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爆炸性混合物

爆炸性混合物指的是在大气条件下,气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维状的易燃物质与空气混合,点燃后,燃烧将在整个范围内快速传播形成爆炸的混合物。

爆炸性混合物的危险性,是由它的爆炸极限、传爆能力、引燃温度最小点燃电流决定的。根据爆炸性混合物的危险性并考虑实际生产过程的特点,一般是将爆炸混合物分为三类:

I 类矿井甲烷

II 类工业气体(如工厂爆炸性气体、蒸气、薄雾)

III 类工业粉尘(如爆炸性粉尘、易燃纤维)

在分类的基础上,各种爆炸性混合物是按最大试验安全间隙和最小点燃电流分级,按引燃温度分组,主要是为了配置相应的电气设备,以达到安全生产的目的。 [1]

按最大试验安全间隙分级

最大安全试验间隙是在标准试验条件下,壳内所有浓度的被试验气体或蒸气与空气的混合物点燃后,通过 25 mm 面均不能点燃壳外爆炸气体混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙。可见,安全间隙的大小反映了爆炸气体混合物的传爆能力。间隙愈小,其传爆能力就愈强;反之,间隙愈大,其传爆能力愈弱,危险性也愈小。爆炸气体混合物,按其最大试验安全间隙的大小分为 IIA、IIB、IIC 三级。

按最小点燃电流分级

最小点燃电流在温度为 2040℃,0.1Mpa,电压为24V,电感为95mH的试验条件下,采用IEC标准火花发生器对空气电感组成的直流电路进行 3000 次火花发生试验,能够点燃最易点燃混合物的最小电流。最易点燃混合物,是在常温常压下,需要最小引燃能量的混合物。例如,甲烷最易点燃的混合物浓度为 8.3±0.3 -,最小引燃能量为 0.28 mJ。氢气浓度愈小,危险性就愈大。

按引燃温度分组

爆炸性混合物,不需要用明火即能引燃的最低的温度称为引燃温度。引燃温度愈低的物质愈容易引燃。爆炸性气体混合物按引燃温度的高低,分为 T1、T1、T3、T4、T5、T6 六组(此处T和表中T代表温度)。 [1]

引燃温度与组别

T1

T2

T3

T4

T5

T6

T>450

450≥T>300

300≥T>200

200≥T>135

135≥T>100

100≥T>85

I

甲烷

IIA

乙烷丙烷丙酮苯乙烯、氨苯、甲苯、一氧化碳、乙酸乙酯、乙酸

丁烷、乙醇、丙烯丁醇、乙酸、丁酯乙酸戊酯乙酸酐

戊烷、己烷、庚烷、癸烷、辛烷、汽油、硫化氢环己烷、汽油、煤油柴油、石油

乙醚乙醛三甲胺

亚硝酸乙酯

IIB

丙烯腈丙炔环丙烷焦炉煤气

环氧乙烷环氧丙烷丁二烯乙烯

二甲醚异戊二烯硫化氢

二乙醚、二丁醚

IIC

水煤气、氢

乙炔

二硫化碳

硝酸乙酯

爆炸性粉尘混合物根据粉尘特性(导电或非导电)和引燃温度的高低分为 IIIA、IIIB 二级,T11、T12、T13 三组。 [1]

组别

T11

T12

T13

粉尘物质

T>270

270>T>200

200>T>140

IIIA

非导电性可燃纤维

木棉纤维、烟草纤

维、纸纤维、亚硫

酸盐纤维素、人造

短纤维亚麻

木质纤维

非导电性爆炸粉尘

小麦、橡胶、染料、

聚乙烯,苯酚树脂

可可,玉米,砂糖,

米塘

IIIB

导电性爆炸粉尘

镁、铝、铝青铜、

锌、钛、焦炭

铝(含油)、铁、

煤、炭黑

火炸药粉尘

黑火药,T.N.T

硝化棉、吸收药、

黑索金特屈儿

泰安 [1]

