2022年防火防爆技术讲稿 .pdf

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1、三、危险化学品我国国家标准GB 12268-90 危险货物品名表中规定 : 在货物运输中， 凡具有易燃烧、爆炸、腐蚀、毒害、放射射线等性质，在运输、装卸、保管过程中能引起人身伤亡和财产毁损、环境污染而需要特别防护的货物，均属危险货物。 危险货物是一个总称，包括很多品种。危险货物的定义包含3 点具体要求： (1) 具有易燃、易爆炸、腐蚀、毒害、放射射线等性质。非常具体地指明了危险货物本身所具有的特殊的性质，是造成火灾、灼伤、中毒等事故的先决条件。 (2) 能引起人身伤亡和财产毁损、环境污染。 这一点， 指出了危险货物在一定条件下，比如，由于受热、明火、摩擦、震动、撞击、洒漏、与性质相抵触物品接触

2、等，发生化学变化所产生的危险效应。不光是货物本身遭到损失，更主要的是危及周围环境。 (3) 在运输、装卸、 保管过程中需要特别防护。这里所指的特别防护，不仅是一般所说的轻拿轻放、谨防明火， 而且运输普通货物也必须做到这一点。而是指要针对各种危险货物本身的特性所必须采取的“特别”防护措施。例如， 有的爆炸品需添加抑制剂；有的有机过氧化物需控制环境温度；有的危险品需要特殊包装，而大多数危险品的配载都有所忌物品。必须强调：以上三点，缺一不成为危险货物。危险货物品名表列名的有2000 种以上。在众多的危险货物中，性质各不相同，危险程度参差不齐，有的还相互抵触。为了储运的安全和管理的方便，国际运输组织根

3、据各种危险货物的主要特性和运输要求，将危险货物分为9 类：第 1类 爆炸品；第 2类 压缩、液化或加压溶解气体；第 3类 易燃液体；第 4类 易燃固体，易自燃或遇水易燃物品；第 5类 氧化剂和有机过氧化物；第 6类 毒害品和感染性物品；第 7类放射性物品；第 8类腐蚀品；第 9类 杂项危险物质和物品。按所涉及的学科分类，危险货物又可分为：化学危险品、 生物学的感染性物品和核物理学的放射性物品。危险货物的分类，有的是根据货物的物理性质，例如，压缩气体和液化气体；有的是根据货物的化学性质，例如，氧化剂和腐蚀品；有的是结合货物的物理和化学性质，如易燃液体和易燃固体，还有的是根据货物对人身伤害的情况，

4、如放射性物品和毒害品。总之， 哪一种特性在运输的危险中居主导地位，就把该货物归为哪一类危险品。上述的分类标准， 并不是相互排斥的。大多数危险货物都兼有两种以上的性质。这时，在注意到某种货物的主要特性时，必须注意到该货物的其他性质。根据 2002 年 3 月 15 日起施行的中华人民共和国国务院第344 号令 危险化学品安全管理条例 ( 以下简称条例) 第三条的规定，国家安全生产监督管理局、公安部、国家环境保护总局、卫生部、国家质量监督检验检疫总局、铁道部、交通部和中国民用航空总局于2003 年 6 月 24 日确定并公布了 剧毒化学品目录(2002 年版 ) 。将分散在各分类危险货物中的剧毒化

5、学品归属在目录中，列举了335 个品名。1、遇水燃烧物质凡与水或潮气接触能分解产生可燃气体，同时放出热量而引起可燃气体的燃烧或爆炸的物质， 成为遇水燃烧物质。遇水燃烧物质还能与酸或氧化剂发生反应，而且比遇水发生的反应更为剧烈，其着火爆炸的危险性更大。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 18 页 - - - - - - - - - A 分类遇水燃烧物质都具有遇水分解，产生可燃气体和热量，能引起火灾或爆炸的危险性。这类物质引起着火有以下两种情况：一种是遇水发生剧烈

6、的化学反应，释放出的高热能把反应产生的可燃气体加热至自燃点，不经外来火源也会着火燃烧，如金属钠、碳化钙等。碳化钙与水化合的反应如下：CaC2+2H2OC2H2+Ca(OH)2+Q 反应的热量在积热不散的条件下，能引起乙炔的自燃爆炸：2C2H2+5O24CO2+2H2O+Q 另一种是遇水能发生化学反应，但释放出的热量较少，不足以把反应产生的可燃气体加热至自燃点。不过，当可燃气体一旦接触火源也会立即着火燃烧，如氢化钙、保险粉（连二亚硫酸钠）等。遇水燃烧物质引起爆炸有下列两种情况：一种是遇水燃烧物质在容器内与水（或吸收空气中的水蒸气） 作用，放出可燃气体和热量，与容器内空气形成爆炸性混合气而发生爆炸

