粉尘爆炸机理及防治企管(ppt)

粉尘爆炸浓度:二次爆炸
❖ 引发二次爆炸需要的地面堆积粉尘厚度 长方体 c=ρbulkh/H h--地面粉尘堆 积厚度;H--长方体的高度。
若ρbulk＝500g/m3，试计算一房间达到50g/m3 的爆炸下限时的地面粉尘堆积厚度？ 圆柱体筒仓 c= 4ρbulkh/H
粉尘爆炸点火源igniton sources
粉尘爆炸机理及防 治企管(ppt)
（优选）粉尘爆炸机理及防治 企管
粉末（powder）粉尘（dust）
❖ 粉末Powder：粒径小于1000 µm 【BS 2955】 ❖ 粉尘
Dust 1：粒径小于76 µm (200 BSmesh size)[BS 2955]
Dust 2：粒径小于420 µm [NFPA]
9 0.8 0
0.0
0
0.0
0.5
171 15.2 47 7.0 193 10.9 4.3
1123 100.0 676 100.0 1770 100.0 100.5
美国1977年圣诞节前后4起
日期 12月21 12月22 12月22 12月27
地点 Wayne City，IL Westwego，LA Tupelo，MS Galveston，TX
粉尘为什么会爆炸？
❖ 可燃物质分得越细
燃烧速度越快 越容易点燃
❖ 以粉末（粒径<0.5mm）悬浮于空气形成粉尘云
特别容易点燃 燃烧速度极快 空间相对封闭会产生压力急剧升高发生爆炸
粉尘什么条件下会爆炸？
可燃粉尘
点火源
氧化剂（air）
粉尘云
空间受限
哪些物质会发生粉尘爆炸？
❖ 爆炸化学本质
哪些物质不会发生粉尘爆炸？
❖ 硅酸盐 ❖ 硫酸盐 ❖ 硝酸盐 ❖ 碳酸盐 ❖ 普通水泥 ❖ 沙子 ❖ 大理石
会爆炸的“非爆炸性粉尘 ”
❖ 会爆炸的飞灰（fly ash）
粮食港口散粮系统 氧化铝生产车间的飞灰 人造大理石
❖ 原因
未燃尽 未燃透 混入燃料的飞灰
历史最早记载的粉尘爆炸事故
❖ 1785年，意大利Dulin一家面包店
研究粉尘爆炸的重要性
❖ 1785年关于粉尘的爆炸首次报道 ❖ 1845年有人提到煤矿爆炸事故中煤粉起关键
作用 ❖ 随后的150~200年间，粉尘爆炸是一种重要
的工业危险源已被广泛认同。
美国粉尘爆炸事故统计1900~1956
粉尘种类
木材 食品、饲料 金属 塑料 地上煤粉 纸粉 其他 合计
爆炸
死亡
受伤
GB 25285.1《爆炸性环境 爆炸预防和防护 第1部分： 基本原则和方法》--共13类 1. 热表面 2. 火焰和热气体（明火） 3. 机械产生的火花 4. 电气设备（电火花和高温表面） 5. 杂散电流 6. 静电 7. 雷电 8. 104—3*1012射频电磁波 9. 3*1011—3*1015电磁波 10. 电离辐射 11. 超声波 12. 绝热压缩和冲击波 13. 包括粉尘自燃的放热效应
死亡 1 36 4 18
受伤 损失 0 $1.5M 10 $30M 15 $1.0M 22 $25M
粮食粉尘爆炸事故
德国粉尘爆炸事故统计1965-1980
粉尘种类
木材 食品、饲料 金属 塑料 煤粉 纸粉 其他 合计
爆炸 次数 比例% 113 31.6 88 24.7 47 13.2 46 12.9 33 9.2 7 2.0 23 6.4 357 100.0
风险=事故发生可能性*事故后果严重度
粉尘爆炸特性参数
❖ 敏感度
爆炸下限, minimum explosion concentration，MEC 最小点火能, minimum ignition energy，MIE 粉尘云最低着火温度, minimum ignition temperature，
MIT 粉尘层最低着火温度，glowing temperature，GT
aluminum and magnesium; (v) chemical production; (vi) plastic production; (vii) starch or candy production; (viii) spice sugar and cocoa production and storage; (ix) coal handling or processing area; (x) pharmaceutical plants.
燃料＋氧气
氧化物＋热量
非稳定的氧化物会产生粉尘爆炸
有些物质和CO2,N2也能发生反应
❖ 能发生粉尘爆炸的物质
天然有机物质（谷物，糖，麻等）
合成有机材料（塑料，有机颜料，杀虫剂等）煤Biblioteka 金属（铝，镁，锌，铁，锆等）
不同粉尘引发爆炸的频率
涉及到的工业设备
粉碎机 输送设备（斗提、刮板、气力） 储藏斗、仓 包装设备 利用粉体做燃料设备 除尘设备（布袋、静电等） 干燥设备（喷雾、真空、流化床等） 筛分 混合、搅拌设备
有粉尘爆炸倾向的工业类型
(i) wood processing and storage; (ii) grain elevators, bins and silos; (iii) flour and feed mills; (iv) manufacture and storage of metals such as
死亡
人数 比例%
12
11.7
38
36.8
18
17.5
18
17.5
7
6.8
0
0.0
10
9.7
103
100.0
受伤
人数 比例%
124
25
127
26
91
18.5
98
20
39
8
0
0
13
2.5
492
100.0
气体爆炸比粉尘爆炸更危险？
人们通常认为： ❖ 气体爆炸比粉尘爆炸更容易发生 ❖ 气体爆炸比粉尘爆炸产生更高的压力 ❖ 气体爆炸事故比粉尘爆炸事故更普遍 取决于风险值的大小：
❖ 烈度
最大爆炸压力, maximum explosion pressure，Pmax 最大爆炸压力上升速率，rate of pressure rise,（dp/dt）
max
爆炸指数 explosion index, Kst
粉尘爆炸浓度－初始爆炸
煤粉尘
粉尘爆炸浓度－二次爆炸
Domino Effect in Dust Explosion s
损失
次数 比例% 人数 比例% 人数 比例% 百万$
162 14.5 38 5.6 160 9.0 11.4
577 51.4 409 60.5 1061 60.0 75.8
80 7.1 108 16.0 198 11.2 3.2
61 5.4 44 6.5 121 6.8 3.7
63 5.6 30 4.4 37 2.1 1.6