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文檔簡介
第四章燃燒爆炸危險物質(系)
杜曉燕2/1/20231第四章燃燒爆炸危險物質(系)4.1爆炸危險物質分類
4.1.1,燃燒爆炸危險物質分類鑒別
4.1.2,炸藥類、火藥類爆炸物(系)
4.1.3,過氧化物(系)4.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系
4.2.1,可燃氣體空氣混合系
4.2.2,可燃蒸氣空氣混合系4.2.3,粉塵爆炸混合系4.3物質加工及反應系4.4相忌物系、混合危險物系4.5易燃、自然與高壓氣體物系2/1/202324.1.1燃燒爆炸危險物質(系)分類鑒別1,中國關于危險物的分類方法根據(jù)GB6944-86,我國將危險物質分為九大類:起爆藥、猛炸藥、火藥、煙火劑等
工業(yè)加工壓縮盛于容器的壓縮氣體、液化氣體和加壓溶解氣體等
各種成品油等
2/1/202334.1.1燃燒爆炸危險物質(系)分類鑒別eg.金屬粉末、樹脂類及其原料、礦物(瀝青、煤等)
eg.有過氧劑的無機物、氫過氧化物、二烷基和二?;^氧化物、過氧化酯等
eg.農藥、生化藥劑等2/1/202344.1.1燃燒爆炸危險物質(系)分類鑒別eg.放射性金屬等
eg.酸、堿等
2/1/202354.1.1燃燒爆炸危險物質(系)分類鑒別2,日本消防法的分類方法日本從消防的角度對危險性物質進行分類,共分為6類,并規(guī)定了相應的界定評價法,即在明確這些危險性物質基礎上,通過試驗予以判定。2/1/202364.1.1燃燒爆炸危險物質(系)分類鑒別3,美國防火協(xié)會的分類法美國國家防火協(xié)會NFPA(NationalFireProtectionAssociation)的化學危險品和爆炸物品委員會,早在1928年就協(xié)同美國化學學會編輯了常用化學危險品表(NFPA49)。這里,介紹1975年版本NFPANo49中所用的“危險物品分類制度”。2/1/202374.1.1燃燒爆炸危險物質(系)分類鑒別3,美國防火協(xié)會的分類法紅(易燃性)黃(反應性)無色藍(人身危害)NPFA的分類法每種危險物品都用此菱形圖明確表示出它的危險性。圖內分為4個區(qū)域,并涂上不同顏色,分別表示易燃性、人身危害性、反應危險性和其他特定及消防時注意事項。每種危險特定分為0,1,2,3,4五個級別,依次增大(等級分類標準P180)2/1/20238第一節(jié)爆炸危險物質分類—分類鑒別3,美國防火協(xié)會的分類法4(易燃性)3(反應性)W3(人身危害)三硼烷W--消防人員若用水滅火有可能發(fā)生危險此外,--有放射危險性OXY--有氧化性的物品優(yōu)點:將圖標打在包裝上,簡單明了,便于消防部門搶救作業(yè)中制定方案,及其他人員判定物品危險性,明確存放地點…2/1/202394.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)爆炸物(系)是指固體或液體物質或幾種物質的混合物,在外界作用下(如受熱、撞擊等)能發(fā)生劇烈的化學反應,瞬間產生大量氣體和熱量,導致周圍壓力急驟上升,發(fā)生爆炸,從而對周圍環(huán)境造成破壞的物(系)。危險特性:敏感易爆性、自燃危險性、熱分解爆炸危險性、靜電危險性、著火危險性2/1/2023104.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性1,敏感易爆性