7、；或由于气体体积膨胀，使压力逐渐增大； 或在受热、 翻滚、 撞击、 摩擦、 震动等外力作用下，造成胀裂而引起爆炸，如电石桶的爆炸。另一种是由于燃烧物质与水相互作用，发生剧烈的化学反应， 释放出的可燃气体迅速以周围空气混合达到爆炸极限，由于自燃 （反应释放出热量的加热）或遇明火而引起爆炸，如金属钠、钾等。根据遇水或受潮后发生反应的剧烈程度和危险性大小，遇水燃烧物质可分为两级。一级遇水燃烧物质， 遇水发生剧烈反应， 单位时间内产生可燃气体多而且放出大量热量，容易引起燃烧爆炸。属于一级遇水燃烧物质的主要有活泼金属（如锂、 钠、钾、铷、锶、铯、钡等金属）及其氢化物，硫的金属化合物、磷化物和硼烷等。二级

8、遇水燃烧物质，遇水发生的反应比较缓慢，放出的热量比较小，产生的可燃气体一般需在火源作用下才能引起燃烧。属于二级遇水燃烧物质的有金属钙、锌粉、亚硫酸钠、氢化铝、硼氢化钾等。在生产、贮存中，将所有遇水燃烧物质化为甲类火灾危险。B 遇水燃烧物质的火灾爆炸危险性各类遇水燃烧物质与水接触后，除了反应的剧烈程度和释放的热量不同之外，所产生的可燃气体的性质也有所不同，主要有以下几类。生成氢气发生燃烧或爆炸。有些遇水燃烧物质在与水作用的同时，放出氢气和热量，由于自燃或外来火源作用引起氢气的着火或爆炸。具有这种性质的遇水燃烧物质有活泼金属及其合金、金属氢化物、硼氢化物、金属粉末等。例如，金属钠与水的反应：Na

9、+ 2H2O2NaOH + H2+ 371.8kJ 这类遇水燃烧物质吃了存在氢气的着火或爆炸危险之外，那些尚未来得及反应的金属会随之燃烧会爆炸。又如锌粉和水的反应：Zn + 2H2OZnO + H2此反应放出的热量较少，不至于直接引起氢气的燃烧爆炸。生成碳氢化合物着火爆炸。有些遇水燃烧物质与水作用时，生成碳氢化合物，在反应热引起受热自燃，或外来火源作用下造成碳氢化合物的着火爆炸。具有这种性质的遇水燃烧物质主要有金属碳化合物、有机金属化合物等。例如，甲基钠与水的反应：CH3Na + H2ONaOH + CH4+ Q 生成其他可燃气体的燃烧爆炸。还有一些遇水燃烧物质如金属磷化物、金属氧化物、金属硫

10、化物和金属硅的化合物等，与水作用时生成磷化氢、氰化氢、硫化氢和四氢化硅名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 18 页 - - - - - - - - - 等。例如，磷化钙与水的反应：Ca3P2 + 6H2O3Ca(OH)2 + 2PH3+ Q 由于磷化氢的自然点低（4560） ，能在空气中自燃。从以上讨论可以看出，遇水燃烧物质的类别多，遇水生成的可燃气体不同，因此其危险性也有所不同。总的来说，遇水燃烧物质的危险性主要有以下几方面。遇水或遇酸燃烧性。这是遇水燃烧物

11、质共同的危险性。因此，在贮存、运输和使用时，应注意防水、防潮、防雨雪等。遇水燃烧物质着火时，不准用水或酸碱泡沫灭火剂及泡沫灭火剂扑救。 因为酸碱泡沫灭火剂是利用碳酸氢钠溶液和硫酸溶液的作用，产生二氧化碳气体进行灭火的。气反应式为：2NaHCO3 + H2SO4Na2SO4 + 2H2O+ 2CO2泡沫灭火剂是利用碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液的作用，产生二氧化碳进行灭火的，其反应式为：6NaHCO3 + Al2(SO4)33Na2SO4 + 2Al(O H)3+ 6CO2从以上反应可以看出，这些灭火剂是以溶液为药剂的。溶液中含有大量的水，所以用这两种灭火剂扑救遇水燃烧物质的火灾是不适宜的。此外，不少

12、遇水燃烧物质能够与酸起作用生成可燃气体，而且反应剧烈。例如，把少量锌粉撒到水里去， 并不会发生剧烈反应，但是如果把少量锌粉撒到酸中，即使是较稀的酸，也会立即有大量氢气冒出，反应非常剧烈。又如，金属钠、氢化钡等与硫酸反应生成氢气，碳化钙和硫酸反应生成乙炔等，它们的反应式如下：2Na + H2SO4Na2SO4 + H2 BaH2 + H2SO4Ba2SO4 + 2H2 CaC2 + H2SO4Ca2SO4 + C2H2由酸碱灭火器和泡沫灭火器喷射出来的喷液中，多少含有尚未作用的残酸，因此，用这类灭火剂来扑救遇水燃烧物质的火灾，犹如火上加油，会引起更大的危险。遇水燃烧物质的火灾应用干砂、干粉灭火剂

