在人造板生產過程中,砂光機砂削工作時產生出大量的木質砂光粉塵,亦稱木粉。它粒徑細小,風吹揚散,極易造成大氣污染;唯置存放,需占大量空間;掩埋處理,侵占耕地并破壞生態環境;車間內粉塵濃度超標,易引發職業病,嚴重影響職工身體健康;同時還會加速設備的摩損,影響產品質量;特別是它特有的易燃易爆性質,成為企業的安全隱患,我國人造板企業曾發生多起傷亡事故。因此,認識砂光粉塵的特點,研究相應的治理對策,掌握防護措施,對作好企業安全環保工作有著普遍和積極的意義。
????1 粉塵成份及性質
????1.1 粉塵的概念
????砂光粉塵屬于工業生產性粉塵,其粒徑細小(以μm為計量單位)。按分類辦法:粒徑大于或等于100μm的砂屑稱為砂礫,小于100μm的砂屑稱為粉塵,粉塵能較長時間懸浮于空氣中。從膠體化學觀點來看,粉塵是一種氣溶膠,其分散介質是空氣,分散相是固體微粒。
????1.2 成份組成
????1.3 元素組成
????注:(1)取樣樣品:刨花板砂光木粉;(2)取樣地點:萬力公司刨花板車間;(3)分析單位:中科院工程熱物理研究所循環流化床燃燒技術工程研究中心分析試驗室
????1.3 分散度
????分散度亦稱粒徑分布或粉塵粒度,以各種粒徑的塵粒所占的百分數來表示。小粒徑粉塵占的比例越大,分散度就越大。粒徑的大小影響塵粒的沉降速度。塵粒越小,在空氣中浮游時間越長,吸入體內的機會就越多,粒徑小于100μm的粉塵極易爆炸。
????1.4 比表面積
????系單位量粒塵所具有的表面積大小。比表面積與粉塵分散度有關:分散度愈大則單位體積粉塵的總表面積就愈大,理化活性也愈高,容易參與理化反應。氧化、吸附、蒸發、催化等效應隨塵粒比表面積增大而被加速,其結果則增大了粉塵燃爆的危害性。
????2 危險特性與認識
????砂光粉塵按其理化特性分類,為Ⅱ類有爆炸危險的粉塵。了解和掌握粉塵的危險特性,對加強防護工作至關重要。
????2.1 木粉塵危險性參數
????2.2 易燃易爆特性
????2.2.1 熱值較高 砂光粉塵可燃性很好,其發熱量與Ⅱ類煙煤等同,可作燃料利用。
????2.2.2 引燃溫度 粉塵周圍環境的溫升,可使它在外部沒有火源作用下,因受熱并蓄熱達到300~500℃時由空氣作用后發生自燃。
????2.2.3 點火能量 由物理學可知,各種形式的能量只有轉變成熱量才具有引火作用。熱量的一個單位是卡(cal),1 cal是使1g純水升高1℃的熱量,是個很小的量。黃豆粒大小的焊渣從500℃冷卻到30℃放出的熱量為160mJ,約為0.038 cal;而砂光粉塵最小點火能為20mJ,約為0.0048 cal;粉塵遇到這么微小的火星就有燃燒、爆炸的危險。
????2.2.4 粉塵濃度 在1m3的容積、具有50g質量的懸浮粉塵,就能形成易于引燃并傳播火焰的顆粒分布,達到爆炸濃度下限。粉塵爆炸也具有上、下限可爆范圍。低于下限,塵粒間距過大,火焰難以傳播;大于上限,氧氣含量不夠,難以迅速燃燒爆炸。因此,考慮粉塵爆炸時主要依據其下限。
????2.3 懸浮狀態的粉塵最易爆炸
????粉塵懸浮在空氣中,沉降速度極為緩慢,并保持一定的穩定性,形成“塵云”狀態。在粉塵云中,每個塵粒表面都吸附大量的空氣(主要是氧氣),微粒周圍又被空氣緊密包圍,空氣的含量很大。曾測定:在1L炭質粉塵中,空氣的容量為粉粒體的19倍。粉塵吸附空氣后,形成獨特的燃料加氧系統,燃燒時使粉塵吸附的氧分子熱量大增,并在極短時間,使整個空間可燃物氧化反應劇烈,產生出大量的熱量和燃燒產物。而在爆炸時,又提供了爆炸瞬間的大量空氣,從而使空間氣體壓力迅速增大,最后形成了爆炸。
????3 爆炸條件與特點
????3.1 產生爆炸必須具備以下條件
????(1)粉塵是可燃的并形成粉塵云;
????(2)具有能夠傳播火焰的顆粒分布;
????(3)濃度在爆炸極限范圍內;
????(4)粉塵云與足夠能量的點火源接觸;
????(5)粉塵懸浮環境中有維持燃燒的氧氣。
????3.2 爆炸特點
