可燃粉尘最低着火温度的测试研究

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在粉体的制造、处理等工程中,当可燃粉尘分散悬浮在空气中并有点火源存在时,就有可能发生爆炸。近年来,随着生产工艺的连续化,粉尘使用量逐年扩大,粉尘爆炸事故时有发生,造成的伤亡不可小觑。而最低着火温度作为粉尘爆炸特性参数之一,不仅能够衡量粉尘危险性,而且能够为防爆工艺设计和防爆设备选型提供重要依据。因此,研究可燃粉尘最低着火温度具有非常重大的实际意义。本文利用最低着火温度测试仪G-G恒温炉,测定了镁铝合金粉、玉米淀粉、硫磺粉尘、木粉及煤粉五种可燃粉尘的最低着火温度,并研究了粉尘浓度、分散压力、颗粒粒径、惰性粉尘及环境湿度对粉尘最低着火温度的影响。研究结果表明:(1)最低着火温度随着粉尘浓度的增大而减小,但当浓度增加到一定值时,粉尘最低着火温度几乎不变,即存在一个敏感浓度,使得可燃粉尘在此浓度下最低着火温度最小。经试验测得,镁铝合金粉、玉米淀粉、硫磺粉尘及煤粉敏感浓度为1364g/m3,对应最低着火温度分别为615℃、415℃、235℃、583℃;木粉敏感浓度为909g/m3,最低着火温度为474℃。(2)分散压力对可燃粉尘的最低着火温度也有一定影响,可燃粉尘最低着火温度随分散压力的增大而先减小后增大。当分散压力为0.03MPa时,最有利于镁铝合金粉、玉米淀粉、硫磺粉和煤粉燃烧,着火温度最低。木粉着火温度则在分散压力为0.02MPa时最低。(3)当粉尘浓度及分散压力一定时,可燃粉尘最低着火温度随颗粒粒径的增大而升高,颗粒粒径对粉尘最低着火温度的影响较为明显。木粉粉尘粒径从38μm变化到45μm时,木粉最低着火温度由474℃升高到541℃。镁铝合金粉粒径由45μm增大到75μm时,镁铝合金粉最低着火温度由545℃升高到615℃。(4)碳酸钙和磷酸二氢铵作为惰性介质能够有效抑制燃烧反应,进而使可燃粉尘最低着火温度升高,且磷酸二氢铵抑制粉尘燃烧效果强于碳酸钙粉尘。试验测得,镁铝合金粉最低着火温度随着碳酸钙质量分数的增加而增大,且当碳酸钙质量分数达到52.4%,抑制效果明显增强,镁铝合金粉最低着火温度显著升高;煤粉最低着火温度则在惰性介质质量分数达到23.1%时显著升高。(5)环境湿度对可燃粉尘最低着火温度也有一定的影响,随着环境湿度的增加,粉尘最低着火温度增大,能够有效抑制粉尘燃烧。湿度对木粉最低着火温度的影响最大,试验测得,环境湿度为43%、57%和69%时,木粉最低着火温度分别为474℃、523℃和552℃。
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