淺析墨粉爆炸危險性研究與安全措施

丁艷霞

摘要：我國作為生產業和制造業的大國，隨著生產和制造速度的不斷加快以及規模的不斷增大，使得在生產中產生了大量的粉塵，而這些粉塵正是引起爆炸的主要原因，尤其是墨粉，它的著火敏感度非常高，爆炸等級也較大，嚴重影響著我們的生命安全。因此應高度關注引起墨粉爆炸的原因，然后對此采取有效的防護措施，保護人們以及機械設備的安全。

關鍵詞：墨粉;粉塵爆炸;危險性研究;安全措施

由于生產量的不斷加大以及生產效率的不斷提升，使得很多企業都應用了粉塵技術，因此粉塵爆炸事件就經常發生，也是各企業一直以來想要解決的問題。容易發生粉塵爆炸的企業極其多，涉及到的領域包括煤礦業、化工業、冶金業、紡織業、食品業及醫藥業等，所造成的后果極其嚴重，而且損失慘重。

一、實驗的材料及裝置、實驗的內容

（一）實驗的材料

本次實驗的主要材料為打印機硒鼓中的墨粉，其中具有微量的合成樹脂、荷電調節劑以及添加劑等。實驗的裝置：1.2L哈特曼管裝置、粉塵云著火溫度測試裝置和20L爆炸球裝置。

（二）實驗的內容

本次的實驗內容主要是檢測墨粉的最小著火能量、墨粉的最低著火溫度和墨粉的最大爆炸壓力、指數以及下限。

二、實驗部分

（一）檢測墨粉粉塵云最小著火能量

對墨粉粉塵云的最小著火能量檢測所用的裝置就是1.2L哈特曼管裝置，實驗中的溫度保持在16℃，濕度保持在60%，分散壓力為0.7MPa，用移動電極點火，電極的間距為6mm，分別在30mJ、15mJ和5mJ的點火能量下對濃度416.7g/m3、666.7g/m3和833.3g/m3的墨粉進行了3次實驗。通過對實驗結果的分析發現：416.7g/m3和666.7g/m3的墨粉在30mJ和15mJ的點火能量下能夠被點燃，但在5mJ的點火能量下卻點燃不了。而833.3g/m3的墨粉只有在30mJ的點火能量下才能點燃，在15mJ與5mJ下都點燃不了，所以如果墨粉的濃度過高，則需要足夠的點火能量才能將其點燃。由此可見，這3種墨粉在5mJ的能量下都沒法被點燃，所以能量過小是沒法點燃墨粉的;在30mJ的能量下全都能夠被點燃，不過只有666.7 g/m3的墨粉在10次實驗當中全被點燃。由此可知，墨粉的濃度過大和過小都會對其點燃產生影響。因此，墨粉粉塵云的最小著火能量（MIE/mJ）的范圍應是：5-30。

（二）檢測墨粉粉塵云最低著火溫度

此檢測所用到的主要裝置就是粉塵云的最低著火溫度測試裝置，以及加熱爐、調節溫度和記錄的裝置。此實驗的溫度一直保持在13℃，濕度保持在60%，0.08MPa的分散壓力和0.27L的爐腔體積。分別在525℃、550℃和575℃的溫度下對0.3g、0.4g、0.5g、0.6g和0.7g的墨粉進行點火實驗，通過對結果的分析得出：在525℃下，這幾個墨粉粉塵云都沒有出現著火的情況;在550℃下，只有0.4g和0.5g的墨粉出現了著火;在575℃下，只有0.7g的墨粉沒有發生著火。由此可見，當加熱爐壁的溫度過低時就無法點燃粉塵云;當溫度有所上升時，而墨粉的濃度過高或者過低時也無法點燃粉塵云;當溫度足夠高時，而墨粉濃度過高時，也會無法被點燃。依據國家的規定，綜上所述，當加熱爐的最低溫度超過300℃時，應在其溫度上減掉20℃。因此，墨粉粉塵云的最低著火溫度（MITC/℃）應在505℃-555℃。

（三）檢測墨粉粉塵云的最大爆炸壓力

本實驗主要用到的設備就是20L的爆炸球，在15℃溫度，60%濕度，10KJ點火能量，60ms點火延時下分別對濃度為60g/m3、125g/m3、250 g/m3、500g/m3和750g/m3的墨粉進行了爆炸實驗。根據實驗結果可知：在60-500g/m3之內，墨粉粉塵云的爆炸壓力以及指數會隨墨粉的濃度上升而變大，當濃度為500g/m3時，其爆炸壓力和指數為最大，分別為0.74MPa和27.28MPa·m/s。當在500-750g/m3時爆炸壓力和指數會越來越小。由此可知，墨粉的最大爆炸壓力是0.74MPa，最大爆炸指數是27.28MPa·m/s。

三、預防墨粉爆炸的安全措施

（一）控制粉塵

有效的清除與避免墨粉的堆積是最有效的防范方法，因為墨粉的爆炸下限很低，容易產生爆炸性粉塵云，因此應把易產生墨粉的裝置獨立的放在一個房間當中，進行有效的隔絕。并且還應該準備好吸塵、排風和保護的設備。另外，必須定期的對裝置、房間、管道以及每個電線纜上所堆積的粉塵進行清理，尤其是對容易產生墨粉和粉塵量最高的地方，必須及時進行清除，以免發生爆炸，造成巨大的損失。

（二）減少助燃劑濃度

如果空氣的氧濃度比墨粉的極限氧濃度要小的多時，不管粉塵的濃度是多少，都不會引起爆炸。因此就可以借助此方法來防止墨粉發生爆炸，合理的降低氧氣的含量。

（三）控制點火源

能引起墨粉爆炸的點火源包括明火、切割或者摩擦所產生的火花、靜電等，都是極其常見的點火源。因此為了防止墨粉爆炸，就必須控制好點火源，避免點火源出現。同時應大力宣傳安全防護意識，對工作當中可能會出現點火源的地方展開有效的預防，從根本上杜絕點火源。在生產的環節當中應使用具有防爆功能的裝置，同時嚴禁明火、靜電以及易燃易爆等物品出現。

四、總結

因為墨粉的敏感程度非常大，而且容易浮于空中，一旦遇到火源之后就會發生爆炸，爆炸的范圍會非常大，而且難以補救，所以必須對墨粉爆炸的危險性進行研究，采用有效的防護措施，確保人們和設備的安全。

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