粉碎是伴隨人類從原始走向文明的基本技能。工業(yè)化的快速發(fā)展,對粉體的需求量越來越大,對粉體的粒度要求越來越嚴(yán)格,由此也帶來了可燃粉塵發(fā)生爆炸的問題。1875年意大利都靈面粉廠發(fā)生的粉塵爆炸事故以來,可燃粉塵在加工、處理儲藏過程中的爆炸事故災(zāi)害時有發(fā)生。目前,工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的鎂粉產(chǎn)品有球狀和片狀兩大類。作為效能顯著的脫硫劑,球狀鎂粉被大量使用在煉鐵、煉鋼過程中。其主要工藝是將熔融鎂置于特制的高速旋轉(zhuǎn)裝置上,在離心力的作用下,微粒狀的鎂通過篩網(wǎng)分離出來。作為推進劑燃料、煙花爆竹,采用的多是銑銷鎂粉。
在粉碎機殼內(nèi),粉塵云在工作狀態(tài)連續(xù)存在,當(dāng)粉碎刀具與篩子沖擊摩擦,或因粉碎刀片與外來雜物相碰撞,就會引燃粉碎機殼內(nèi)的粉塵云發(fā)生爆燃,這種爆燃沿著能夠達(dá)到粉塵爆炸極限濃度方向傳播,這里通常是指除塵管道和旋風(fēng)除塵器。如果爆燃波能夠引起其它沉積粉塵的飛揚,使其處于懸浮狀態(tài),則會引起劇烈的二次爆炸事故。收料口層流狀態(tài)的落料過程始終存在,引起接料口著火的原因可能是帶電粉塵在落料過程中,當(dāng)接近沉積的粉料或桶底時,形成很高的電位差,隨著粉料的繼續(xù)下落,當(dāng)達(dá)到放電間隙時,形成靜電火花,引燃層流狀態(tài)的粉塵。尾型給料閥的摩擦可能使粉塵溫度升高或產(chǎn)生引燃粉塵團。它們可以在落料過程中,引燃層流狀態(tài)的粉塵。許多原因使風(fēng)機出口管道底部經(jīng)常沉積粉塵,這些粉塵是管道口哪生爆鳴的主要原因。它被引燃的直接原因是風(fēng)機葉片對粉塵的沖擊與摩擦,或者是管道出口處的靜電放電。有報道在這一行業(yè)已發(fā)生過多起嚴(yán)重的粉塵爆炸事故。
1 實驗
1.1 小型實驗室實施
鎂粉爆炸性試驗。對鎂粉混合粉的爆炸性進行了測定。經(jīng)測定該鎂粉爆炸猛度指數(shù)很大,。粉塵層的最小點火能為0.24mJ,故很易點燃。
1.2 工業(yè)實驗
目前,對于粉塵爆炸的機理尚不十分清楚,小型實驗所測得的爆炸性數(shù)據(jù)如粉塵的最大爆炸壓力、最大壓力上升速率等參數(shù),相對地給出了粉塵爆炸的敏感度和猛烈程度。在一定的范圍內(nèi),這些參數(shù)可以用于確定泄爆開啟壓力、泄爆面積的大小。小型實驗數(shù)據(jù)如何放大到工業(yè)實際一直是科學(xué)家追求的。爆炸反應(yīng)工程學(xué)正是為了適應(yīng)這一需要應(yīng)運而生。就目前理論水平而言,基于工業(yè)規(guī)模設(shè)備做爆炸性實驗所得結(jié)果的工程設(shè)計,無疑更符合工藝實際的需要、安全生產(chǎn)的要求。
1.2.1 鎂粉靜電測試
在機械振動篩中對鎂粉的靜電特性測試的目的,是考察鎂粉在生產(chǎn)過程中靜電引燃的危險程度。試驗所用的主要儀器有;法拉第籠、靜電電荷儀;工業(yè)設(shè)備為機械振動篩子(長2.8m,寬厚0.5m)。鎂粉取自某工廠粉碎后的半成品。這些半成品經(jīng)過機械振動篩的篩分,分選出所需的粒徑。測試時將一定數(shù)量的鎂粉放入運動中的振動篩機入料口,經(jīng)過幾秒鐘,粉料運動至出料口,經(jīng)溜槽在出料口端采用法拉第筒法測定粉塵的電量。實驗共進行了21次,測試結(jié)果表明,混合鎂粉經(jīng)過這一過程,靜電荷質(zhì)比最高達(dá)0.309μC/kg,已超過安全標(biāo)準(zhǔn)0.02μC/kg近31倍。測試表明,在鎂粉的生產(chǎn)過程中,如果不采取有效的靜電消除措施,靜電災(zāi)害所引起的事故是可能發(fā)生的。