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                      除尘器

                      工业粉尘静电放电的危害及预防

                      作者:郑州快三投注环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2018-12-14 13:38:43

                      粉体在工艺生产、运输、加工和混合过程中,由于粉体之间或粉体与设备、容器之间相互接触、摩擦和撞击,会带上很高的静电。高带电粉体在原料仓库、存储罐、运载工具或工艺设备内的积聚,就会形成很强的静电场,由此诱发产生静电放电导致火灾、爆炸事故屡屡不断。针对粉体的静电问题,倾注了科研工作者大量心血,也探索了一定的规律。但是随着粉体工业迅猛发展,涉及到粉体或粉尘大量产生,由静电放电引发的粉尘燃爆事故,已成为不少行业安全生产的严重威胁,如农林行业中木材、淀粉、咖啡等粉尘;化工行业中的精细化工、塑料等粉尘;火力热电系统中的煤炭等粉尘;制药工业过程中有机药物粉尘;冶金行业中的铝镁等金属粉尘;纺织工业中的棉、麻、化纤等粉尘。因此,不少国家投入大量人力、物力和财力进行粉体静电学的研究。

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                      粉尘输运过程中都会相应设置管道和储存装置,从工艺的角度上采用的输运管道和装置都会涉及到粉尘颗粒以较高速度的激烈碰撞的问题,因此在输运管道和存储装置系统中粉尘易发生静电放电现象,极有可能导致敏感性较高的粉尘发生燃烧和爆炸事故。通过查阅相关资料得到,输运管道常采用变径、三通等单元,存储装置内部经常会涉及到粉体混合的工艺,在这些环节中,粉尘运动速度会相应发生改变,加剧管道和装置内部环境的改变,这样不仅导致静电荷积聚加剧,而且极有可能发生静电放电和引爆局部粉尘现象,产生的冲击波会使沉积的粉尘再次被卷扬,形成粉尘爆炸的极限浓度,导致大规模的粉尘爆炸事故。

                      控制管道内积聚的静电荷发生静电放电现象,避免其能量达到粉尘云的最低点火能,才能有效的预防粉尘的爆燃、爆炸甚至是爆轰。但是在相关粉体的行业这些特殊环节容易产生一系列无法避免的静电安全问题,从而带来事故隐患。表1是近年由静电放电引起的粉尘燃爆事故的不完全统计。

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                      表1:近年来由静电放电引起的粉尘燃爆事故

                      粉尘的静电放电起因

                      20世纪初期,由于工业静电荷的积聚和放电引发的燃爆事故频频出现,包括粉尘、可燃气体、蒸汽等。

                      颗粒物粒径小于76μm的称为“粉尘”。粉尘爆炸是整个燃烧过程的现象,即可燃粉尘与氧气混合达到一定浓度时,在一定点火能量作用下瞬时完成的。在空气环境中,任何固体材料在快速进行超细化的过程中,极有可能燃烧。工业生产过程中,当粉体在工艺设备中进行输送、加工处理时,粉体和设备间发生连续的接触和分离,使粉体和设备上同时产生大量静电异性电荷,如果粉体和设备无消除静电的措施或静电产生的速度大于向外导出的速度,静电荷就会不断积累,例如粉体在生产、运输、加工或者研磨、搅拌、筛选、过滤、混合等工序中,粉体会带上很高的静电,具体工艺中的静电情况可参照表2。若静电荷积累达到一定的程度,静电场强可能会达到大气的击穿场强,此时产生静电放电,可能点燃周围存在的粉尘云如图1。

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                      表2:不同的作业方式静电情况

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                      图2:静电点燃的原理示意图

                      在原料存储设备、仓库、运载工具或工艺设备内积聚的高带电粉体,就会像雷雨天的带电云团一样,形成高电位、强电场,当场强超过粉尘周围的空气的绝缘强度时,就会发生发光、发热的静电放现象。由于粉体的比表面积大大增加,从而与空气的接触面积随之增加,稳定性因此大大降低,若是粉体自身积聚的静电荷发生静电放电,静电放电火花的能量超过可燃粉尘云的最小点燃能量,可直接将其点燃而强大的热能可使环境温度骤然上升,导致粉粒表面气化,气化的粒子流迅速与空气充分混合,发生强烈的氧化反应放出热量,进一步促使其它粉粒的气化、燃烧,整个过程在瞬间发生和传播,可在极短的时间内发生剧烈地粉尘燃爆事故,所以粉尘产生静电放电是引起粉尘爆炸关键因素。

                      对于可燃性物质环境状态下,静电放电是重要的危险源。其放电能量与电容及电压有关,如公式1-1所示:

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                      式中:Q一电量,A·s;C一电容,F;U一静电压,V;E一放电能量,J;

                      粉尘静电放电的防范对策及措施

                      预防粉尘爆炸的措施主要有三种:

                      1)防止静电生成,例如削弱生产过程中粉体摩擦、触击、分离起电;在液体、气体制作、运输中适当限速等。

                      2)促使静电泄漏,如向粉体中加入防静电添加剂、将导体接地、非导体容器内置金属网并接地等。

                      3)去除火源,降低空气含氧量和粉尘浓度,如加快流程、减少粉体积累量、添加不活性粉体、加强环境通风换气、增设灭火装置和疏爆装置等。

                      结语

                      总之,在大部分工业制程中都会产生静电荷的累积,轻则使人感到不舒适,重则对人体造成伤害,甚至在易燃性气体、液体和粉尘的装卸与输送过程中,产生火灾爆炸事故。静电防护工作是一项系统工程,任何环节的疏漏或失误,都将导致静电防护工作的失败,必须时时防范,人人防范。清楚了静电的危害和形成,有助于弄清造成静电危害的原因,并研拟适宜之防制对策,达成提高制程现场及作业人员的安全,有效降低静电危害事故及生产损失。

                      有关更多工业粉尘静电放电的危害及预防信息,请联系郑州快三投注环保的工程师13322814846。