炸藥的敏感性,是指炸藥在受到環(huán)境的加熱、撞擊、摩擦或電火花等外能作用時發(fā)生著火或爆炸的難易程度。這是炸藥的一個重要特性,不同炸藥,敏感性差別很大,例如,碘化氮,羽毛輕觸可能發(fā)生爆炸,TNT槍彈射穿也不爆炸;炸藥引爆所需的初始沖能愈小,說明該炸藥愈敏感。初始沖能又叫爆沖能,是指激發(fā)炸藥爆炸所需的最小能量。2/1/2023114.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性從能柵的觀點看:炸藥平時處在E1位能,當受到一定的外界作用后,炸藥的位能從E1跳到E2,越過能柵E1,2而發(fā)生爆炸變化。好像一個小球,在位置1時處于相對穩(wěn)定狀態(tài),一旦給以外力使其跳上位置2,這時小球不穩(wěn)定,會立即滾到位置3。所以從能柵角度,炸藥從狀態(tài)E1激發(fā)到狀態(tài)E2所需的能量E1,2越小,其敏感性越強,危險性越大;反之,E1,2越大,其敏感性越差,危險性就越小。2/1/2023124.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性影響因素:(1)炸藥物理化學性質—內在因素炸藥的內在因素是決定其敏感程度的根本因素,即指爆炸品的物理化學性質,諸如鍵能、分子結構、活化能及熱容、導熱性等。①鍵能炸藥要發(fā)生爆炸反應,首先必須破壞分子中原子間的鍵,若鍵能愈小,破壞就愈容易,所以其敏感度愈高,危險性就愈大,反之亦然。2/1/2023134.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性②分子結構炸藥的敏感度除了決定于鍵能的大小外,還與炸藥的分子結構和成分有關。單質炸藥的分子中都含有各種不穩(wěn)定的原子團或基團,這些原子團亦可稱為爆炸原子團。炸藥分子中所含不穩(wěn)定原子團的性質、所在的位置和數(shù)量都影響著炸藥的敏感度。如含有乙炔衍生物、(雷酸鹽)等,這些不穩(wěn)定原子團分解時,釋放出大量熱能,很快轉化為爆轟。
一般情況下,在起爆藥分子中含有相同的不穩(wěn)定原子團時,其敏感度隨鍵能的減少而增高,2/1/2023144.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性2/1/2023154.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性③活化能
炸藥的活化能實際上是炸藥的一個能柵。活化能越高,越不易跨過這個能柵而爆炸,即敏感度越低;相反,若活化能越小,敏感度就越高(一般)?;罨苁芡饨缬绊戄^大,所以不是所有情況都遵守這一規(guī)律。2/1/2023164.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性④其他因素:炸藥的爆熱、熱容量與導熱性等。(2)影響炸藥敏感性的外在因素
內在因素是不受人為控制的,但是,決定其敏感性的外在因素則可受人為控制。這些因素如下:①結晶
炸藥的晶體形狀不同,其敏感性也不同,主要是晶格能量的不同決定的。例如,硝化甘油凝固時結晶呈斜方晶系的屬于安定型,呈三斜晶系則不安定,不安定的結晶敏感度較高。2/1/2023174.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性關于結晶顆粒大小與敏感度的關系,一般認為炸藥的大粒結晶是比較敏感的,即炸藥的敏感度隨結晶顆粒的加大而提高,反之則降低。此看法被一些試驗證實,但亦有些試驗與之相反。晶體顆粒的棱角多少、鋒利程度、晶體表面上存在的缺陷和位錯不顯著,對機械作用那個可能鈍感,小結晶會出現(xiàn)敏感。一般說來,較大結晶容易出現(xiàn)表面缺陷和位錯,尖銳棱角,多數(shù)表現(xiàn)比較敏感。2/1/2023184.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性②密度炸藥承載密度的增大,通常使敏感度均有所降低;粉碎疏松的炸藥,其敏感度較致密的炸藥高。因為炸藥的密度不僅直接影響沖力、熱量等外能在炸藥中的傳播,而且對炸藥顆粒間的摩擦也有很大影響,因此儲運過程中包裝完好的炸藥其敏感度比包裝破裂的炸藥要低。因此,要注意包裝完好,一般情況下,不允許在松散狀態(tài)下儲運。2/1/2023194.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性③溫度介質溫度的高低對炸藥的敏感度也有顯著影響。當藥溫接近爆發(fā)點時,則給以很小的能量就能引爆。這也是炸藥在儲運過程中必須注意的一個問題。