2.6. Горіння пило повітряної суміші
Пил горючих і деяких негорючих речовин (наприклад, алюмінію, цинку) в суміші з повітрям може утворювати пожежо - і вибухонебезпечні концентрації.
Чим дрібніші частинки пилу, тим більше розвинена в нього поверхня, і тим він не безпечніший відносно спалахнення і вибуху. Так, 1 кг кам’яного вугілля згоряє протягом кількох хвилин, а ця ж кількість вугілля в пилоподібному стані - за частки секунди. Алюміній, магній, цинк у монолітному стані не горять, а у вигляді пилу в повітрі згоряють з великою швидкістю.
Пил однієї і тієї самої речовини має різні температури самоспалахування залежно від стану. Пил може перебувати в аерозольному чи аерогельному стані. Наприклад, пил деревної муки в аерозольному стані має температуру спалахування 775 °С, а в аерогельному - 275 °С, тобто в 2,8 разів меншу. Зрозуміло, що більш пожеженебезпечним є зсівший пил, оскільки у нього значно нижча температура спалахування. Горіння зсілого пилу викликає спалахнення пилу, що перебував в аерозольному стані. Під дією теплового потоку з високотемпературної зони фронт полум’я поширюється однорідного пиловою хмарою. Залежно від концентрації горіння аерозольного пилу проходить у вигляді вибуху. Чим більша його концентрація, тим він більш вибухонебезпечний.
Очевидно, що найбільшу небезпеку за вибухом являє аерозольний пил. Він має більшу питому поверхню і більшу хімічну активність: 1 см3 твердої монолітної речовини має поверхню 6 см2, а 1 см3 пилу дисперсністю в 1 мкм - 60000 см2. Наявність великої поверхні у пилу обумовлює високі адсорбційні властивості, що дозволяв сорбуиати з навколишнього середовища кисень повітря.
Кількість кисню, адсорбованого пилом, буває в десятки разів більша за об’єм самого адсорбенту. Так, 50 см3 сажі можуть утримувати 950 см адсорбованого повітря, що у 19 разів більше за об’єм самого адсорбенту. Кількість кисню, адсорбованого пилом, недостатня для його повного згоряння, але його завжди вистачить для проходження початкових процесі в окислення.
Пожежо - і вибухонебезпечні властивості пилу характеризуються за нижньою і верхньою межами спалахування (НИЗ і ВМС). Нижня межа спалахування аерозолів твердих речовин - це найменша концентрація речовини в повітрі, при якій суміш здатна до спалахування з наступним поширенням полум’я на весь об’єм суміші.
Для пилу переважно визначають лише НМС. При концентрації пилу, яка відповідає НМС, предмети стають невидимі вже на відстані 2...4 м. Такі концентрації виникають при виконанні підривних робіт, у гірних виробках, в апаратах і устаткуванні чи біля них.
У виробничих умовах верхня межа спалаху практично не досяжна. Наприклад, для цукрового пилу ВМС - 13500 г/м3, для торф’яного пилу - 2200 г/м3. тому при класифікації виробництва за пожежною небезпекою враховують тільки НМС.
Залежно - від НМС аерозолі твердих речовин розподіляються так:
особливо вибухонебезпечні з НМС <15 г/м3;
вибухонебезпечні з НМС < 65 г/м3;
пожежонебезпечні з НМЗ > 65 г/м3.
НМС для торф’яного пилу дорівнює 17,6 г/м3, деревної муки –12,5 г/м3, ебоніту - 7,6 г/м3, сірки - 2,3 г/м3,цукру - 15 г/м3, залізного порошку - 100 г/м3, вугілля - 114 г/м3.
Значення нижньої межі вибуху різних видів пилу змінюється залежно від вологості, дисперсності, вмісту легких фракцій, зольності, температури, теплової потужності джерела запалення та інших чинників. Найнебезпечнішим є високодисперсний пил, бо він має велику сумарну поверхню, що створює підвищену хімічну активність. Чим вище температури джерела спалахування, тим за більш низькою концентрацією пил може вибухнути. Збільшення вологи повітря і пилу зменшує інтенсивність вибуху.
Торф’яний пил не спалахне, якщо у повітрі менше 16% кисню. Для запобігання вибуху пилу важливо не допускати його накопичення в приміщеннях, оскільки зсівши пил при вибуху миттєво переходить у аерозольний стан.
2.7. Горіння газів
Концентрація газів у виробничих умовах маяв утворюватись в будь-яких співвідношеннях.
Горючі гази при певних концентраціях можуть згоряти з швидкістю вибуху, спричиняючи великі руйнування, пожежі і нещасні випадки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.