13、、二氧化碳灭火剂等进行扑救。自燃性。有些遇水燃烧物质（如碱金属、硼氢化合物）放置于空气中即具有自燃性。有的遇水燃烧物质（如氰化钾）遇水能生成可燃气体，放出热量而具有自燃性。因此，这类遇水燃烧物质的贮存必须与水及潮气可靠隔离。由于锂、钠、钾、铷、铯和钠钾合金等金属不与煤油、 汽油、石蜡等作用， 所以可把这些金属浸没于矿物油或液体石蜡等不吸水分物质中严密保存。 采取这种措施就能使这些遇水燃烧物质与空气和水蒸气隔离，免除变质和发生危险。爆炸性。有些遇水燃烧物质（如电石等），由于与水作用生成可燃气体，与空气形成爆炸性混合物， 或盛装遇水燃烧物质的容器由于气体膨胀或装卸、搬运的震动撞击，及受其他外界因素

14、的影响，有发生爆炸的危险性。因此，装卸作业时不得翻滚、撞击、摩擦、倾倒等， 必须轻装轻卸。如发现容器有鼓包等可疑现象，应即使妥当处理，将鼓包的电石桶移至室外，把桶内气体放出，修复后方可库存。其他。有的遇水燃烧物质遇水作用的生成物（如磷化物）除易燃性外，还有毒性；有的虽然与水接触反应不剧烈，放出热量不足以使产生的可燃气着火，但遇外来火源还是有着火爆炸的危险性。因此，搬运场所应当通风散热良好并严禁火源接近。2、自燃性物质凡是无需明火作用，由于本身氧化反应或受外界温度、湿度影响， 受热升温达到自燃点名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

15、- - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 18 页 - - - - - - - - - 而自行燃烧的物质，称为自燃性物质。A 自燃性物质的分类自燃性物质都是比较容易氧化的，在着火之前所进行的是缓慢的氧化作用，而着火时进行的是剧烈的氧化反应。根据自燃的难易程度及危险性大小，自燃性物质可分为两类。一级自燃物质。此类物质与空气接触极易氧化，反应速度快；同时，它们的自燃点低，易于自燃，火灾危险性大。例如黄磷、铝铁溶剂等。二级自燃物质。 此类物质与空气接触时氧化速度缓慢，自燃点较低，如果通风不良，积热不散也能引起自燃。例如油污、油布等带有油脂的物品。B 自燃性物质的燃烧性质。

16、自燃性物质由于化学组成不同，以及影响自燃的条件（如温度、湿度、助燃物、含油量、杂质、通风条件等）不同，因此有各自不同的特点。化学性质活泼，极易氧化而引起自燃的自燃性物质。例如黄磷， 它是一种淡黄色状的半透明固体，非常容易氧化，自燃点很低，只有34左右。即使在通常温度下，置于空气中也能很快引起自燃，燃烧后生成五氧化二磷烟雾。4P + 5O22P2O5+ 3098.2kJ 五氧化二磷是有毒物质，遇水还能生成剧毒的偏磷酸。由于黄磷不与水发生作用，所以通常都把黄磷浸没在水里贮存和运输。如果在运输时发现包装容器破损渗漏，或水位减少不能浸没全部黄磷时应立即加水并换装处理，否则会很快引起火灾。 如遇有黄磷着

17、火情况，可用长柄铁夹等工具把燃着的黄磷投入盛有水的桶中即可消除事故，但不可用高压水枪冲击着火的黄磷，以防被水冲散的黄磷扩大火势。化学性质不稳定，容易发生分解而导致自燃的自燃性物质。例如，硝化纤维及其制品，由于本身含有硝酸根（NO3） ，化学性质很不稳定，在常温下就能于空气中缓慢分解，阳光作用及受潮会加快氧化速度，析出一氧化氮（NO ） 。一氧化氮不稳定，会在空气中与氧化合生成二氧化氮而二氧化氮会与潮湿空气的水化合生成硝酸或亚硝酸。3NO2H2O2HNO3NO 硝酸或亚硝酸会进一步加速硝化纤维及其制品的分解，放出的热量也就越来越多，当温度达到自燃点（ 120160）时，即发生自燃。燃烧速度极快，

18、并能产生有毒和刺激性气休。硝化纤维及其制品着火时可用泡沫和水进行扑救。但表面的火扑灭后，物质内部因有大量氧还会继续分解，仍有复燃的可能性，所以应及时将灭火后的物质深埋。分子具有高的键能，容易在空气中与氧产生氧化作用的自燃性物质。某些自燃性物质的分子中，含有较多的不饱和双健（CC） 。因而在空气中容易与氧气发生氧化反应， 并放出热量。 如果通风不良， 热量聚集不散， 就会逐渐达到自燃点而引起自燃。例如，桐油的主要成分是桐油酸甘油酯，其分子含有3 个双键，化学性质很不稳定，经制成油纸、油布、 油绸等自燃性物质之后，桐油与空气中氧接触的表面积大大增加，在空气中缓慢氧化析出的热量增多，加上堆放、卷紧的