如硝化甘油,在16℃時引爆能量為0.2kgm/cm2,在94℃時僅為0.1kgm/cm2,到180℃時,極微小的震動也會引起爆炸。這是因為隨著溫度升高,炸藥本身的能量也會積增,對起爆所需外界提供的能量相應減少,從而敏感度增強因此,爆炸品在儲運過程中一定要遠離火種和熱源,在夏季注意通風降溫2/1/2023204.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性是否意味儲運過程中溫度越低一定越安全呢?低溫對炸藥的影響,表現(xiàn)為個別炸藥在低溫條件下可生成不安定的晶體而影響其敏感度。例如,硝化甘油混合炸藥(爆膠)在低溫條件下可生成呈三斜晶系的晶體,這種晶體對摩擦非常敏感,甚至微小的外力作用就足以引起爆炸。所以,普通爆膠儲存溫度不得低于10℃,而凍爆膠也不得低于-20℃2/1/2023214.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性④雜質砂粒、石子、水、金屬、酸、堿等雜質對炸藥的敏感度有很大影響,而且不同的雜質所產生的影響也不同。在一般情況下,砂粒、石子等固體雜質,尤其是硬度高、有尖棱的雜質,能增加炸藥的敏感度。炸藥還能與很多金屬雜質反應生成更易爆炸的物質,例如:鉛、銀、銅、鋅、鐵等金屬,與苫味酸、梯恩梯、三硝基苯甲醚等炸藥反應的生成物,是敏感度極高的爆炸物,大多輕微摩碰會起爆;強酸、強堿與苦味酸、瀑膠、雷汞、黑索金、無煙火藥等許多炸藥接觸能發(fā)生劇烈反應或生成敏感度極高的爆炸物,大多輕微的摩碰都會即行起爆。2/1/2023224.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性相反,石蠟、瀝青、糊精、水等松軟的或液態(tài)的物質摻入炸藥后,往往會降低其敏感度。例如:硝化棉含水量大于32%,對摩擦、撞擊等機械敏感度大為降低;苦昧酸含水量大于35%時、硝銨炸藥含水量大于3%時就不會爆炸。這是因為水能夠在炸藥結晶表面形成一層可塑性柔軟薄膜,將結晶包圍起來.當受到外界機械作用時,可減少結晶顆粒的摩擦,使得沖擊作用變弱,故使炸藥鈍感。2/1/2023234.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性因此,炸藥在儲存和運輸過程中,特別是在微調時,要防止砂料、石子、塵土等雜質混入,避免與酸.堿接觸。對于能受金屬激發(fā)的炸藥,應禁止用金屬容器盛裝,也不得用金屬工具進行作業(yè)。同時可以根據(jù)水對炸藥的鈍化作用和冷卻作用.在著火時用水滅火。但含濕的炸藥再次受熱后將會導致爆炸。2/1/2023244.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--自燃危險性2,自燃危險性一些火藥在一定溫度下可不用火源的作用即自行著火或爆炸。例,如雙基火藥長時間堆放在一起時,由于火藥的緩慢熱分解放出的熱量及產生的NO2氣體不能及時散發(fā)出去,火藥內部就會產生熱積累,當達到其自燃點時便會自行著火或爆炸。這是火藥爆炸品在儲存和運輸工作中需特別注意的問題。2/1/2023254.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--熱分解爆炸危險性3,熱分解爆炸危險性炸藥對熱的作用是十分敏感的。在實際工作中常常因為遇到高溫或火焰的作用而發(fā)生爆炸。炸藥的熱感度是指炸藥在熱作用下發(fā)生爆炸的難易程度,包括加熱感度和火焰感度兩部分。2/1/2023264.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--靜電危險性4,靜電危險性
炸藥是電的不良導體,電阻率在1012?/cm以上(火藥電阻率約為1018?/cm左右)。在生產、包裝、運輸和使用過程中,炸藥會經(jīng)常與容器壁或其他介質摩擦,這樣就會產生靜電荷,在沒有采取有效接地措施去除靜電的情況下,就會使靜電荷聚集起來。這種聚集的靜電荷表現(xiàn)出很高的靜電電位,最高可達幾萬伏、一旦有效條件形成、就會發(fā)生放電火花。當炸藥的放電能量達到足以點燃炸藥時,就會出現(xiàn)著火、爆炸事故。
