1定義

最小點火能(Minimum Ignition Energy)是指能夠引起粉塵雲(或可燃氣體與空氣混合物)燃燒(或爆炸)的最小火花能量。亦稱為最小火花引燃能或者臨界點火能。

2概念與計算

引燃源的能量低於這個臨界值時,可燃混合系一般不會被點燃。最小點火能的測定可用電火花法,其放電能量可通過計算求得:式中  E——放電能量,J;
最小點火能
V——導體間的電位差,V;
C——導體間等效電容,F。
可燃氣體最小點火能
電火花點燃混合氣時,點火能量過低將影響燃燒極限,使其值縮小。當混合系溫度或壓力升高時,所需臨界點火能減小。乙炔在燃燒下限附近時需要很大的點火能,在稍大於化學計算濃度7.8%的附近(約9%)則只需最低的點火能(約0.02mJ)。10%的乙炔只要給足點火能(約100J)就能被點燃。壓力上升時。乙炔分解爆炸的最小點火能減小。當兩導體內的電位低於15kV時,將不會因靜電放電使最小點燃能量大於或等於25mJ的烷烴類石油蒸氣引燃;在接地針尖等局部空間發生的感應電暈放電不會引燃最小點燃能量大於0.2mJ的可燃氣體(富氧環境除外)。非導體放電通常只釋放出其貯存能量的一部分或一小部分,其引燃界限見表3—24。
表3—24  非導體放電的引燃界限
最小點燃能量,mJ
產生放電的帶電電位,kV
<0.01(H2和O2混合物)
0.01~0.1(H2,C2H2等)
0.1~1(烴類氣體蒸氣)
>1(一般為粉塵)
1
8~10
20~30
40~60
空間電荷雲產生電暈放電可引燃最小點火能為0.1mJ以下的可燃氣體。
《安全工程大辭典》(化學工業出版社)

3粉塵危害

浮在空氣中的粉塵往往會給人類的生命和財產帶來巨大的危害。其危害之一是污染大氣,影響人類的健康。飄逸在大氣中的粉塵往往含有許多有毒成分,如鉻,錳,鎘,鉛,汞,砷等。當人體吸入粉塵后,小於5μm的微粒,極易深入肺部,引起中毒性肺炎或矽肺,有時還會引起肺癌。沉積在肺部的污染物一旦被溶解,就會直接侵入血液,引起血液中毒,未被溶解的污染物,也可能被細胞所吸收,導致細胞結構的破壞。此外,粉塵還會沾污建築物,使有價值的古代建築遭受腐蝕。降落在植物葉面的粉塵會阻礙光合作用,抑制其生長。
粉塵危害之二是爆炸。相傳,早在風車水磨時代,就曾發生過一系列磨坊糧食粉塵爆炸事故。到了20世紀,隨著工業的發展,粉塵爆炸事故更是屢見不鮮,爆炸粉塵的種類也越來越多。據統計,1913~1973年間美國僅工農業方面就發生過72次比較嚴重的粉塵爆炸事故。1919年俄亥俄州一家澱粉廠發生粉塵爆炸,廠房幾乎全部被毀,有43人喪生。日本1952~1975年共發生重大粉塵爆炸事故177次,累計死亡75人,受傷410人。
1977年美國路易斯安那州一座現代化糧庫發生爆炸,造成一半以上糧食簡倉被毀,連辦公大樓也未倖免,36人死亡,直接經濟損失達3000萬美元。英國和加拿大在化工和造紙等行業中也發生過多起粉塵爆炸事故,僅英國就243次,死傷204人。
1987年3月15日,哈爾濱亞麻紡織廠發生的爆炸事故,死亡56人,傷179人,廠房設備嚴遭破壞。

4危害的避免

粉塵雖然會發生爆炸,但若採取可靠的措施還是可以避免的,防範的措施應著眼於發爆的條件:控制粉塵濃度;杜絕起燃點;減低空氣中氧的濃度;採取有效降塵措施;建立預報系統;設置爆炸壓力泄放口等。此外,在管理上建立必要的規章制度,落實管理措施也是非常必要的。
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