中國粉體網(wǎng)訊  據(jù)應(yīng)急管理部發(fā)布公告稱，《工貿(mào)企業(yè)粉塵防爆安全規(guī)定》已經(jīng)審議通過，將于2021年9月1日起施行。

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隨著時(shí)代的高速發(fā)展，我國的農(nóng)業(yè)、化工業(yè)、輕工業(yè)、重工業(yè)等許多行業(yè)都采用粉體為原料進(jìn)行生產(chǎn)，并且很多產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品也均為粉體，因此粉體的種類和數(shù)量也在不斷增加。根據(jù)美國化學(xué)安全與危險(xiǎn)調(diào)查委員會(huì) (CSB) 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，隨著工業(yè)的發(fā)展，粉塵爆炸事故呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢。

1 能夠發(fā)生粉塵爆炸火災(zāi)的物質(zhì)種類

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)以下七類物質(zhì)的粉塵具有爆炸性: 金屬( 如鎂粉、鋁粉、鈦粉) ; 煤炭( 如煤粉) ; 糧食( 如面粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、淀粉) ; 飼料( 如血粉、魚 粉) ; 農(nóng)副產(chǎn)品( 如棉花、煙草、茶葉粉塵) ; 林產(chǎn)品( 如紙粉、木粉、纖維粉塵) ; 合成材料( 如塑料、染料) 等。

2 金屬粉爆炸事故回顧

在所有粉塵中，使用最多的為鋁粉塵，鋁粉塵作為輕質(zhì)高能材料，被廣泛用于火藥添加劑或高速推進(jìn)中。但是很多鋁金屬表面處理工藝會(huì)產(chǎn)生大量的鋁粉塵，存在著很大的爆炸隱患。其中最為典型的是“8·2 昆山工廠爆炸事故”，事故的直接原因是：事故車間除塵系統(tǒng)較長時(shí)間未按規(guī)定清理，鋁粉塵集聚。除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)開啟后，打磨過程產(chǎn)生的高溫顆粒在集塵桶上方形成粉塵云。1號(hào)除塵器集塵桶銹蝕破損，桶內(nèi)鋁粉受潮，發(fā)生氧化放熱反應(yīng)，達(dá)到粉塵云的引燃溫度，引發(fā)除塵系統(tǒng)及車間的系列爆炸。因沒有泄爆裝置，爆炸產(chǎn)生的高溫氣體和燃燒物瞬間經(jīng)除塵管道從各吸塵口噴出，導(dǎo)致全車間所有工位操作人員直接受到爆炸沖擊，造成群死群傷。

圖1 圖片來源：中國消防

3 金屬粉塵特點(diǎn)分析

金屬粉塵有著火敏感性高，氧化熱值高等特點(diǎn)，因此爆炸后果十分嚴(yán)重。絕大多數(shù)的金屬粉體最小點(diǎn)火能小于 10mJ，而超細(xì)金屬粉體的最小點(diǎn)火能可小于 1mJ，有著很強(qiáng)的著火敏感性。再者粉塵的密度較高，而金屬粉塵又是可燃粉塵中密度較高的，由于金屬粉塵與氧氣接觸會(huì)放出熱量，當(dāng)金屬粉塵堆積，熱量聚集，便會(huì)產(chǎn)生爆炸。

4 粉塵爆炸機(jī)理研究

粉塵爆炸類似于氣體或蒸氣爆炸，在有限空間內(nèi)粉塵云達(dá)到一定濃度并被點(diǎn)燃，然后有限空間內(nèi)的溫度和壓力迅速升高，同時(shí)火焰也在粉塵云團(tuán)中傳遞，可見，它是一種氣體/固體化學(xué)動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象。

圖2 粉塵氣相點(diǎn)火示意圖

5 粉塵發(fā)生爆炸的條件

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，粉塵的爆炸燃燒時(shí)有發(fā)生，危害性極大。粉塵包括的范圍很廣，但并不是隨時(shí)隨地都能爆炸燃燒，要發(fā)生粉塵爆炸需要具備以下幾個(gè)條件:

1） 存在可燃粉塵，且粉塵濃度處于爆炸極限內(nèi); 

2） 存在氧化劑，一般為空氣中的氧氣，足夠的氧含量是可燃性粉塵云得以燃燒的基礎(chǔ)。

3） 存在點(diǎn)火源，其點(diǎn)火能量要達(dá)到粉塵的最小點(diǎn)火能；

4） 可燃粉塵與氧化劑以一定比例混合，粉塵呈云狀，這樣可以增大氣固接觸面積，加快反應(yīng)速度。

5） 粉塵云在相對封閉空間內(nèi)，壓力和溫度才能急劇升高，反應(yīng)速度加快; 需要指出，某種工況下，粉塵在未完全封閉的空間內(nèi)發(fā)生燃燒反應(yīng)，若熱量無法及時(shí)釋放，也會(huì)發(fā)生粉塵爆炸。

前 3 個(gè)條件可構(gòu)成燃燒的條件，以上 5 個(gè)條件是粉塵爆炸的充分條件，缺少上面的任一條件爆炸就不會(huì)發(fā)生，所以也是預(yù)防和控制粉塵爆炸發(fā)生的重要依據(jù)。

6 金屬粉塵防爆安全規(guī)定

鋁鎂等金屬粉塵應(yīng)當(dāng)采用負(fù)壓方式除塵，其他粉塵受工藝條件限制，采用正壓方式吹送時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取可靠的防范點(diǎn)燃源的措施。

鋁鎂等金屬粉塵濕式除塵系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)安裝與打磨拋光設(shè)備聯(lián)鎖的液位、流速監(jiān)測報(bào)警裝置，并保持作業(yè)場所和除塵器本體良好通風(fēng)，防止氫氣積聚，及時(shí)規(guī)范清理沉淀的粉塵泥漿。

7結(jié)束語

近年來，我國金屬粉塵爆炸事故頻發(fā)的根本原因是企業(yè)缺乏對粉塵爆炸危害認(rèn)識(shí)，除塵能力不足和粉塵清掃不及時(shí)。如果認(rèn)真執(zhí)行粉塵爆炸相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采取措施控制可燃粉塵、控制點(diǎn)燃源和減輕爆炸損失，絕大多數(shù)的粉塵爆炸災(zāi)害可以避免。企業(yè)要時(shí)刻牢記“安全無小事”，加強(qiáng)防爆管理，規(guī)范員工作業(yè)，讓爆炸事故不再重演！

參考來源：

【1】《昆山鋁粉塵爆炸事故三責(zé)任人受審 一副省長已被記過》北京青年報(bào)

【2】袁帥，等. 工業(yè)可燃性粉塵爆炸研究進(jìn)展.粉末冶金工業(yè).2017.

【3】袁帥，等. 粉塵爆炸防護(hù)措施的研究進(jìn)展.爆破器材.2017.

【4】蔣源華，等. 基于螺旋漸擴(kuò)式除塵方法的工業(yè)金屬粉塵防爆研究. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊.2019.

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）

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