2/1/2023274.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--靜電危險性為區(qū)分炸藥的靜電和電火花危險性的大小,通常用靜電感應度來表示。炸藥的靜電感度實際包括兩個方面:一是炸藥在摩擦時產生靜電的難易程度,即靜電積累值;二是靜電放電火花作用嚴炸藥發(fā)生爆炸的難易程度,即靜電火花感度。靜電感度主要靠試驗測定,測定時把一定量的炸藥式樣從導槽頂端下落人容器,炸藥在滑下過程中與導槽互相摩擦就會產生靜電。當試驗裝置固定后,各種炸藥產生靜電電量的大小可由相應的靜電電壓大小值來衡量。2/1/2023284.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--靜電危險性為防止和減少靜電的危害,必須研究如何改善炸藥抗靜電性能,這也是近代炸藥研究中的一個重要課題。目前對于常用炸藥主要從兩個方面改進抗靜電性能:一種是在炸藥中摻入少量炭黑、石墨、硼粉等導電物質,以降低炸藥的電阻率,減少靜電的積聚,例如,含硼的中性斯蒂芬酸鉛等;另一種是在起爆藥中添加少許抗靜電表面活性劑。例如在氯化鉛產品中加人少量三羥基甲基乙烷三硝酸酯,可以降低其靜電感度。2/1/2023294.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--著火危險性5,著火危險性由炸藥的成分可知,凡是炸藥,百分之百的都是易燃物質,面且著火不需外界供給氧氣。這是因為許多炸藥本身就是含氧的化合物或者是可燃物與氧化劑的混合物,受激發(fā)能源作用即能發(fā)生氧化一還原反應而形成分解式燃燒。同時,炸藥爆炸時放出大量的熱,形成數(shù)千攝氏度的高溫,能使自身分解出的可燃性氣態(tài)產物和周圍接觸的可燃物質起火燃燒,造成重大火災事故。2/1/2023304.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--種類爆炸性物質的主要種類從危險物運輸?shù)慕嵌?,我國將爆炸性物質1.1~1.5項(見表4-1)從化學的角度,主要有以下種類:(1)爆炸性化合物分子中往往含有特殊基團。如:-NO2,-NO的有機與無機化合物;某些無機鹵酸鹽與高鹵酸鹽等(2)爆炸性混合物種類更多。2/1/2023314.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--種類
對于實用價值較大的爆炸物即火炸藥,若按爆炸性質與用途分又有如下幾種。①起爆藥類也叫一次炸藥或初級炸藥。其主要特點是可因簡單而較弱的激發(fā)沖量(如鎮(zhèn)擊、摩擦、火焰等)作用即引起爆炸反應,且此爆炸反應由燃燒成長為穩(wěn)定的爆轟所需時間極短,所需藥量極少。故它主要用來制備各種起爆器材和火工品。常用的起爆藥有雷汞、疊氮化鉛、斯蒂酚酸鉛等。2/1/2023324.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--種類②猛炸藥類也叫二次炸藥、次級炸藥或高級炸藥。其主要特點是敏感度較低,需要較強的激發(fā)沖量(通常是借助于起爆藥的爆炸作用)起爆.才能引起爆炸反應至爆轟。一般簡單的激發(fā)沖量不易直接引起爆轟,就是引起了爆炸反應也需要較多的炸藥量和較長的成長時間才能達到穩(wěn)定爆轟。一旦發(fā)生了爆轟,其釋放能量的速度(爆速)與大小(單位質量或體積炸藥所放出的熱)較大,可造成較大的破壞。故在軍事和工業(yè)上主要用來做破壞勸和爆破功。常用的猛炸藥有a單體(也叫單質)炸藥,如硝基化合物、TNT、苦味酸等;b·混合炸藥,如銨油炸藥、乳化炸藥等。2/1/2023334.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--種類③火藥類又可分為發(fā)射藥和推進劑。其主要特點是基本反應形式為平行層燃燒。燃燒速度因密閉度和壓力不同而可由每秒毫米級的緩慢燃燒至每秒數(shù)百米的爆燃,它主要用來做火炮發(fā)射和火箭推進以做拋射功。