惰性气氛下粉尘云最低着火温度的测试方法

1.本发明涉及粉尘在惰性气氛下最低着火温度的测试方法。


背景技术：

2.由于工艺条件的实际生产需要，粉尘云的生成往往很难避免，气体惰化是控制粉尘燃爆常用的技术手短。
3.近年来金属粉尘燃爆事故时有发生，粉尘爆炸与可燃气体爆炸相比，具有爆炸能量大、引发二次爆炸、产生有毒气体的特点。此外，由于粉尘爆炸持续时间短、颗粒燃尽时间长，会存在未燃尽的高温粉体颗粒，导致更加严重的烧伤。随着现代工业的快速发展，在采矿、冶金、化工、金属、粮食等粉尘行业生产、加工、运输、储存过程中，可燃粉尘种类和用量显著增加。在温度较高和干燥的空间内，粉尘云遇到明火极易发生燃烧爆炸，导致人员伤亡及财产损失。粉尘云最低着火温度是粉尘爆炸分析中的一个非常重要的特性参数，是进行防爆工艺设计和防爆工艺选型的重要依据。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的问题是在惰性气氛中测定粉尘云最低着火温度的问题，提供了在惰性气氛中测定粉尘云最低着火温度的方法。该方法用与惰性气氛中粉尘云最低着火温度的测试中，具有准确性较好的优点。
5.为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：惰性气氛下粉尘云最低着火温度的测试方法，通过惰化装置和粉尘云最低着火温度测试装置的联用测试惰性气氛下粉尘云最低着火温度，所述的粉尘云最低着火温度测试装置包括管式加热炉、石英炉体、储粉室、储气室、空压机、温控模块，空压机的出口管线与储气罐入口及真空手套箱进气口相连接，储粉室出口与管式加热炉内的石英管顶部相连，石英管壁绕有电阻丝，电阻丝的绕法是中间稀、两端密，以保证炉管内各处温度相等。温度控制模块与两个温度传感器相连，其中一个温度传感器的另一端伸入石英管内部，另一个温度传感器的另一端与电加热带相连。气氛惰化装置由高压气瓶、阀门组、精密压力表、精密真空表、空压机、真空泵和手套箱组成，根据测试需要分别采用不同的气瓶组合进行配气，配制后的带压气体存储在配气容器内。配制后的气体可输送至标准测试装置的储气室内，罐内压力由压力表显示。若石英管内温度大于300℃，则粉尘云最低着火温度为石英管内温度减去20℃；若石英管内温度小于300℃，则粉尘云最低着火温度为石英管内温度减去10℃。
6.上述技术方案中，优选地，所述管式加热炉底部设有盛粉装置来收集喷吹后的粉尘及反射镜来观察粉尘在炉内着火情况。
7.上述技术方案中，优选地，喷粉装置喷粉压力为10kpa。
8.上述技术方案中，优选地，所述储气装置将压缩空气吹入储粉室，将储粉室内的粉尘以粉尘云的形式吹入已经达到设定温度的管式加热炉内的石英管中，一旦出现着火现象，改变粉尘质量和喷粉压力，直至出现剧烈着火。然后保持粉尘质量和喷粉压力不变，以
20℃的步长降低加热炉温度进行实验，直至十次实验均未出现着火为止；若未出现着火，则以50℃的步长升高加热炉温度，重新装入相同质量的粉尘进行实验，直至出现着火或加热炉温度达到1000℃为止。
9.本发明所述装置对于从事化学品危险性相关研究地科研院所、从事危险化学品鉴定和测试的相关检测机构来说，能准确测试不同惰性气氛下粉尘云最低着火温度，为探究气体惰化技术对可爆性粉尘的控制具有重要的参考意义。由于工艺条件的实际生产需要，粉尘云的形成往往很难避免，对于在生产过程中有可能产生粉尘的生产企业来说，本发明能够使其在生产过程中规避风险，保证安全，提高了经济效益。该装置设计并试制完成后，先后使用粒径为1-5μm及粒径为25-45μm的锆粉样品进行了惰性气氛下锆粉尘云最低着火温度的测试，测试过程中装置运行稳定，控温精确，惰性气氛对锆粉尘云最低着火温度的抑制较为明显，完全达到了gb/t 16429-1996中粉尘云最低着火温度测试方法的要求，取得了较好的技术效果。。
附图说明
10.图1为本发明所述装置的结构示意图。
11.图中，1为空压机；2为高压气瓶；3为阀门；4为储气罐；5为精密真空表；6为真空手套箱；7为储粉室；8为精密压力表；9为电磁阀；10为电阻丝；11为盛粉托盘；12为热电偶；13为温控模块；14为真空泵。
12.下面通过例实施对本发明作进一步阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
13.【实施例1】
14.本发明提供了惰性气氛下粉尘云最低着火温度的测试方法，通过粉尘云最低着火温度测试装置及气氛惰化装置的联用来进行惰性气氛下粉尘云最低着火温度的测试。所述的粉尘云最低着火温度测试装置包括管式加热炉、石英炉体、储粉室、储气室、、温控模块等；气氛惰化装置由高压气瓶、阀门组、精密压力表、精密真空表、空压机、真空泵和手套箱组成。根据测试需要分别采用不同的气瓶组合进行配气，配制后的带压气体存储在配气容器内。配制后的气体可输送至标准测试装置的储气室内，罐内压力由压力表显示。管式加热炉中心放置了一根内径为36mm，长度216mm的石英管，石英管壁绕有电阻丝，电阻丝的绕法是中间稀、两端密，以保证炉管内各处温度相等。温度控制模块与两个温度传感器相连，其中一个温度传感器的另一端伸入石英管内部，另一个温度传感器的另一端与电加热带相连。
15.操作步骤为：
16.1.根据实验所需的气氛条件，需将预先配制的压缩气体分为两路，一路供喷粉用，另一路供给气体喷枪。在炉体加热至预设温度并稳定后，开启电磁阀清洗储气室及沿途支管内空气；
17.2.打开真空泵，将真空手套箱抽真空至真空压力表示数-0.1mpa，根据实验所需的气氛条件，分别采用不同的气瓶组合进行分压法配气分压法配气；
18.3.打开装置电源，启动温度控制装置；
19.4.将加热炉温度调到500℃并稳定10分钟；
20.5.称量0.1g粉尘装入储尘器中，并将储气室压力调至10kpa，打开电磁阀将粉尘喷入管式加热炉内；
21.6.若未出现着火，则以50℃的步长升高加热炉温度，重新加入相同质量的粉尘进行实验，直至出现着火或加热炉温度达到1000℃为止；
22.7.一旦出现着火，则改变粉尘的质量和喷粉压力，直到出现剧烈的着火；
23.8.保持粉尘质量和喷粉压力不变，以20℃的步长降低加热炉的温度进行实验，直至10次实验均未出现着火。如果在300℃仍出现着火，则以10℃的步长降低加热炉的温度；
24.9.将步骤8的温度值按照相应间隔降低相应温度并且将样品质量和喷粉压力采用较低和较高一级的规定值进行试验，直到10次试验均未出现着火；
25.10.若所测粉尘云最低着火温度大于300℃，则应减去20℃；若小于300℃，则应减去10℃，即为该样品的最低着火温度。


