爆炸性
物质或混合物在特定条件下突然释放能量的特性被称为“爆炸性”。这种能量转化过程非常迅速,伴随着压力急剧上升、热量产生以及经常出现的火焰形成。典型的触发因素包括火花、火焰、高温表面、冲击、摩擦或静电放电。
在工艺技术领域,当可燃气体、蒸汽或粉尘与空气形成易燃混合物时,就称为爆炸性环境。对于许多有机粉尘(例如面粉、糖、淀粉、塑料或药品活性成分),即使少量沉积或悬浮粉尘与点火源接触,也会导致粉尘爆炸。在此过程中,诸如最低点火能量、爆炸下限和上限、最大爆炸压力以及压力上升速度等参数至关重要。
在混合器、输送和灌装设备及其周围,评估爆炸风险尤为重要。在这些地方,粉状产品、空气和潜在的点火源(机械火花、高温轴承、电气元件、静电放电)可能近距离接触。但只有当浓度、氧气含量和温度处于临界范围时,才会形成爆炸性环境。
爆炸性危险的技术控制包括:避免可燃性环境(例如通过惰化处理)、 限制粉尘释放、有效接地和电位平衡以避免静电火花、使用合适的电气设备、结构性防爆保护(例如压力释放和爆炸抑制)以及组织措施。因此,在混合工艺的规划和设计中,必须检查相关产品或产品与空气的混合物是否属于爆炸性物质,以及需要采取哪些防护措施。
浓度极限通常用于描述易爆的气体、蒸汽或粉尘与空气的混合物。一种简单的表示方法是:
c_untere_EG ≤ c_Stoff ≤ c_obere_EG
- c_物质:空气中可燃物质的浓度
- c_untere_EG:下爆炸极限(UEG)
- c_obere_EG:上限爆炸极限(OEG)
在安全考虑中,通常使用一个安全技术参数,即所谓的 K_ST(对于粉尘)或 K_G(对于气体)。对于粉尘,一个经常被提及的关系是:
K_ST = (dp/dt)_max · V^(1/3)
- K_ST:粉尘爆炸常数 [bar·m/s]
- (dp/dt)_max:容器内最大时间压力上升值 [bar/s]
- V:测试容器的容积 [m³]