工業粉塵惰化抑爆技術研究

胡曉芳 王曉南

摘要：工業粉塵主要來源于固體物料的機械粉碎和研磨，其嚴重危害了人類身體健康，有毒的金屬粉塵和非金屬粉塵例如鉻、鉛、汞等等，被人體吸收后會導致中毒或死亡，其次，工業粉塵處理不當會引起后果嚴重的爆炸事故。本文通過調查分析工業粉塵惰化抑爆技術研究現狀，提出了一些個人看法和意見，希望可以給有需單位或個人提供參考。

關鍵詞：工業粉塵；粉塵爆炸；防爆；技術研究

1 工業粉塵爆炸事故

隨著工業現代化發展，粉末技術應用廣泛，但是由于人們不能正確認識其危害，沒有做好安全防護措施，導致國內外粉塵爆炸事故數不勝數并不斷發生，造成大量的人員傷亡和經濟損失。例如曾經轟動一時的跨越27年的兩起粉塵爆炸事故。通過翻閱相關資料得知，哈爾濱亞麻廠曾經是全亞洲規模最大的亞麻廠，也是中蘇友好的象征，它是蘇聯援建中國的第一座工廠，但令人唏噓感嘆的是在1987年3月15日凌晨2時39分，哈爾濱亞麻廠發生大爆炸，造成58人死亡，177人嚴重燒傷，直接經濟損失880多萬元，這曾是我國造成人員傷亡最大的工業粉塵爆炸事故。讓人感到更加痛心的是這項“記錄”被打破了，哈爾濱亞麻廠發生爆炸事故的27年后，2014年8月2日上午7時37分，在位于和哈爾濱相距遙遠的江蘇省昆山市經濟開發區的中榮金屬制品有限公司拋光二車間發生重大金屬粉塵爆炸事故，當場確認死亡的人數就達44人，截止到8月4日共造成75人死亡，185人受傷，直接經濟損失3.51億元，成為迄今為止我國造成人員傷亡最大的工業粉塵爆炸事故。不止是我國，在國外粉塵爆炸事故也屢屢發生，例如2008年2月7日晚上7時15分，美國喬治亞洲溫特沃斯港薩凡納市郊的美國帝國糖業制糖廠發生粉塵爆炸造成14人死亡，36人受傷，國內外不斷發生的工業粉塵爆炸事故，給國家經濟和人民安全造成了嚴重損失。

2 工業粉塵惰化抑爆技術現狀

目前我國對工業粉塵惰化抑爆技術的研究主要采取三種方式，第一種方式是采用碳酸氫鈉粉或碳酸鈣粉等固體介質對工業粉塵進行惰化；第二種方式是用水或水蒸氣等液態介質為重要工具進行惰化抑爆；第三種方式是用氮氣或二氧化碳等氣相介質進行惰化。

用惰性粉體進行惰化抑爆時，抑制效果受惰性粉體濃度和種類等方面影響。相關實踐證明具備抑制燃燒作用的有硅酸鹽、磷酸鹽和碳酸鹽等化合物，因此在做預防工作時，可以把惰性粉塵揮灑在工作區域內，因為其能消除物質燃燒時釋放的熱量，有效避免發生二次爆炸。

用水或水蒸氣等液態介質為重要工具進行惰化抑爆，是因為水具備比熱容強大和吸熱能量強的特點，可以有效扼制火苗傳播，而且水可以把粉塵凝聚，縮小粉塵受熱和接觸氧氣的面積，阻止粉塵繼續揮發。所以和其他惰性粉體相比水的惰化性能會更好一些，但是水和水蒸氣會影響粉體制造質量，所以其主要用途是滅火。

氣相惰化可以區分為真空惰化、壓力惰化、壓力真空聯合惰化等等。氮氣、二氧化碳和高爐煉鐵尾氣等介質都可以作為氣相惰化介質，高爐煉鐵尾氣中含有大量惰性氣體，但雜質較多，通常用于發電、煉鐵和水泥生產過程中的煤粉制備系統；像氬氣和氮氣等純凈的惰性介質可以用作化工和醫藥等行業進行粉塵防爆的材料；對于那些在氮氣中也會燃燒的金屬粉塵，如鎂粉必須用氬氣或氦氣進行保護。[1]

3 工業粉塵惰化抑爆技術研究

3.1 惰化防護技術

目前我國的惰化防護措施主要是氣相惰化和惰性粉體惰化兩種。惰化基于粉塵爆炸本質安全原則，作為預防爆炸和降低爆炸程度的新方法，可以有效減少爆炸系統中的氧含量，阻止火焰自行傳播。防爆技術措施有兩個方向：一個是預防性技術措施，就是通過排除會導致發生爆炸的不穩定因素，可以有效防止發生爆炸事故；另一個是防護性措施，及時通過控制爆炸破壞力的形成，緩解爆炸事故造成的損壞程度。因此惰化防爆可以是預防性技術措施，也可以是防護性措施。

3.2 泄爆防護技術

泄爆防護是指在容器上放置泄爆設施，泄爆設施動作壓力比容器損裂壓力小很多，只要容器內發生爆炸，爆炸壓力超過泄爆設施動作壓力時，泄爆設施就會發生損裂，把容器內的壓力波、火焰等氣體排放到容器外部，讓容器內的最大爆炸壓力低于容器的損裂壓力，以此保障爆炸容器安全。因為泄爆防護技術投入成本低、容易操作，所以被積極運用于防護措施中，需要注意的是泄爆防護技術只適用于沒有毒的可燃粉塵。

3.3 自動抑爆技術

自動抑爆技術是在火種剛開始傳播的時候，及時噴灑抑爆劑來控制爆炸范圍和爆炸程度的一種技術。抑爆技術作為科學高效的防爆炸方法，在發生粉塵爆炸事故時，噴灑抑爆劑可以及時吸收爆炸產生的熱量，阻止火勢傳播和擴散，具備抑制粉塵爆炸、有效降低粉塵爆炸強度的作用，因此自動抑爆技術成為了研究粉塵爆炸防護措施的重點探析內容。通過實驗分析影響抑爆效果的因素，尋找使其更好發揮作用的方式，并建立抑爆過程的數據模型，為研發抑爆技術提供指導建議。[2]

3.4 封閉技術

采取封閉技術可以把粉塵爆炸封閉在設備內部，防止其繼續傳播，有關人士在設計設備時，采用了特殊方法，使其可以更好承受最強爆炸的壓力，強化了設備的耐壓和防震功能，封閉技術通常適合使用在制造小型有毒粉塵時。

4 結語

對于工業粉塵惰化抑爆技術的研究，要比其他物品爆炸更復雜、更困難。有效地預防和減少工業災害性事故具有重要的現實意義和社會價值，因為其直接影響著我國經濟發展和民生問題，由于我國相關研究工作還處于起步階段，個人認為可以借鑒國外一些好的方法和建議進行不斷的改進和完善。

參考文獻：

[1]胡東濤，陳曦.工業粉塵惰化抑爆技術研究現狀分析[J].工業安全與環保，2016，42（12）：1014.

[2]袁帥，王慶慧，王丹楓，等.粉塵爆炸防護措施的研究進展[J].爆破器材，2017，46（4）：1320.

作者簡介：胡曉芳（1980），女，漢族，湖北大冶人，碩士，工程師，從事的工作：安全評價，研究方向：化工安全。