有的也可做點火藥、延時藥等。如果裝藥結構不合理或遭破壞,或受到非常強烈的沖擊等,也可能由燃燒轉為爆轟(如膛炸),造成巨大破壞。④煙火劑一般是由氧化劑與可燃物(包括可燃金屬粉)及少量其他添加劑組成?;痉磻问揭彩侨紵嶋H使用中就是利用它燃燒時產生的熱、色、光、聲、氣、煙等效應來達到某種目的。例如軍事上用來做燃燒彈、照明彈、曳光彈、信號彈、煙幕彈、煙花、爆竹等。2/1/2023344.1.3過氧化物(系)1,有機過氧化物可分為7種:氫過氧化物類;二烴基過氧化物;二酰基過氧化物;過氧化酯;過二碳酸酯;酮過氧化物;Perketal2,有機過氧化物分解爆炸性有機過氧化物的主要性能參數(shù)有:活性氧含量、半衰期、分解活化能有機過氧化物熱分解碎片中,既有氧化劑,又有可燃劑,這是不相容的。正因為有這種性質,所有具有很大的潛在危險性。2/1/2023354.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—可燃氣體一,可燃氣體空氣混合系常溫下的氣體具有太小的密度,太大的比容,原樣很難處理,所以工業(yè)上都采用加壓壓縮的辦法將其盛于容器中,這就成了高壓氣體。包括壓縮氣體、加壓液化氣體和加壓溶解氣體三類。如果視其理化性質,又可分為可燃性、助燃性、分解爆炸性、惰性和毒性氣體等。可燃性氣體(液化氣體)泄露后,在空氣中與空氣可以形成爆炸性混合物,這種混合系在引燃能量的作用下就會發(fā)生爆炸。2/1/2023364.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—可燃蒸氣二,可燃蒸氣空氣混合系可燃液體產生的蒸汽與空氣混合后可形成可燃蒸氣空氣混合系。可燃液體中最危險的是易燃液體,分為:低閃點液體:即閉口閃點﹤-18℃,或具有低閃點兼有某些非易燃危險性的液體中閃點液體:-18℃﹤閉口閃點﹤23℃、高閃點液體:23℃﹤閉口閃點﹤61℃GB6944-86中第3類2/1/2023374.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—可燃蒸氣易燃液體,指易燃的液體,液體混合物或含有固體物質的液體,滅火時一般不宜用水,而用泡沫、二氧化碳、干粉等。對酮、醇、低級脂肪酸等要用抗溶性泡沫施救;但相對密度大于水且不溶于水的,可用水覆蓋,如CS2易燃液體在容器中量很少時可用大量水稀釋;易燃液體著火面積不大時,可用霧狀水撲救。2/1/2023384.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵三,粉塵爆炸混合系1,粉塵的燃燒、爆炸危險性可燃性粉塵顯示出燃燒爆炸性需具備以下幾個條件:(1)細化至可稱為“塵”。一般多是粒徑1mm以下,當<0.42mm時就具有了爆炸危險性。(2)要懸浮于空氣或其他助燃性氣體中。當<10-4mm時則以氣溶膠形式穩(wěn)定地懸浮在空氣中;當>10-2mm時,則會輕快地沉降下來呈堆積狀。堆積粉塵不會直接發(fā)生爆炸。(3)有足夠強度點火能量。一般隨粒子尺寸減小而減小,但通常情況下仍比碳氫可燃氣體的大一個數(shù)量級。2/1/2023394.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵2,粉塵爆炸的特點(1)爆炸反應歷程:粒子表面被點火、受熱、溫升一定溫度干餾、分解,生成可燃氣體與空氣形成爆炸性混合物點火,爆炸,放熱,呈現(xiàn)火焰熱傳導、輻射等作用加熱殘存粒子,熱分解,放出可燃氣體本質上,通過氣體爆炸實現(xiàn)2/1/2023404.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵(2)粉塵爆炸反應速度與壓力比可燃氣體要小,但由于能量密度大,持續(xù)時間及反應帶較長,所以總體來說爆炸能量較大,破壞力強。(3)可燃粉塵密度較氣體大得多,因此爆炸反應產物中CO濃度明顯較高,可引起人員中毒。事實上,一些煤礦的封閉地區(qū)發(fā)生粉塵爆炸后受害者相當大部分為CO中毒所致。