????爆炸往往產生二次。初爆通常是破壞范圍不大的小爆炸,初爆效應必然引起周圍環境的擾動,使那些原來沉在地面上的粉塵彌散而形成粉塵云。該粉塵云被初爆時的燃燒物所引燃,由此產生的二次爆炸常是災難性的。如果在廠房內且大片面積上職聚不到1mm厚的粉塵,就可能形成很嚴重的二次爆炸。這種連續性爆炸在時間上沒有明顯的間歇,幾乎同時發生。由于爆炸的反應速度和壓力增大,因而出現了離爆炸點愈遠,破壞反而愈加嚴重的情況。
????4 防護對策與措施
????砂光粉塵已成為人造板生產企業中不可忽視的安全隱患,應引起高度重視,采取綜合治理手段,減輕并消除其危害。
????4.1 防護治理途徑
????系統本質安全化——依靠科技進步,通過設計和技術改造工作,使生產設施和環境具有可靠的安全性。
????粉塵排放減量化——采用新工藝和新型設備,應用清潔技術,推行生產過程全程控制,開展清潔生產。
????工作環境無害化——加強環保工作,努力使粉塵排放和生產車間空氣中粉塵允許濃度達標,減少污染。
????廢物利用資源化——粉塵熱值較高,將其轉化成固體燃料或直接燃燒用于供熱,為粉塵處理找到出路。
????4.2 基本防護原則
????控制粉塵濃度。盡可能減少粉塵的產生,防止懸浮粉塵達到爆炸濃度極限,這是積極的和最基本的預防手段。
????控制各種點火源。在粉塵區域內常出現的火焰、熱表面、焊接或切割、電火花等各種形式的點火源應嚴格控制。
????4.3 管理措施
????(1)將產生粉塵的車間或作業區,列為安全管理、檢測監控的重點。健立健全各項規章制度和責任制,定期進行檢查和監測,落實責任,保障安全。
????(2)開展宣傳教育工作。強化安全環保意識,提高操作工人技能水平和自我保護能力,提高群體保護能力。
????(3)加強生產設備和凈化除塵設備的日常維護、維修,保證其完好運行。加大塵害治理力度,創建良好的作業環境。
????(4)對操作者定期體檢,預防、控制和消除職業病危害。加強勞動衛生保護,工作中配戴防塵護品,保護勞動者的身體健康。
????4.4 安全技術措施
????(1)產生粉塵的生產設備應有良好的密封性,不得泄漏采用良好的集塵系統,控制和處理粉塵。經常檢測粉塵產生來源和濃度變化,采取相應辦法減輕并消除危害。
????(2)加強除塵工作。消除工作區內凸臺、管線、天窗、地面等積聚的粉塵。用噴霧、灑水提高空氣相對濕度,減少揚塵和吸收粉塵氧化產生的熱量,降低粉塵濃度和存量。
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????1 粉塵成份及性質
????1.1 粉塵的概念
????砂光粉塵屬于工業生產性粉塵,其粒徑細小(以μm為計量單位)。按分類辦法:粒徑大于或等于100μm的砂屑稱為砂礫,小于100μm的砂屑稱為粉塵,粉塵能較長時間懸浮于空氣中。從膠體化學觀點來看,粉塵是一種氣溶膠,其分散介質是空氣,分散相是固體微粒。
????1.2 成份組成
????1.3 元素組成
????注:(1)取樣樣品:刨花板砂光木粉;(2)取樣地點:萬力公司刨花板車間;(3)分析單位:中科院工程熱物理研究所循環流化床燃燒技術工程研究中心分析試驗室
????1.3 分散度
????分散度亦稱粒徑分布或粉塵粒度,以各種粒徑的塵粒所占的百分數來表示。小粒徑粉塵占的比例越大,分散度就越大。粒徑的大小影響塵粒的沉降速度。塵粒越小,在空氣中浮游時間越長,吸入體內的機會就越多,粒徑小于100μm的粉塵極易爆炸。
????1.4 比表面積
????系單位量粒塵所具有的表面積大小。比表面積與粉塵分散度有關:分散度愈大則單位體積粉塵的總表面積就愈大,理化活性也愈高,容易參與理化反應。氧化、吸附、蒸發、催化等效應隨塵粒比表面積增大而被加速,其結果則增大了粉塵燃爆的危害性。
????2 危險特性與認識
????砂光粉塵按其理化特性分類,為Ⅱ類有爆炸危險的粉塵。了解和掌握粉塵的危險特性,對加強防護工作至關重要。
????2.1 木粉塵危險性參數
????2.2 易燃易爆特性
????2.2.1 熱值較高 砂光粉塵可燃性很好,其發熱量與Ⅱ類煙煤等同,可作燃料利用。
????2.2.2 引燃溫度 粉塵周圍環境的溫升,可使它在外部沒有火源作用下,因受熱并蓄熱達到300~500℃時由空氣作用后發生自燃。