技术特征：
1.惰性气氛下粉尘云最低着火温度的测试方法，惰性气氛条件下粉尘云最低着火温度的实验在空气条件下的实验之后进行。为保证实验所需的气氛条件，需要将预先配制的压缩气体分为两路，一路供喷粉用，另一路供给气体喷枪，同时将真空手套箱进行抽真空后根据分压法配制所需的实验气氛。粉尘云最低着火温度测试装置包括管式加热炉、石英炉体、储粉室、储气室、空压机、温控模块，空压机的出口管线与储气罐入口及真空手套箱进气口相连接，储粉室出口与管式加热炉内的石英管顶部相连，石英管壁绕有电阻丝，电阻丝的绕法是中间稀、两端密，以保证炉管内各处温度相等。温度控制模块与两个温度传感器相连，其中一个温度传感器的另一端伸入石英管内部，另一个温度传感器的另一端与电加热带相连。若石英管内温度大于300℃，则粉尘云最低着火温度为石英管内温度减去20℃；若石英管内温度小于300℃，则粉尘云最低着火温度为石英管内温度减去10℃。2.根据权利要求1所述惰性气氛下粉尘云最低着火温度的测试方法，其特征在于所述管式加热炉底部设有盛粉装置来收集喷完的金属粉尘。3.根据权利要求1所述惰性气氛下粉尘云最低着火温度的测试方法，其特征在于喷粉装置喷粉压力为10kpa。4.根据权利要求1所述的惰性气氛下粉尘云最低着火温度的测试方法，其特征在于储气装置将压缩空气吹入储粉室，将储粉室内的粉尘以粉尘云的形式吹入已经达到设定温度的管式加热炉内的石英管中，一旦出现着火现象，改变粉尘质量和喷粉压力，直至出现剧烈着火。然后保持粉尘质量和喷粉压力不变，以20℃的步长降低加热炉温度进行实验，直至十次实验均未出现着火为止。如果未出现着火，则以50℃的步长升高加热炉温度，重新装入相同质量的粉尘进行实验，直至出现着火或加热炉温度达到1000℃为止。

技术总结
本发明涉及解决惰性气氛下粉尘云及粉尘层最低着火温度的测量，进而探究气体惰化技术对粉尘着火温度的影响，本发明通过采用一种粉尘云最低着火温度的测试方法，通过粉尘云最低着火温度测试装置联用气氛惰化装置测试惰性气氛下粉尘云最低着火温度，所述测试装置包括粉尘云最低着火温度测试装置及气氛惰化装置。粉尘云最低着火温度测试装置包括主炉体部分和温度控制器，主炉体部分是由管式加热炉、观察室、装样室、喷粉装置连接而成的，气相惰化条件下的测试根据需要分别采用不同的气瓶组合。该技术方案较好地惰性气氛下粉尘云最低着火温度的测试方法，解决了惰性气氛中粉尘云最低着火温度的测试。着火温度的测试。着火温度的测试。


技术研发人员：唐双凌 周星宇 毛立 黄寅生
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2020.12.25
技术公布日：2022/6/28