19、油纸、油布、油绸等散热不良，造成积热不散，温度升高到自燃点而引起自燃，尤其是空气潮湿的情况下，更易促使自燃的发生。因此， 自燃性物质中的二级自燃物质常用分格的透风笼箱作包装箱。目的是把自燃物品中经氧化而释放出的热量不断地散逸掉，不致于造成热量的聚积不散，避免发生自燃而引起火灾。3、氧化剂凡能氧化其他物质，亦即在氧化还原反应中得到电子的物质称为氧化剂。在无机化学反应中， 可以由电子的得失或化合价的变化来判断氧化还原反应。但在有机化学反应中，由于大多数有机化合物都是以共价健组成的，它们分子内的原子间没有明显的电子得失，很少有化合价的变化。 所以在有机化学反应中常把与氧的化合或失去氢的反应称为氧化反

20、应，而将与氢的化合或失去氧的反应称为还原反应，把在反应中失夫氧或获得氢的物质称为氧化名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 18 页 - - - - - - - - - 剂。例如，过氧乙酸（氧化剂）和甲醛（还原剂）的化学反应。A氧化剂的分类各种氧化剂的氧化性能强弱有所不同，有的氧化剂很容易得到电子，有的则不容易得到电子、氧化剂按化学组成分为无机氧化剂和有机氧化剂两大类。无机氧化剂（按氧化能力的强弱又可以分为两级）一级无机氧化剂： 主要是碱金属或碱土金属的过氧化物和

21、盐类，如过氧化钠、 高氯酸钠、硝酸钾、 高锰酸钾等。 这些氧化剂的分子中含有过氧基（OO）或高价态元素 （N+5、CI+7、Mn+7等） ，极不稳定，容易分解，氧化性能很强是强氧化剂，能引起燃烧或爆炸。例如，过氧化钠遇水或酸的时候，便立即发生反应，生成过氧化氢； 过氧化氢更容易分解为水和原子氧。其反应如下： Na2O2NaO + O Na2O2 + 2H2O2NaOH + H2O2Na2O2 +H2SO4Na2SO4+ H2O2 H2O2 H2O + O 原子氧有很强的氧化性，遇易燃物质或还原剂很容易引起燃烧或爆炸，如果不与其他物质作用，原子氧便自行结合，生成氧气：O + O O2 氧气的助燃

22、作用会引起火灾或爆炸。二级无机氧化剂： 虽然也容易分解， 但比一级氧化剂稳定，是较强氧化剂， 能引起燃烧。除一级无机氧化剂外的所有无机氧化剂均属此类，如亚硝酸钠、亚氯酿钠、连二硫酸钠、重铬酸钠、氧化银等。有机氧化剂（按照氧化能力的强弱分也可以为两级）一级有机氧化剂：主要是有机物的过氧化物或硝酸化合物，这类氧化剂都含有过氧基（OO）或高价态氮原子，极不稳定，氧化性能很强，是强氧化剂，如过氧化苯甲酰、硝酸胍等。二级有机氧化剂：是有机物的过氧化物，如过氧醋酸、过氧化环己酮等。这类氧化剂虽然也容易分解出氧，但化学性质比一级氧化剂稳定。无机氧化剂和有机氧化剂中都有不少过氧化物类的氧化剂。有机氧化剂由于含

23、有过氧基。受到光和热的作用，客易分解析出氧，常因此发生燃烧和爆炸。例如，过氧化苯甲酰(C6H5CO)2O2受热、摩擦、撞击就发生爆炸，与硫酸能发生剧烈反应，引起燃烧并放出有毒气体。又如， 硝酸钾受热时分解为亚硝酸钾和原子氧，遇易燃品或还原剂时容易发生燃烧或爆炸，并且还可以促使硝酸盐的进一步分解，从而扩大其危险性。原子氧在不进行其他反应时便立即自行结合为氧，硝酸钾的分解反应方程式如下：2KNO32KNO2 + O2氧化剂氧化性强弱的规律，对于元素来说，一般是非金属性越强，其氧化性就越强。因为非金属具有获得电子的能力，如I2、Br2、Cl2、F2等物质的氧化性分别依次增强。离子所带的正电荷趋多，趋

24、容易获得电子，氧化性也就越强，如4 价锡离于（ Sn4+）比 2 价锡离子（Sn2+）具有更强的氧化性。化合物中若含有高价态的元素，而且这个元素化合价越高，其名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 18 页 - - - - - - - - - 氧化性就越强， 如氨 （NH3） 中的氮是 3 价， 亚稍酸钠（NaNO2） 中的氮是 3 价， 硝酸钠（NaNO3）中的氮是 5 价，则它们的氧化性分别依次增强。 B 危险性和防护危险性：氧化性或助燃性。氧化剂具有强烈的氧

25、化性能，在接触易燃物、有机物或还原剂时，能发生氧化反应，剧烈时会引起燃烧。燃饶爆炸性。许多氧化剂，特别是无机氧化剂，当它们受热、撞击、摩擦等作用时，容易迅速分解， 产生大量气体和热量，因此有引起爆炸的危险。大多数有机氧化剂是可以燃烧的，在遇明火或其他爆炸力作用下，容易引起火灾。毒害性和腐烛性。许多氧化剂不仅本身有毒，而且在发生变化后能产生毒害性气体，例如三氧化铬（铬酸酐）既有毒性也有腐蚀性。活泼金属的过氧化物、各种含氧酸等，有很强的腐蚀性，能够灼伤皮肤和腐蚀其他物品。氧化剂的防护措施主要有以下几方面：氧化剂在贮存和运输时，应防止受热、摩擦、撞击，在贮运中应注意、通风降温，不摔碰、不拖拉、不翻滚