(4)粉塵爆炸也存在一定的爆炸極限,最小點能量,最大爆炸壓力及壓力上升速度等性質。2/1/2023414.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵3,粉塵爆炸危險性的表示(1)發(fā)生爆炸反應難易程度:爆炸上、下限濃度;發(fā)火溫度;最小點火能量;爆炸臨界氧濃度。(2)爆炸強度特性:最大爆炸壓力;壓力上升速度;火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?)電阻率(體積固有電阻);繼粉塵爆炸后發(fā)生氣體爆炸可能性。關于粉塵爆炸危險性的具體表示法與等級劃分,各個國家有所不同。2/1/2023424.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵例如;美國礦山局對煤塵定義了以下參數(shù)①點火感度(ignitionsensitivity)②爆炸激烈性(explosionseverity)③爆炸指數(shù)(indexofexplosibility)=點火感度X爆炸激烈性根據(jù)3個參數(shù),劃分爆炸危險度:2/1/2023434.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵4,粉塵爆炸影響因素(1)粉塵的化學性質需考慮兩個方面,一是爆炸的熱力學,另一個是動力學,熱力學與燃燒釋放的總熱量有關,動力學與燃燒釋放速率有關。燃燒熱越大的物質越易引起爆炸,例如煤塵、硫等;氧化速度大的物質越易引起爆炸,如鎂等;容易帶電的粉塵越易爆炸,粉塵帶電后將改變其物理性質,同時對人的危害也增大;還與所含揮發(fā)物有關,如煤粉中揮發(fā)物低于10%時就不會發(fā)生爆炸。2/1/2023444.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵(2)粉塵濕度的影響濕度能降低點火敏感度和爆炸強度。①對最小電火花點火能量(MIE)的影響②對粉塵爆炸強度的影響2/1/2023454.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵(2)粉塵濕度的影響濕度能降低粉塵點火敏感度和爆炸強度的機理比較復雜。首先,水的加熱和蒸發(fā)起到一種惰性劑的作用;其次,水蒸氣與熱解氣體燃燒波的預熱區(qū)混合,使氣體混合物的反應性降低;第三,濕度增加了粉塵粒子的黏性2/1/2023464.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵(3)粉塵粒徑和比表面積的影響一般來說,粒徑越小,爆炸危險性越大。但這種趨勢并非無限持續(xù)下去。對于煤粉和有機粉塵,他們的分解總是發(fā)生在燃燒之前,因而存在著一個臨界粒徑,當粉塵粒徑小于這一臨界粒徑時,粉塵云的燃燒速度不再增加。隨比表面積的增大危險性增大。2/1/2023474.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵(4)粉塵濃度的影響
在粉塵爆炸濃度范圍內,不管是點火敏感度還是爆炸速率都不是常數(shù)。其中,Cl:爆炸下限濃度Cstoich:化學當量比濃度Cu:爆炸上限濃度2/1/2023484.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵(5)湍流度的影響在粉塵的點火過程中,由于湍流的作用,加強了對流,熱量迅速地從反應區(qū)被移走,因而,湍流粉塵的點火常需較高的能量。爆炸強度隨初始湍流度減小而迅速降低2/1/2023494.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵(6)氧化氣體的含氧量粉塵爆炸強度和點火敏感度隨氣體含氧量的降低而降低。Pmax隨含氧量的降低而降低;而且粉塵的爆炸極限也變窄了,尤其上限變下的幅度更大2/1/2023504.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵(7)粉塵的初始溫度最小點火能量隨初始溫度升高而降低2/1/2023514.