淺析墨粉爆炸危險(xiǎn)性研究與安全措施

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(jí)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(duì)此采取有效的防護(hù)措施，保護(hù)人們以及機(jī)械設(shè)備的安全。

關(guān)鍵詞：墨粉;粉塵爆炸;危險(xiǎn)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(shí)驗(yàn)的材料及裝置、實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容

（一）實(shí)驗(yàn)的材料

本次實(shí)驗(yàn)的主要材料為打印機(jī)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(shí)驗(yàn)的裝置：1.2L哈特曼管裝置、粉塵云著火溫度測(cè)試裝置和20L爆炸球裝置。

（二）實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容

本次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是檢測(cè)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(shí)驗(yàn)部分

（一）檢測(cè)墨粉粉塵云最小著火能量

對(duì)墨粉粉塵云的最小著火能量檢測(cè)所用的裝置就是1.2L哈特曼管裝置，實(shí)驗(yàn)中的溫度保持在16℃，濕度保持在60%，分散壓力為0.7MPa，用移動(dòng)電極點(diǎn)火，電極的間距為6mm，分別在30mJ、15mJ和5mJ的點(diǎn)火能量下對(duì)濃度416.7g/m3、666.7g/m3和833.3g/m3的墨粉進(jìn)行了3次實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)火能量下能夠被點(diǎn)燃，但在5mJ的點(diǎn)火能量下卻點(diǎn)燃不了。而833.3g/m3的墨粉只有在30mJ的點(diǎn)火能量下才能點(diǎn)燃，在15mJ與5mJ下都點(diǎn)燃不了，所以如果墨粉的濃度過高，則需要足夠的點(diǎn)火能量才能將其點(diǎn)燃。由此可見，這3種墨粉在5mJ的能量下都沒法被點(diǎn)燃，所以能量過小是沒法點(diǎn)燃墨粉的;在30mJ的能量下全都能夠被點(diǎn)燃，不過只有666.7 g/m3的墨粉在10次實(shí)驗(yàn)當(dāng)中全被點(diǎn)燃。由此可知，墨粉的濃度過大和過小都會(huì)對(duì)其點(diǎn)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(cè)墨粉粉塵云最低著火溫度

此檢測(cè)所用到的主要裝置就是粉塵云的最低著火溫度測(cè)試裝置，以及加熱爐、調(diào)節(jié)溫度和記錄的裝置。此實(shí)驗(yàn)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(duì)0.3g、0.4g、0.5g、0.6g和0.7g的墨粉進(jìn)行點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)結(jié)果的分析得出：在525℃下，這幾個(gè)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(shí)就無法點(diǎn)燃粉塵云;當(dāng)溫度有所上升時(shí)，而墨粉的濃度過高或者過低時(shí)也無法點(diǎn)燃粉塵云;當(dāng)溫度足夠高時(shí)，而墨粉濃度過高時(shí)，也會(huì)無法被點(diǎn)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(shí)，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(cè)墨粉粉塵云的最大爆炸壓力

本實(shí)驗(yàn)主要用到的設(shè)備就是20L的爆炸球，在15℃溫度，60%濕度，10KJ點(diǎn)火能量，60ms點(diǎn)火延時(shí)下分別對(duì)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(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(huì)隨墨粉的濃度上升而變大，當(dāng)濃度為500g/m3時(shí)，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(shí)爆炸壓力和指數(shù)會(huì)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?yàn)槟鄣谋ㄏ孪藓艿?，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(dú)立的放在一個(gè)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(duì)裝置、房間、管道以及每個(gè)電線纜上所堆積的粉塵進(jìn)行清理，尤其是對(duì)容易產(chǎn)生墨粉和粉塵量最高的地方，必須及時(shí)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(shí)，不管粉塵的濃度是多少，都不會(huì)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(diǎn)火源

能引起墨粉爆炸的點(diǎn)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(diǎn)火源。因此為了防止墨粉爆炸，就必須控制好點(diǎn)火源，避免點(diǎn)火源出現(xiàn)。同時(shí)應(yīng)大力宣傳安全防護(hù)意識(shí)，對(duì)工作當(dāng)中可能會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)火源的地方展開有效的預(yù)防，從根本上杜絕點(diǎn)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(shí)嚴(yán)禁明火、靜電以及易燃易爆等物品出現(xiàn)。

四、總結(jié)

因?yàn)槟鄣拿舾谐潭确浅４?，而且容易浮于空中，一旦遇到火源之后就?huì)發(fā)生爆炸，爆炸的范圍會(huì)非常大，而且難以補(bǔ)救，所以必須對(duì)墨粉爆炸的危險(xiǎn)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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