橡胶粉尘燃爆特性研究文献综述
2020-05-11 23:39:16
1.1.1选题背景
长期以来，粉尘一直是威胁我国生产行业的危险源。各种粉尘产生的危险隐患存在于很多生产过程和生产场所中，由于各种条件或环境所致，我们无法根除粉尘，如煤尘，金属粉尘等。
昆山中荣金属制品有限公司抛光二车间除尘系统较长时间未按规定清理，铝粉尘集聚。除尘系统风机开启后，打磨过程产生的高温颗粒在集尘桶上方形成粉尘云。1号除尘器集尘桶锈蚀破损，桶内铝粉受潮，发生氧化放热反应，达到粉尘云的引燃温度，引发除尘系统及车间的系列爆炸。因没有泄爆装置，爆炸产生的高温气体和燃烧物瞬间经除尘管道从各吸尘口喷出，导致全车间所有工位操作人员直接受到爆炸冲击，造成群死群伤。企业不重视安全管理，在生产过程中忽视粉尘爆炸的危害，导致了严重的事故。
粉尘的危害是很大的，而且是多方面的。生产人员长期处于这样的环境中，其呼吸道，视觉等都会受到伤害，最后成为职业病，甚至会危及到自己的生命。还有一些粉尘，如金属粉尘会发生火灾和爆炸事故，造成大量的人员伤亡和财产损失。因此，我们对于粉尘爆炸的研究是一个刻不容缓的项目，通过对粉尘爆炸特性的研究，找到合理有效的预防和治理方法。
1.1.2 论文的目的和意义
本课题以橡胶粉为试验物质，研究橡胶粉浓度对其最大爆炸压力（Pm）及爆炸指数的影响，以期对橡胶粉尘爆炸预防、爆炸泄压、爆炸抑制、防护隔离以及危险性分级起到指导作用。
1.1.3 国内外研究现状
具有爆炸性的可燃粉尘一般包括：三硝基甲苯、黑索金等炸药粉尘；镁、铝、钛、锌等金属粉尘；塑料、染料、橡胶等合成材料粉尘；烟草、棉花、茶叶等农产品粉尘；纸、木等林产品粉尘；淀粉、奶粉等粮食粉尘；骨、鱼粉等饲料粉尘以及煤尘。目前，基于对炸药粉尘、金属粉尘等的爆炸特性实验研究已经相对成熟。
1.1.3.1 国内的研究现状
张金锋等人[1]利用20L球形爆炸装置测得7-氨基头孢烷酸粉尘的爆炸下限浓度、最大爆炸压力及最大压力上升速率，粉尘的最大爆炸压力及最大压力上升速率随着粉尘浓度的增加呈先增大再下降的规律，在775g/m3附近达到最大值，并随点火能量的增大而增大；彭于怀等人[2]采用Godbert-Greenwald炉和20L爆炸球装置研究了粒径对石松子粉尘的爆炸危险性的影响, 粒径越小的粉尘着火温度越低，潜在危险性更大; 粒径小于48μm 的粉尘，在质量浓度为 750 g/m3时达到最大爆炸指数 22.61 MPa#183;m/s，其爆炸危险性为Ⅱ级，相比于粒径小于 75 μm 的粉尘，爆炸危险性更高；代濠源等人[3]对硫磺粉尘的粉尘层着火温度、粉尘云最低着火温度、粉尘云最小点火能及爆炸下限四个参数进行了测定；刘贞堂等人[4]采用20L球形爆炸装置研究了煤尘粒径和点火能量对煤尘爆炸最大压力、爆炸最大压力上升速率的影响, 在煤尘粒径一定的条件下，随着煤尘浓度的增大，爆炸最大压力及爆炸最大压力上升速率先增大后减小，煤尘浓度在400～480g/m3 之间取得爆炸最大压力最大值0.94MPa、爆炸最大压力上升速率最大值28.79MPa/s；在煤尘浓度一定的条件下，爆炸最大压力不随煤尘粒径的减小而单调变化，爆炸最大压力上升速率随煤尘粒径的减小而逐渐增大；随着点火能量的增大，爆炸最大压力及爆炸最大压力上升速率明显增加。；任瑞娥、谭迎新[5]采用Godbert-Greenwald恒温炉研究粉尘浓度、粒径及分散压力对木粉尘云最低着火温度的影响；同年，他们还利用水平管道和垂直哈特曼管对粒径为6-7μm的铝粉在质量浓度100-800g/m3的范围内的爆炸特性进行了研究；潘峰等人[6]采用哈特曼管式爆炸测试装置和20L球爆炸测试装置对200目以下的玉米淀粉粉尘爆炸危险性进行了评估。基于静电火花和粉尘质量浓度对粉尘爆炸的影响，对玉米淀粉的静电火花最小点火能量、爆炸下限质量浓度、最大爆炸压力和爆炸指数进行了研究，根据试验结果对玉米淀粉爆炸危险性进行分级。曹为国等人[7]采用哈特曼管式爆炸测试装置和20 L球爆炸测试装置对小麦淀粉粉尘爆炸特性参数进行评估,对粒度小于75μm的样品的爆炸危险性参数进行测试,得出了一定条件下的小麦淀粉对静电火花的敏感程度以及其爆炸的猛烈程度,进而对其爆炸危险性程度进行分级。蒯念生等人[8]为防控工业粉尘爆炸和完善粉尘爆炸测试方法，在Siwek 20 L 球形爆炸测试系统内，实验研究了不同点火能量下高、低挥发性粉尘的爆炸行为。对粉尘的最大爆炸压力、最大升压速率和燃烧持续时间、爆炸下限及惰性介质的抑爆效力随点火能量的变化规律进行了重点探讨。结果表明，增加点火能量能提高粉尘云爆炸能量和燃烧速率，低挥发性粉尘爆炸行为受点火能量的影响更显著。低挥发性粉尘在低质量浓度下无法被低点火能量充分引燃，爆炸不良效应显著; 随着粉尘质量浓度的增加，爆炸不良效应不断减弱直至消失。低挥发性粉尘爆炸下限随点火能量增加急剧下降，而高挥发性粉尘爆炸下限受点火能量影响较小。惰性介质抑爆效力随点火能量增加而下降。王振刚等人[9]为预防叔丁醇氧化制甲基丙烯酸甲酯工艺过程中燃爆危险的发生，利用11L 爆轰管测定不同工况温度、压力条件下，叔丁醇在不同氧含量的氧氮混合气中的爆炸极限; 张超光等人[10]在对已发生的典型的粉尘爆炸事故分析的基础上,总结、归纳了影响粉尘爆炸发生的,诸如粉尘自身的可燃性、粉尘所处的状态、粉尘所处的外部环境等因素;提炼出了7种粉尘爆炸事故模式,并对各种模式下粉尘爆炸发生的条件、机理进行了初步研究分析,然后提出了相应的事故预防措施。对粉体工业的安全生产具有实际的指导作用,对今后防灾决策的深入研究也具有一定的参考价值