1.具有遇火花或明火易发生激烈反应之物质存在, 如粉尘、易燃气体或液体等。

2.可燃易爆气体、液体、或粉尘与空气或氧气混合达到一定浓度范围。

3.有发火源。 [2]

可燃气体、可燃蒸气及液雾和可燃粉尘可燃物,在一定条件下能够和空气等氧化剂形成爆炸性混合物,这种爆炸性混合物若受到点火源的点燃作用,便会发生火灾爆炸事故。此类火灾爆炸事故在工业企业中较为常见且危害严重。为了预防此类火灾爆炸事故的发生,除了控制和消除点火源的点燃作用之外,最重要的就是防止形成这种爆炸性混合物。下面简要叙述防止可燃气体、可燃蒸气和可燃粉尘形成爆炸性混合物的基本对策。

1、选用原则

(1)气体应尽量选用爆炸浓度下限较高、上限较低、爆炸浓度极限较窄、自燃点较高、最小点火能量较高的。

(2)液体应尽量选用饱和蒸气压较低、爆炸温度下限较高、闪点较高、自燃点较高、最小点火能较高的。

(3)粉尘应尽量选用爆炸浓度下限较高、粒度较大、气化温度较高、最小点火能量较高、自燃点较高的,且应尽量选用不含可燃气体、蒸气及液体的可燃粉尘

2、控制使用量

可燃气体、可燃液体和可燃粉尘,应尽量分成小批量地使用,现场使用的量应限制到最小的限度。不使用的应立即收藏于指定的地点,切不可放置在点火源附近。

3、操作过程的控制

(1)对气体和液体的处理,应尽量在闪点以下,且在常温常压下进行,加温、加压和减压等的数值应控制在必要的最小限度。

(2)对气体和液体的处理,应尽量在接近于静止的状态下进行,搅拌、混合和流动速度等应控制在必要的最小限度,应严格防止温度的上升等。

(3)对液体的装入和排出等,应尽量将流速减小,且应尽量使用插底管,避免液体飞溅。

(4)贮存和输送挥发性高的可燃性液体时,应尽量使用专用的贮罐和容器。用槽车和罐车等运输时,最好不要转载。

(5)可燃粉尘的处理应尽量在常温常压下进行,加温、加压和减压等的数值应控制在必要的最小限度。

(6)在处理可燃粉尘时,应不使粉尘飞散在较大的范围,应缓慢地处理。流动和搅拌速度等应控制在必要的最小限度。

(7)在处理可燃粉尘时,为了不使粉尘飞散在较大的范围,应根据工艺要求尽量采用水湿式作业或油湿式作业。

(8)将可燃粉尘装入袋子或容器时,应尽量分成小批量进行。为了避免粉尘飞散,袋子或容器的开口面积应尽量小。

4、避免开敞处理物料

(1)可燃气体和可燃液体的生产和使用应尽量在密闭容器或设备内进行,气相空间的可燃气体和可燃蒸气的浓度应在爆炸浓度极限之外。

(2)贮存或残留有可燃液体的贮罐或容器不应敞口放置。若敞口放置时,应考虑风向、气温和可燃液体的特性等,防止形成爆炸性混合物。

(3)在使用可燃液体时,如洗涤操作等,应尽量在密闭状态的装置或容器内进行,操作中产生的可燃蒸气应采取强制通风等措施排出。

(4)可燃粉尘应尽量在密闭装置或容器内进行处理。在开敞状态下处理时,对悬浮和飞散在空气中的粉尘,应采取强制通风方法排出。

5、避免剩余物料存在

使用过或使用剩余的可燃液体,尤其是挥发性高的可燃液体,应贮存于指定容器中。对容器内残留少量无用的可燃气体或可燃液体,应及时用空气、氮气、水或水蒸气等进行彻底清洗。对剩余或堆积不用的可燃粉尘,应及时清除。 [1]

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