26、、不剧烈摩擦及远离热源、电源等。有些氧化剂遇水（如过氧化物遇水）、遇酸（如含氧酸盐遇酸）能降低它们的稳定性并增强其氧化性。对此类氧化剂在贮运时应注意通风、防潮湿，并且与酸、碱、还原剂、可燃粉状物等隔离，防止发生火灾和爆炸。四、粉尘爆炸从日常生活经验的角度，粉尘爆炸现象非常简单而且很容易理解。任何能在空气中燃烧的固体物质， 当物质细分程度越高时，其燃烧的猛烈程度与燃烧速度都会增加，在某些情况下甚至发生爆炸。粉尘爆炸的内在原因是由粉尘的特性所决定的。粉尘的性质有：（1）粉尘的表面自由能：对任何粉尘粒子，其表面分子与内部分子所处的能量状态是不同的，在粉尘粒子内部的分子被同类分子包围着，所受周围分子的

27、引力是对称的，可以相互抵消而受力总和为零，它做分子运动 （震动） 时不需要消耗功，而靠近粒子表面的分子由于内部密集的同类分子的引力远大于外部其他分子（气体分子）对它的引力， 所以不能相互抵消，这些力的总和垂直于粉尘表面而指向粉尘内部，亦即表面分子受到内向的拉力，表面上的分子总比内部分子具有更高的能量，这种能量叫做表面自由能。（2）粉尘的分散度和表面积：所谓粉尘的分散度就是粉尘按不同粒径（直径）分布。分散度的大小又决定着粉尘的表面积，其分散度越大，则表面积越大，表面分子越多，导致表面自由能越大。（3）粉尘的吸附性：其他物质分子在粉尘表面上相对聚集的现象称为粉尘的吸附现象。由于粉尘具有较大的表面及

28、自由能，而物质又具有由高能态向低能态转化的趋势。能态越低越稳定，所以， 它对周围分子尤其是快速移动的气体分子具有吸附性。通过吸附其他分子来降低部分表面自由能。因此， 正是由于粉尘的分散度较大，较大的表面积，从而具有较高的表面自由能，使粉尘的状态不稳定， 活性增高， 在理化性质上表现为粉尘较之原物质具有较小的点火能量和自燃点。 （如块状时不能燃烧的铁块，在粉碎成粉尘时，最小点火能量小于100mJ ，自燃点小于300；煤粉的点火能量小于40mJ） 。表面积的增大和吸附特性的存在，使得粉尘与空气中氧分子的接触面增大，增加了反应速度；表面积的增大，还使固体原有的导热能力下降，易使局部温度上升，也有利于

29、反应进行。同时，粉尘在扩散作用大于重力作用时具有悬浮状态的稳定性，易与空气形成粉尘云。当各种条件具备时，粉尘就会发生爆炸。例如图 51（a）表示：木材一旦发生点燃就会缓慢燃烧，在较长的时间内释放出热量。如果木材被细分成许多小片，如图51（b）所示，则燃烧速率会发生增加，因为木材与空气之间总的接触面积增加。同时， 这种情况下木材也更容易发生点火。如果对木材不断细分名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 18 页 - - - - - - - - - 下去，使木材颗粒的

30、尺寸为0.1mm 甚至更小时，则木材粉尘可以在足够大的空气体积范围内形成悬浮物，从而进行无限制的燃烧。其燃烧速率非常快，点火所需的能量也很小。如图51（c）所示。这种粉尘云的燃烧即是粉尘爆炸。由此可见， 如果粉尘云的这种爆炸性燃烧发生在加工容器设备内或者工作空间内，其在全约束和半约束条件下产生的爆炸压力升高可能很快，从而造成加工设备或建筑物的被破坏、以及人员的伤亡和财产损失。第一次有记载的粉尘爆炸事1785年意大利的一个面粉厂爆炸，200多年以来，粉尘爆炸事故不断发生， 随着现代工业的发展，粉尘爆炸源越来越多，事故危险性和事故数量有所增加。我国近几十年来， 粉尘爆炸事故屡有发生，典型的如 81

31、年12月10日黄浦港粮食筒仓大爆炸7人死亡、 87年3月15日哈尔滨亚麻粉尘爆炸死伤235人。煤矿发生的瓦斯煤尘爆炸事故更是数不甚数， 伤亡惨重。 粉尘爆炸涉及几乎所有的工业部门，包括粮食、 饲料、 农药、肥料、木材等农林部门，还有煤炭、钢铁等矿山冶金部门，纺织行业，塑料、纸张、橡胶、染料、药物等轻工行业、化工行业。常见的粉尘爆炸场所包括通道、地沟、厂房、仓库，以及集尘器、除尘器、混合机、输送机、料斗等机械设备内部等。1、 可燃粉尘物质与粉尘爆炸A、 可燃粉尘的定义NFPA 654目前对可燃粉尘的定义是：当悬浮在空气中或其他氧化剂介质中且处于一定浓度范围时 , 存在火灾或爆炸危险的可燃性的固体

