浅析墨粉爆炸危险性研究与安全措施

丁艳霞

摘要：我国作为生产业和制造业的大国，随着生产和制造速度的不断加快以及规模的不断增大，使得在生产中产生了大量的粉尘，而这些粉尘正是引起爆炸的主要原因，尤其是墨粉，它的着火敏感度非常高，爆炸等级也较大，严重影响着我们的生命安全。因此应高度关注引起墨粉爆炸的原因，然后对此采取有效的防护措施，保护人们以及机械设备的安全。

关键词：墨粉;粉尘爆炸;危险性研究;安全措施

由于生产量的不断加大以及生产效率的不断提升，使得很多企业都应用了粉尘技術，因此粉尘爆炸事件就经常发生，也是各企业一直以来想要解决的问题。容易发生粉尘爆炸的企业极其多，涉及到的领域包括煤矿业、化工业、冶金业、纺织业、食品业及医药业等，所造成的后果极其严重，而且损失惨重。

一、实验的材料及装置、实验的内容

（一）实验的材料

本次实验的主要材料为打印机硒鼓中的墨粉，其中具有微量的合成树脂、荷电调节剂以及添加剂等。实验的装置：1.2L哈特曼管装置、粉尘云着火温度测试装置和20L爆炸球装置。

（二）实验的内容

本次的实验内容主要是检测墨粉的最小着火能量、墨粉的最低着火温度和墨粉的最大爆炸压力、指数以及下限。

二、实验部分

（一）检测墨粉粉尘云最小着火能量

对墨粉粉尘云的最小着火能量检测所用的装置就是1.2L哈特曼管装置，实验中的温度保持在16℃，湿度保持在60%，分散压力为0.7MPa，用移动电极点火，电极的间距为6mm，分别在30mJ、15mJ和5mJ的点火能量下对浓度416.7g/m3、666.7g/m3和833.3g/m3的墨粉进行了3次实验。通过对实验结果的分析发现：416.7g/m3和666.7g/m3的墨粉在30mJ和15mJ的点火能量下能够被点燃，但在5mJ的点火能量下却点燃不了。而833.3g/m3的墨粉只有在30mJ的点火能量下才能点燃，在15mJ与5mJ下都点燃不了，所以如果墨粉的浓度过高，则需要足够的点火能量才能将其点燃。由此可见，这3种墨粉在5mJ的能量下都没法被点燃，所以能量过小是没法点燃墨粉的;在30mJ的能量下全都能够被点燃，不过只有666.7 g/m3的墨粉在10次实验当中全被点燃。由此可知，墨粉的浓度过大和过小都会对其点燃产生影响。因此，墨粉粉尘云的最小着火能量（MIE/mJ）的范围应是：5-30。

（二）检测墨粉粉尘云最低着火温度

此检测所用到的主要装置就是粉尘云的最低着火温度测试装置，以及加热炉、调节温度和记录的装置。此实验的温度一直保持在13℃，湿度保持在60%，0.08MPa的分散压力和0.27L的炉腔体积。分别在525℃、550℃和575℃的温度下对0.3g、0.4g、0.5g、0.6g和0.7g的墨粉进行点火实验，通过对结果的分析得出：在525℃下，这几个墨粉粉尘云都没有出现着火的情况;在550℃下，只有0.4g和0.5g的墨粉出现了着火;在575℃下，只有0.7g的墨粉没有发生着火。由此可见，当加热炉壁的温度过低时就无法点燃粉尘云;当温度有所上升时，而墨粉的浓度过高或者过低时也无法点燃粉尘云;当温度足够高时，而墨粉浓度过高时，也会无法被点燃。依据国家的规定，综上所述，当加热炉的最低温度超过300℃时，应在其温度上减掉20℃。因此，墨粉粉尘云的最低着火温度（MITC/℃）应在505℃-555℃。

（三）检测墨粉粉尘云的最大爆炸压力

本实验主要用到的设备就是20L的爆炸球，在15℃温度，60%湿度，10KJ点火能量，60ms点火延时下分别对浓度为60g/m3、125g/m3、250 g/m3、500g/m3和750g/m3的墨粉进行了爆炸实验。根据实验结果可知：在60-500g/m3之内，墨粉粉尘云的爆炸压力以及指数会随墨粉的浓度上升而变大，当浓度为500g/m3时，其爆炸压力和指数为最大，分别为0.74MPa和27.28MPa·m/s。当在500-750g/m3时爆炸压力和指数会越来越小。由此可知，墨粉的最大爆炸压力是0.74MPa，最大爆炸指数是27.28MPa·m/s。

三、预防墨粉爆炸的安全措施

（一）控制粉尘

有效的清除与避免墨粉的堆积是最有效的防范方法，因为墨粉的爆炸下限很低，容易产生爆炸性粉尘云，因此应把易产生墨粉的装置独立的放在一个房间当中，进行有效的隔绝。并且还应该准备好吸尘、排风和保护的设备。另外，必须定期的对装置、房间、管道以及每个电线缆上所堆积的粉尘进行清理，尤其是对容易产生墨粉和粉尘量最高的地方，必须及时进行清除，以免发生爆炸，造成巨大的损失。

（二）减少助燃剂浓度

如果空气的氧浓度比墨粉的极限氧浓度要小的多时，不管粉尘的浓度是多少，都不会引起爆炸。因此就可以借助此方法来防止墨粉发生爆炸，合理的降低氧气的含量。

（三）控制点火源

能引起墨粉爆炸的点火源包括明火、切割或者摩擦所产生的火花、静电等，都是极其常见的点火源。因此为了防止墨粉爆炸，就必须控制好点火源，避免点火源出现。同时应大力宣传安全防护意识，对工作当中可能会出现点火源的地方展开有效的预防，从根本上杜绝点火源。在生产的环节当中应使用具有防爆功能的装置，同时严禁明火、静电以及易燃易爆等物品出现。

四、总结

因为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会发生爆炸，爆炸的范围会非常大，而且难以补救，所以必须对墨粉爆炸的危险性进行研究，采用有效的防护措施，确保人们和设备的安全。

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