃。由此可知,墨粉的濃度過大和過小都會對其點燃產(chǎn)生影響。因此,墨粉粉塵云的最小著火能量(MIE/mJ)的范圍應(yīng)是:5-30。
(二)檢測墨粉粉塵云最低著火溫度
此檢測所用到的主要裝置就是粉塵云的最低著火溫度測試裝置,以及加熱爐、調(diào)節(jié)溫度和記錄的裝置。此實驗的溫度一直保持在13℃,濕度保持在60%,0.08MPa的分散壓力和0.27L的爐腔體積。分別在525℃、550℃和575℃的溫度下對0.3g、0.4g、0.5g、0.6g和0.7g的墨粉進(jìn)行點火實驗,通過對結(jié)果的分析得出:在525℃下,這幾個墨粉粉塵云都沒有出現(xiàn)著火的情況;在550℃下,只有0.4g和0.5g的墨粉出現(xiàn)了著火;在575℃下,只有0.7g的墨粉沒有發(fā)生著火。由此可見,當(dāng)加熱爐壁的溫度過低時就無法點燃粉塵云;當(dāng)溫度有所上升時,而墨粉的濃度過高或者過低時也無法點燃粉塵云;當(dāng)溫度足夠高時,而墨粉濃度過高時,也會無法被點燃。依據(jù)國家的規(guī)定,綜上所述,當(dāng)加熱爐的最低溫度超過300℃時,應(yīng)在其溫度上減掉20℃。因此,墨粉粉塵云的最低著火溫度(MITC/℃)應(yīng)在505℃-555℃。
(三)檢測墨粉粉塵云的最大爆炸壓力
本實驗主要用到的設(shè)備就是20L的爆炸球,在15℃溫度,60%濕度,10KJ點火能量,60ms點火延時下分別對濃度為60g/m3、125g/m3、250 g/m3、500g/m3和750g/m3的墨粉進(jìn)行了爆炸實驗。根據(jù)實驗結(jié)果可知:在60-500g/m3之內(nèi),墨粉粉塵云的爆炸壓力以及指數(shù)會隨墨粉的濃度上升而變大,當(dāng)濃度為500g/m3時,其爆炸壓力和指數(shù)為最大,分別為0.74MPa和27.28MPa·m/s。當(dāng)在500-750g/m3時爆炸壓力和指數(shù)會越來越小。由此可知,墨粉的最大爆炸壓力是0.74MPa,最大爆炸指數(shù)是27.28MPa·m/s。
三、預(yù)防墨粉爆炸的安全措施
(一)控制粉塵
有效的清除與避免墨粉的堆積是最有效的防范方法,因為墨粉的爆炸下限很低,容易產(chǎn)生爆炸性粉塵云,因此應(yīng)把易產(chǎn)生墨粉的裝置獨立的放在一個房間當(dāng)中,進(jìn)行有效的隔絕。并且還應(yīng)該準(zhǔn)備好吸塵、排風(fēng)和保護(hù)的設(shè)備。另外,必須定期的對裝置、房間、管道以及每個電線纜上所堆積的粉塵進(jìn)行清理,尤其是對容易產(chǎn)生墨粉和粉塵量最高的地方,必須及時進(jìn)行清除,以免發(fā)生爆炸,造成巨大的損失。
(二)減少助燃劑濃度
如果空氣的氧濃度比墨粉的極限氧濃度要小的多時,不管粉塵的濃度是多少,都不會引起爆炸。因此就可以借助此方法來防止墨粉發(fā)生爆炸,合理的降低氧氣的含量。
(三)控制點火源
能引起墨粉爆炸的點火源包括明火、切割或者摩擦所產(chǎn)生的火花、靜電等,都是極其常見的點火源。因此為了防止墨粉爆炸,就必須控制好點火源,避免點火源出現(xiàn)。同時應(yīng)大力宣傳安全防護(hù)意識,對工作當(dāng)中可能會出現(xiàn)點火源的地方展開有效的預(yù)防,從根本上杜絕點火源。在生產(chǎn)的環(huán)節(jié)當(dāng)中應(yīng)使用具有防爆功能的裝置,同時嚴(yán)禁明火、靜電以及易燃易爆等物品出現(xiàn)。
四、總結(jié)
因為墨粉的敏感程度非常大,而且容易浮于空中,一旦遇到火源之后就會發(fā)生爆炸,爆炸的范圍會非常大,而且難以補救,所以必須對墨粉爆炸的危險性進(jìn)行研究,采用有效的防護(hù)措施,確保人們和設(shè)備的安全。
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