32、颗粒，而与粉尘颗粒的尺寸与形状无关。而NFPA 以前版本对可燃粉尘的定义是: 直径不大于 420微米( 通过 40号标准筛 ) 的细微颗粒物质,当其弥散在空气中时存在火灾或爆炸危险。做这种修订的原因是一些纤维粉尘、片状粉尘和名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 18 页 - - - - - - - - - 粉尘团不能通过40号标准筛， 但这些粉尘弥散在空气中仍能形成爆炸性粉尘云。我国煤矿的定义是指通过 20筛（ 850微米）的固体粒子。与气体 / 蒸气和液雾 /

33、 雾气爆炸的方式相同， 粉尘爆炸一般也是由于化学反应过程中释放大量的热引起的：燃料 + 氧气 氧化剂 + 热量在某些特殊情况下，金属粉尘也可能与氮气和二氧化碳等气体进行放热反应，但更为通常的粉尘爆炸是氧化过程放热。这意味着只有不稳定的氧化物能发生粉尘爆炸，从而排除了硅酸物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐和硫酸盐等物质发生粉尘爆炸的可能性，因此普通水泥、砂石和石灰石等不能发生粉尘爆炸。能发生粉尘爆炸的物质包括：? 天然有机物（谷物、木材、亚麻、蔗糖等）? 有机合成物质（塑料、有机颜料和杀虫剂、医药等）? 煤和泥炭? 金属 ( 铝、镁、钛、锌、铁等) 物质的燃烧热是一个很重要的参数，因为燃烧热决定了爆炸过

34、程中能释放的热量大小。但与其它物质的爆炸危险性相比较时，考虑消耗同样氧气量时的燃烧热非常有用。这是因为给定体积粉尘云中含有给定量的氧气，其中的氧气量决定了单位体积粉尘云爆炸时能释放的热量多少。 在表 51中给出了不同物质的燃烧热（每消耗1mol氧气情况下） 。Ca和Mg 的燃烧热最大， Al 次之。 Si 的燃烧热也很高，每消耗1摩尔氧气的燃烧热约为典型的天然与合成有机物质和煤的两倍。表51符合金属粉尘（如Al 与Si 等）的火焰温度相比，有机粉尘和煤尘火焰的温度相比要高得多这一经验。B、 粉尘爆炸发生的条件与工业粉尘爆炸事故的一般过程发生工业粉尘爆炸的必要条件粉尘粒子足够小, 点火时能发生快

35、速燃烧；悬浮粉尘云的浓度高于最低可爆浓度(MEC)；粉尘云处于密闭或半密闭空间；粉尘云中氧气浓度大于悬浮粉尘云爆炸所需的极限氧浓度(LOC)；延迟的点火源具有足够的点火能量和温度, 从而可以点燃悬浮粉尘云。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 18 页 - - - - - - - - - 当可燃粉尘、氧化剂（通常是空气，超过氧气量极限值）、粉尘在密闭空间处于悬浮状态时 , 受到一定能量火源的作用即可发生爆炸。需要注意的是粉尘爆炸所采用的浓度标度方法与气体不同（体

36、积分数）。因为粉尘爆炸时，粉尘粒子体积在总体积中所占的比例几乎可以忽略， 一般采用单位体积中所含粉尘粒子的质量来表示g/m3。因此， 在考虑和计算粉尘云的化学当量浓度时，只需考虑单位体积空气中的氧气能完全燃烧的粉尘粒子量即可。标准情况下，空气的主要成分是氧气和氮气，O/N 比例约为1/3.76 ，空气的平均摩尔质量为28.964g/mol ， 即 1m3空气中约含0.21m3或 9.38mol 氧。 以淀粉为例， 淀粉分子式为6105C H O，化学反应方程式为：610522222212(3.76)121045.12C H OONCOH ON也即 9.38mol 氧能氧化的淀粉量为9.38/6

37、 1.56mol 253g，也即淀粉空气混合物时，淀粉的化学当量浓度为253g/m3。C、工业粉尘爆炸的一般过程当然粉尘爆炸和气体爆炸一样存在一个爆炸范围，即爆炸上限和爆炸下限浓度。一般情况下，工艺场所所处理或伴随产生的粉尘大多以沉积粉尘的形式存在，悬浮在空气中形成的粉尘云浓度往往达不到粉尘爆炸浓度范围，只有少数强粉尘源附近才会出现这种浓度，如磨面机、提升机、除尘器、输送机等内部。在这种浓度下，一旦点火源存在就会发生爆炸，这种爆炸称为“一次爆炸” ，当一次爆炸产生的冲击波或气浪（爆炸导致的气流运动）卷起设备外的沉积粉尘，使环境中达到可爆浓度时，又会引起“二次爆炸”，如图所示。二次爆炸所形成的破

