2.1.2.4 可燃粉尘爆炸

2016-06-05 00:00:00 来源:互联网化工百科 编辑:化工安全技术手册人评论

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1. 粉尘爆炸机理

粉尘爆炸是因其粒子表面氧化而发生的。其爆炸过程 (图2-23) 包括以下几个阶段:

(1) 粒子表面接受热能时,表面温度上升;

(2) 粒子表面的分子产生热分解或干馏作用成为气体排放在粒子周围;

(3) 该气体同空气混合成为爆炸性混合气体,发火产生火焰;

(4) 这种火焰产生的热,进一步促进粉末的分解不断成为气相,放出可燃气体与空气混合而发火、传播。

图2-23 粉尘爆炸过程

2. 爆炸极限

许多工业可燃粉尘的爆炸下限在20~60g/m3之间,爆炸上限在2~6kg/m3之间。

碳氢化合物一类粉尘如能完全气化燃尽,则爆炸下限可由布尔格斯-维勒(Burgess-Wheeler) 关系式计算。

c×Q=k   (2-16)

式中 c——爆炸下限浓度;

Q——该物质每摩尔的燃烧热或每克的燃烧热;

k——常数。

碳氢化合物的单位重量燃烧热均大致相等,其爆炸下限约为45~50g/m3。部分粉尘和纤维的爆炸极限如表2-22(a)所示。

粉尘爆炸极限受以下因素影响。

(1) 粒度 粉尘爆炸下限受粒度的影响很大,粒度越高 (粒径越小) 爆炸下限越低。一般当可燃粉尘粒径大于400μm时,强点燃源也很难使其爆炸。当不可爆的粗粉中所含的可爆细粉量超过其爆炸下限时,混合粉尘即有爆炸危险。

表2-21 某些物质的爆炸压力

 气体或蒸气浓度,V%
22.53456789101214151618
丙 酮
pmax

t vmax

4.4

0.44

9.4

7.7

4.4

0.20

35.2

21.1

5.6

0.07

108.1

70.3

5.8

0.08

140.6

84.4

5.6

0.08

105.5

70.3

5.3

0.16

63.3

33.4

4.3

0.52

11.1

7.7

丙烯
pmax

t vmax

4.4

0.132

35.2

21.1

5.6

0.104

65.0

54.5

6.9

0.049

160.0

140.6

7.3

0.044

175.8

168.7

7.7

0.042

196.9

182.8

7.6

0.068

175.8

112.5

7.3

0.13

140.6

56.2

6.8

0.23

62.6

28.1

丁 烷
pmax

t vmax

5.1

0.132

50.3

38.7

6.8

0.057

147.7

119.5

6.8

0.0567

161.7

119.5

4.9

0.407

18.0

12.0

pmax

t vmax

5.1

0.14

59.8

35.2

6.5

0.05

130.1

161.7

6.8

0.06

161.7

112.5

5.4

0.14

70.3

38.7

3.0

0.84

4.9

3.5

丁 醇
pmax

t vmax

4.9

0.26

29.9

19.3

6.7

0.088

135.0

77.3

6.6

0.08

140.6

84.4

7.3

0.064

189.8

112.5

6.8

0.11

112.5

68.6

6.7

0.11

109.0

66.8

5.7

0.36

26.4

15.8

4.9

0.56

17.6

8.8

乙 醚
pmax

t vmax

3.3

0.36

25.7

8.8

5.4

0.107

65.0

51.0

5.3

0.101

87.9

52.7

7.3

0.051

210.9

140.6

7.0

0.056

147.7

126.6

5.6

0.40

26.0

14.1

 气体或蒸气浓度,V%
578101213141516182025304035
乙 醛
pmax

t vmax

5.3

0.088

72.1

59.8

2.2

0.070

87.9

80.9

6.6

0.049

147.7

133.6

6.6

0.051

140.6

126.6

6.3

0.068

98.4

91.4

5.5

0.192

35.9

28.1

4.6

0.42

14.1

10.5

 

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