????2.2.3 點火能量 由物理學可知,各種形式的能量只有轉變成熱量才具有引火作用。熱量的一個單位是卡(cal),1 cal是使1g純水升高1℃的熱量,是個很小的量。黃豆粒大小的焊渣從500℃冷卻到30℃放出的熱量為160mJ,約為0.038 cal;而砂光粉塵最小點火能為20mJ,約為0.0048 cal;粉塵遇到這么微小的火星就有燃燒、爆炸的危險。
????2.2.4 粉塵濃度 在1m3的容積、具有50g質量的懸浮粉塵,就能形成易于引燃并傳播火焰的顆粒分布,達到爆炸濃度下限。粉塵爆炸也具有上、下限可爆范圍。低于下限,塵粒間距過大,火焰難以傳播;大于上限,氧氣含量不夠,難以迅速燃燒爆炸。因此,考慮粉塵爆炸時主要依據其下限。
????2.3 懸浮狀態的粉塵最易爆炸
????粉塵懸浮在空氣中,沉降速度極為緩慢,并保持一定的穩定性,形成“塵云”狀態。在粉塵云中,每個塵粒表面都吸附大量的空氣(主要是氧氣),微粒周圍又被空氣緊密包圍,空氣的含量很大。曾測定:在1L炭質粉塵中,空氣的容量為粉粒體的19倍。粉塵吸附空氣后,形成獨特的燃料加氧系統,燃燒時使粉塵吸附的氧分子熱量大增,并在極短時間,使整個空間可燃物氧化反應劇烈,產生出大量的熱量和燃燒產物。而在爆炸時,又提供了爆炸瞬間的大量空氣,從而使空間氣體壓力迅速增大,最后形成了爆炸。
????3 爆炸條件與特點
????3.1 產生爆炸必須具備以下條件
????(1)粉塵是可燃的并形成粉塵云;
????(2)具有能夠傳播火焰的顆粒分布;
????(3)濃度在爆炸極限范圍內;
????(4)粉塵云與足夠能量的點火源接觸;
????(5)粉塵懸浮環境中有維持燃燒的氧氣。
????3.2 爆炸特點
????爆炸往往產生二次。初爆通常是破壞范圍不大的小爆炸,初爆效應必然引起周圍環境的擾動,使那些原來沉在地面上的粉塵彌散而形成粉塵云。該粉塵云被初爆時的燃燒物所引燃,由此產生的二次爆炸常是災難性的。如果在廠房內且大片面積上職聚不到1mm厚的粉塵,就可能形成很嚴重的二次爆炸。這種連續性爆炸在時間上沒有明顯的間歇,幾乎同時發生。由于爆炸的反應速度和壓力增大,因而出現了離爆炸點愈遠,破壞反而愈加嚴重的情況。
????4 防護對策與措施
????砂光粉塵已成為人造板生產企業中不可忽視的安全隱患,應引起高度重視,采取綜合治理手段,減輕并消除其危害。
????4.1 防護治理途徑
????系統本質安全化——依靠科技進步,通過設計和技術改造工作,使生產設施和環境具有可靠的安全性。
????粉塵排放減量化——采用新工藝和新型設備,應用清潔技術,推行生產過程全程控制,開展清潔生產。
????工作環境無害化——加強環保工作,努力使粉塵排放和生產車間空氣中粉塵允許濃度達標,減少污染。
????廢物利用資源化——粉塵熱值較高,將其轉化成固體燃料或直接燃燒用于供熱,為粉塵處理找到出路。
????4.2 基本防護原則
????控制粉塵濃度。盡可能減少粉塵的產生,防止懸浮粉塵達到爆炸濃度極限,這是積極的和最基本的預防手段。
????控制各種點火源。在粉塵區域內常出現的火焰、熱表面、焊接或切割、電火花等各種形式的點火源應嚴格控制。
????4.3 管理措施
????(1)將產生粉塵的車間或作業區,列為安全管理、檢測監控的重點。健立健全各項規章制度和責任制,定期進行檢查和監測,落實責任,保障安全。
????(2)開展宣傳教育工作。強化安全環保意識,提高操作工人技能水平和自我保護能力,提高群體保護能力。
????(3)加強生產設備和凈化除塵設備的日常維護、維修,保證其完好運行。加大塵害治理力度,創建良好的作業環境。
????(4)對操作者定期體檢,預防、控制和消除職業病危害。加強勞動衛生保護,工作中配戴防塵護品,保護勞動者的身體健康。
????4.4 安全技術措施
????(1)產生粉塵的生產設備應有良好的密封性,不得泄漏采用良好的集塵系統,控制和處理粉塵。經常檢測粉塵產生來源和濃度變化,采取相應辦法減輕并消除危害。
????(2)加強除塵工作。消除工作區內凸臺、管線、天窗、地面等積聚的粉塵。用噴霧、灑水提高空氣相對濕度,減少揚塵和吸收粉塵氧化產生的熱量,降低粉塵濃度和存量。
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