38、坏程度往往比一次爆炸更严重，粉尘爆炸事故往往是这种事故过程。因此， 不能单纯认为空间粉尘浓度没有达到爆炸浓度范围就是安全的，还应特别重视设备、地面或支架上的沉积粉尘被卷起的危险性。D、粉尘爆炸机理粉尘爆炸现象十分复杂，爆炸过程受诸多物理因素影响。所以迄今为止， 粉尘爆炸机理尚不十分清楚。一般认为粉尘爆炸经历以下发展过程：粉尘粒子受热热解、气化形成粉尘蒸气或分解气体。粉尘粒子表面通过热传导或热辐射等，从点火源获得能量，使粉尘粒子表面温度急剧升高，达到粉尘粒子加速热解温度或挥发温度，形成粉尘挥发份或热解气体。挥发份与热解气体着火燃烧，颗粒本身发生融化、气化、燃烧成为周围未燃粉尘的点火源，发生火焰传

39、播。粉尘爆炸和气体爆炸都是分散介质爆炸，也即是通常所讲的非理想爆炸，导致了粉尘名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 18 页 - - - - - - - - - 爆炸和气体爆炸两者具有很多相似的方面。由于两者最大的区别是燃料不同，导致气体爆炸和粉尘爆炸两者各自也有很多不同的特殊性。对于气体爆炸， 燃料在混合物中所占的体积是必须考虑的， 而粉尘爆炸的燃料是固体颗粒，其在混合物中所占的体积极小，基本上可以忽略不计， 而对于粉尘爆炸，粉尘粒子比气体分子大得多，粉尘粒子

40、与空气中氧的反应可能是表面反应， 其反应速度与粒子的种类和大小等关系密切，且粉尘颗粒受重力的影响。实际上，前面介绍的粉尘爆炸过程是微小粉尘颗粒处于悬浮状态时的一般过程，对相对较大的粉尘颗粒，由于其悬浮时间短，一般在爆炸过程中只有颗粒表面被烧焦，甚至有些颗粒根本没有烧过。2 粉尘云爆炸特性参数与测试方法工程实际中，粉尘爆炸事故的预防和控制措施都必须根据粉尘本身性质及其所处的状态（悬浮或沉积状态） ，以及粉尘爆炸特性来加以确定。因此了解粉尘自身的物理性质和各种爆炸特性参数及其实验测试方法是非常必要的。粉尘云爆炸特性主要包括如下参数：可爆性 / 可燃性：可爆性是指确定粉尘空气混合物（粉尘云）能否发生

41、爆炸。最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率以及粉尘爆炸指数 (Pmax & Kst)：粉尘爆炸指数用于爆炸安全设备的设计，计算爆炸泄压面积。同时， 对抑爆和隔爆系统设计以及确定系统的其他参数也是必要的。粉尘云最低爆炸下限 (LEL) ： 最低爆炸下限表示粉尘与空气混合时能发生爆炸的最低浓度。最低爆炸下限浓度参数用于评价处理设备中的粉尘爆炸危险性。粉尘云的最低点火能量 (MIE) ： 指粉尘云相对电气火花的点火敏感性，用于评价电气火花、静电火花和机械火花的危险性。粉尘云的最低点火温度 (MITdc)：指引起弥散粉尘云点火的最低表面温度，粉尘云最低点火温度用于评价与炽热表面和机械火花点火有关的危险性

42、。粉尘层的最低点火温度 (MITdl)：指示在表面上给定粉尘层厚度时，热表面能点燃粉尘层所需的最低温度。在工程实践中，这些热表面可能是炽热设备的表面、加热器表面、干燥器的表面、蒸汽管道表面和电气设备表面等。极限氧浓度 (LOC) ： 极限氧浓度表示粉尘与氧含量较低空气的混合物能发生点燃所需的最低氧气含量，用于惰化法的设计与评价。粉尘的自燃温度 (SIT/AIT)。粉体物料的自动点火温度用于评价粉尘/ 粉体存储（如筒仓存储）时发生自动点火的危险性。粉尘层的体积电阻：指放置在两个绝缘电极之间的粉尘样品的导电能力，从而可以测定其体积电阻的大小。爆炸上下限（或爆炸范围）、最低点火能量、最低点火温度等爆

43、炸特性参数是表征气体或粉尘爆炸点燃容易程度的特性参量，通常又称为爆炸危险性特性参数。爆炸压力、 爆炸压力上升速率等是表征爆炸严重程度的参量，称为爆炸严重度特性参量。两个方面的爆炸特性参数都是气体或粉尘爆炸危险性评价和判别是基础的，同时也是气体粉尘爆炸防护设计的基本参数。A 粉尘可爆性的确定粉尘爆炸预防和防护系统设计的第一阶段通常需要对爆炸特性进行测试，从而获得对参与爆炸的粉尘的爆炸性做出定量的评价。首先将粉尘分为两类：可爆粉尘粉尘能点火并传播火焰不可爆粉尘不能传播火焰的粉尘对于粉尘样品的可爆粉尘和不可爆粉尘的初始划分，目前可接受的测试方法（英国 HSE ）是采用 Hartmann 装置进行。