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵(8)粉塵的初始壓力2/1/2023524.2可燃氣體(蒸氣)空氣混合系—粉塵(9)可燃氣體或蒸氣對粉塵爆炸性能的影響2/1/2023534.3物質加工及反應系流程工業(yè)裝置、液體工業(yè)過程,尤其是冶煉工業(yè)、石油煉制、化學工業(yè)等的生產過程的物質加工及反應系.化工工藝的基本結構一般根據(jù)物質的變化過程,從實際操作上分為:①反應操作;②單元操作。反應操作為化學變化;單元操作為物理變化。將這兩者等同處理,可概括地稱為“工藝單元”。2/1/2023544.3物質加工及反應系生產過程一般地分為三個步驟:①原料處理。為了使原料符合進行加工及化學反應所要求的狀態(tài)和規(guī)倍,需要經(jīng)過加工凈化、提濃、混合、乳化或粉碎等多種不同的預處理。②化學反應。經(jīng)過預處理的原料,在一定的溫度、壓力等條件下進行反應,以達到所要求的反應。③產品精制。將由化學反應得到的混合物進行分離處理,除去副產物或雜質,以獲得符合組成或規(guī)格的產品。2/1/2023554.3物質加工及反應系運行過程中的危險決定于介質的特性危險,物質與物系的配置工藝變化和失控的危險,設備的失穩(wěn)、失效和損壞的危險以及系統(tǒng)缺陷和操作失誤的危險。裝置運行過程,除化學反應外,還包含多種物理現(xiàn)象,如動員傳遞、熱量傳遞和質量傳遞等。2/1/2023564.3物質加工及反應系工業(yè)過程常用的分類方法有:①由于不同相態(tài)反應物系往往具有不同的動力學特征和傳遞特征,在化學反應工程中常按照相態(tài)將反應過程進行分類,如表4一12所示。2/1/2023574.3物質加工及反應系②根據(jù)所進行的化學反應分類,反應物系可分為氧化、還原、加氫、脫氫、鹵化、烷基化、稍化、磺化、經(jīng)基化、醛化、重氯化、聚合、裂化、催化、重整、堿解和酸解等。運行過程反應物系的熱力學和動力學特點,反應物及主、副反應產物的性質,物系反應器的選型、結構和材料,安全適宜的反應條件等都關系到燃燒爆炸事故是否會發(fā)生的問題。2/1/2023584.3物質加工及反應系一般流程工業(yè)物質與物系的反應快速性表現(xiàn)為極短時間內完成反應過程的特性。它是化學爆炸區(qū)別于一般化學反應過程的最重要標志。雖然這兩種反應都會放出大量熱,生成大量氣體,但后者由于反應緩慢,氣體產物可以擴散而不致形成高壓;前者由于過程的快速性,故在反應過程中氣體來不及膨脹、所放出的熱量集中在爆炸物(系)原來占有的容積內而維持很高的能量密度,形成高溫高壓氣體,使爆炸具有巨大功率和強烈破壞作用。2/1/2023594.3物質加工及反應系流程工業(yè)的物質與物系往往采用的反應器類型有:①管式反應器。由長徑比較大的空管或填充管構成,可用于實現(xiàn)氣相反應和液相反應。②釜式反應器。由長徑比較小的圓筒形容器構成,常裝有機械攪拌或氣流攪拌裝置,可用于液相單相反應過程和液液相、氣液相、氣濃固相等多相反應過程。用于氣液相反應過程的稱為鼓泡攪拌釜;用于氣液固相反應過程的稱為攪拌釜式漿態(tài)反應器。③在固體顆粒床層的反應器。氣體或(和)液體通過固定的或運動的固體顆粒床層以實現(xiàn)多相反應過程,包括固定床反應器、流化床反應器、移動床反應器、涓流床反應器等。2/1/2023604.3物質加工及反應系④塔式反應器。用于實現(xiàn)氣液相或濃液相反應過程的塔式設備包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等。⑤噴射反應器。利用噴射器進行混合,實現(xiàn)氣相或液相單相反應過程和氣液相、濃液相等多相反應過程的設備。⑥其他多種非典型反應器。如回轉窯,曝氣池等。
大規(guī)模生產應盡可能采用連續(xù)反應器。連續(xù)反應器易于采用先進的工藝控
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