Phòng ngừa cháy nổ do bụi gây ra

Các vụ nổ xảy ra do sự tích tụ bụi thường xuyên xuất hiện ở nhiều nơi. Trên thực tế, hầu hết các quốc gia đều đưa ra những quy định liên quan đến việc xử lý bụi trong các xưởng sản xuất, khu công nghiệp để đảm bảo môi trường làm việc an toàn, trong sạch cho người lao động cũng như giảm thiểu ô nhiễm môi trường và giảm thiểu nguy cơ cháy nổ. Bài viết dưới đây đề cập cụ thể hơn về các yếu tố, điều kiện dẫn đến nổ do bụi để bạn đọc có thể hiểu rõ hơn về vấn đề cũng như có giải pháp phòng ngừa phù hợp.

Các yếu tố dẫn đến nổ do bụi gây ra

Để một vụ nổ bụi có thể xảy ra, chúng cần đến 3 điều kiện xuất hiện đồng thời đó là: Sự tích tụ đủ lớn của bụi dễ cháy, môi trường có đủ oxy và có nguồn sản sinh lửa đủ mạnh. Khi cả ba điều kiện kết hợp, sẽ xảy ra cháy và sau đó là nổ nếu quá trình cháy diễn ra trong môi trường kín như trong phòng, toà nhà.

Lượng bụi đủ lớn, oxy và nguồn sinh lửa là 3 yếu tố dẫn đến nổ bụi

Một miếng gỗ lớn khi bắt lửa sẽ cháy từ từ, tỏa nhiệt trong một thời gian dài. Nhưng nếu mảnh gỗ này được cắt thành nhiều mảnh nhỏ thì tốc độ cháy tăng lên vì tổng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa các hạt gỗ và không khí đã tăng lên. Nếu các mảnh gỗ được cắt thành những mảnh rất nhỏ, chẳng hạn như 0,1 mm hoặc nhỏ hơn, tốc độ cháy sẽ rất nhanh. Nếu quá trình cháy nổ của bụi diễn ra bên trong thiết bị xử lý hoặc phòng làm việc, áp suất tăng lên nhanh chóng dẫn đến nổ. Lượng bụi đủ lớn, oxy và nguồn sinh lửa là 3 yếu tố dẫn đến nổ bụi

Ngoài 3 yếu tố gây nổ kể trên, yếu tố nồng độ bụi đóng vai trò quan trọng bởi khi nồng độ càng lớn, nguy cơ xảy ra cháy nổ càng cao. Chúng được gọi là nồng độ thuốc nổ (LEC). Ngoài LEC, cần quan tâm đến nồng độ UEC và nồng độ thuốc nổ tối ưu (OEC). Với nồng độ UEC, các hạt bụi ở gần nhau đến mức chúng có thể cháy nhưng không thể gây nổ bụi. Với OEC, mức độ nghiêm trọng của một vụ nổ bụi là tối đa.

Vụ nổ bụi xảy ra do quá trình đốt cháy diễn ra trong không gian kín. Trong một vụ nổ bụi, các hạt bụi cháy và biến thành hơi, chúng nở ra và đốt cháy các hạt khác. Các sản phẩm khí của quá trình đốt cháy không thể thoát ra ngoài không gian, do đó dẫn đến tăng áp suất bên trong. Trong không gian kín, áp suất tăng lên khi nổ do hơi giãn nở. Áp suất tối đa ( P _max ) phụ thuộc vào tính chất của bụi được gọi là chỉ số nổ ( K _st ). Mỗi bụi có giá trị K _st riêng . K _st càng cao, độ nổ càng cao và áp suất được tạo ra càng cao. Giá trị của K _st và P _max được tìm thấy bằng một thử nghiệm tiêu chuẩn hóa trong phòng thí nghiệm.

Đám mây bụi dễ bắt lửa sẽ không bắt đầu bốc cháy trừ khi nó được đốt cháy bởi một nguồn nhiệt đủ mạnh. Các nguồn bắt lửa phổ biến nhất là âm ỉ hoặc vật liệu cháy; ngọn lửa mở thường gặp như lửa từ hoạt động hàn, cắt, diêm, v.v.; bề mặt nóng như vòng bi nóng, máy sấy, lò sưởi, máy nén, v.v. nhiệt từ các tác động cơ học; và phóng điện.

Một loại bụi dễ cháy phải được đốt cháy trước khi nó có thể gây nổ bụi. Nguồn đánh lửa phải có năng lượng đánh lửa tối thiểu (MIE). Đây là năng lượng cần thiết để kích hoạt sự bốc cháy của một hạt bụi. MIE càng thấp thì khả năng bắt cháy của bụi càng cao. MIE nhỏ hơn 10 mJ được coi là MIE thấp.

Các vật liệu có thể gây nổ bụi là vật liệu hữu cơ tự nhiên, chẳng hạn như ngũ cốc, bông, khăn trải giường; vật liệu hữu cơ tổng hợp như nhựa, chất màu và thuốc trừ sâu; than đá và than bùn; và hầu hết các kim loại như nhôm, magiê và kẽm.

Xác định độ bùng nổ

Một số thông số xác định đặc tính nổ của chất rắn dễ cháy:

Chỉ số nổ (P _max và K _st )

Khả năng bùng nổ của bụi được đo bằng hai chỉ số đó là áp suất khử cháy tối đa ( P _max ) và tốc độ tăng áp suất tối đa chuẩn hóa ( K _st ). Các chỉ số này được đo trong bình thử hình cầu, kín (Hình 2). P _max là áp suất tối đa được tạo ra trong bình thử nghiệm tiêu chuẩn hóa trong một vụ nổ bụi. K _st đo mức độ nghiêm trọng của một vụ nổ bụi, liên quan đến tốc độ tăng áp suất do nổ bụi trong bình thử nghiệm tiêu chuẩn hóa. Giá trị của K _{st càng cao}, mức độ nghiêm trọng của vụ nổ bụi càng lớn. K _st được xác định bởi Công thức (1) tính bằng thanh-m / s:

Trong các kết quả thử nghiệm điển hình, P _max là đỉnh trên cùng của đường màu đỏ, trong khi tốc độ tăng áp suất lớn nhất (dp /dt) được sử dụng với Công thức (1) để xác định K _st

Chú thích:

p = Áp suất trong bình thử

t = Thời gian, s

V = Thể tích của bình thử, m ³

= Tốc độ tăng áp suất trong bình thử nghiệm

Nhiệt do cháy

Nhiệt cháy của vật liệu là một thông số quan trọng vì nó quyết định lượng nhiệt được giải phóng trong vụ nổ. Nhiệt được giải phóng do quá trình oxy hóa của vật liệu. Các kim loại như nhôm và magiê có khả năng sinh nhiệt cao hơn nhiều so với than và bụi hữu cơ. Kết quả là nhiệt độ của ngọn lửa của bụi kim loại như nhôm và magiê rất cao so với nhiệt độ của ngọn lửa của bụi hữu cơ.

Các phải pháp phòng ngừa, giảm thiểu nguy cơ xảy ra nổ bụi

Để ngăn ngừa tình trạng bụi nổ xảy ra, giải pháp cần áp dụng đó là vệ sinh không gian sạch sẽ, không có nguồn gây cháy trong phòng, đồng thời sử dụng các thiết bị xử lý bụi để loại bỏ tối đa lượng bụi tích tụ trong phòng.

Trong các ngành công nghiệp chế biến hóa chất (CPI), bụi có thể gây ra một vấn đề đáng sợ hơn nhiều do đó, việc áp dụng các biện pháp xử lý bụi, ngừa cháy nổ là điều cần thiết.

Các máy xử lý bụi được áp dụng phổ biến trên thị trường hiện nay là: Hấp phụ, lọc ướt, lọc tĩnh điện.

Máy lọc tĩnh điện Nion, chung tay cùng doanh nghiệp giải quyết lỗi no về bụi