44、Hartmann 装置及其示意图如下图所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 18 页 - - - - - - - - - 1石英玻璃管；2点火电极； 3扩散器； 4铜套； 5底座； 6点火电极接头座；7储气罐图 Hartmann 装置与结构示意图如果在测试中观察到火焰传播，则该粉尘划为A组。如果未观察到火焰传播，则该粉尘划分为 B组。如果观察到没有火焰传播，则在一系列条件下重复试验，例如将试样进行烘干、筛分后， 改变测试用的粉尘量和弥散方法，以确保粉尘属

45、于B组的划分是以大量试验的基础上得出的。值得注意的是：（1）用于测试的粉尘样品必须是爆炸危险单元内有代表性的粉尘。最好确保粉尘样品保持干燥，而且其尺寸分布是加工过程中最细的粉尘。（2）在对粉尘进行这种划分时，需考虑到工程实际中粉尘所处的条件。例如粉尘的温度应为加工该粉尘时的温度，如果加工时的温度比室温高得多，却在室温条件下来对粉尘的爆炸性进行评价，则显得不合适。一些在室温下划分为不可爆的粉尘在较高的温度下却可能发生点火。对此， 在可能的情况下，还需设计相关的实验以在更恶劣的条件下对粉尘爆炸性进行测试，例如在升高110后再进行试验。B 粉尘云最低点火温度粉尘云的最低点火温度是指引起弥散粉尘云点火

46、的最低表面温度，通常在Godbert Greenwald炉 中 进 行 测 试 ， 用 于 评 价 与 炽 热 表 面 和 机 械 火 花 点 火 有 关 的 危 险 性 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 18 页 - - - - - - - - - Godbert-Greenwald装置及其结构如图所示。图 Godbert-Greenwald装置与结构示意图该实验装置的炉核是一根直径为36.5mm、长 229mm 的管子，管子用电加热。测定粉尘云点火温

47、度时， 将室温的粉尘喷入加热的炉核（炉核温度可任意调节，用热电偶监测炉核温度） 。测定沉积粉尘点火温度时，粉尘放在直径25.4mm深 12.7mm的容器中，再放置在炉子的中段，从数控温度时间记录中测定爆炸点火温度。对于粉尘云最低着火温度的测定，我国目前依据的是GB T 16429 1996粉尘云最低着火温度测定方法 。标准规定待测试粉尘样品应通过标称孔径为75 m的金属丝网或方孔板试验筛。 实验测试原理与Godbert-Greenwald炉相同， 如下图所示， 主要由加热炉（即外壁绕有加热丝的垂直安装的石英管，下端开口， 与大气相通， 上端通过玻璃适配器与储尘器相连， 中部与中下部分别装有热电

48、偶，用以调控和记录试验温度，加热炉安装在一个支撑座上，以便从炉子下端观察粉尘的着火情况）、压气喷尘系统（由空气压缩机、储气罐、电磁阀、储尘器等组成，电磁阀打开时，储气罐中的压缩空气将储尘器中的粉尘喷入加热炉中，形成粉尘云）和试验温度调控记录系统组成。实验时，称量01g 的粉尘装入储尘器中，将加热炉温度调到预置的温度值，并将储气罐气压调到一定的压力，打开电磁阀，将粉尘喷入加热炉内。如果未出现着火，则以50名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 18 页 - - -

49、 - - - - - - 的步长升高加热炉温度，重新装入相同质量的粉尘进行试验，直至出现着火， 或直到加热炉温度达到 1 000为止。一旦出现着火， 则改变粉尘的质量和喷尘压力，直到出现剧烈的着火。然后，将这个粉尘质量和喷尘压力固定不变，以20的间隔降低加热炉的温度进行试验，直到 10 次试验均未出现着火。着火的判定准则是在加热炉管下端若有火焰喷出或火焰滞后喷出，则判为着火； 若只有火星而没有火焰，则判为未着火。图国家标准规定的粉尘云最低着火温度测定装置1加热炉； 2连接头； 3储尘器； 4电磁阀； 5储气罐； 6闸阀； 7U 型管； 8稳压电源；9温度控制仪； 10温度记录仪C 粉尘云最低点

50、火能量粉尘云最低点火能量用于评价粉尘云相对电气火花的点火敏感性。该参数用于评价电气火花、静电火花和机械火花的危险性，可以在开口Hartmann 装置或 20L 球形爆炸实验装置中进行测试。我国国家标准GB T 16428 1996粉尘云最小着火能量测定方法，可以采用在 Hartmann 装置或 20L 球形爆炸实验装置粉尘云最低点火能量。20L 球形爆炸实验装置及其结构示意图见下图：图 20L爆炸实验装置如图1-操作手柄2 -夹套外层3- 夹套内层4- 真空表5- 循环水人6 -气粉两相阀7- 底座8- 观察窗名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -