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镁粉爆炸致3研究生遇难,事故调查报告终揭晓

   日期:2019-02-18     浏览:249    

2018年12月26日,北京交通大学市政与环境工程实验室发生爆炸燃烧,事故造成3人死亡。近日,北京市政府正式批复了北京交通大学“12·26”事故调查报告。经事故调查组认定,本起事故是一起责任事故。
 

经查,该起事故直接原因为:在使用搅拌机对镁粉和磷酸搅拌、反应过程中,料斗内产生的氢气被搅拌机转轴处金属摩擦、碰撞产生的火花点燃爆炸,继而引发镁粉粉尘云爆炸,爆炸引起周边镁粉和其他可燃物燃烧,造成现场3名学生烧死。
 

关于镁粉的爆炸机理及其防护技术,小编为您做以下介绍。
 

镁粉的特性
 

镁粉,银白色有金属光泽的粉末,活泼金属,遇水或潮气猛烈反应放出氢气,大量放热,引起燃烧或爆炸;遇氯、溴、碘、硫、磷、砷和氧化剂剧烈反应,有燃烧、爆炸危险;粉体与空气可形成爆炸性混合物,当达到一定浓度时,遇火星会发生爆炸。
 

 

镁粉的爆炸机理
 

在镁粉爆炸的整个过程中,首先由于部分悬浮的镁粉颗粒遇点火源被加热后,颗粒表面产生可燃性气体与空气中氧气混合燃烧,燃烧反应瞬间释放的热量使部分高温气体产物通过两相流气隙进入预热区,以对流传热形式使未燃颗粒温度升高;同时,燃烧反应区中高温火焰通过热辐射作用使预热区中镁粉颗粒温度升高,当颗粒温度升高到点火温度时,预热区开始燃烧,燃烧速度因压力的上升而加快。如此循环,火焰传播及镁粉燃烧反应不断加速,激烈的燃烧使压力急剧上升,最后形成爆炸。
 

镁粉爆炸形成过程
 

二次爆炸
 

小编发现,该起事故中的镁粉爆炸属于二次爆炸,所谓的二次爆炸是指发生粉尘爆炸时,初始爆炸的冲击波将未发生爆炸区域内的沉积粉尘扬起,形成粉尘云,并被传播来的火焰引燃发生的爆炸。专家指出,粉尘爆炸控制的一个重要目的是限制单一生产设备中初始爆炸传播到多个系统,其核心是避免初始爆炸扬起沉降的粉尘层而引起二次爆炸。
 

一次爆炸可能会引起二次粉尘爆炸;二次粉尘爆炸一般是由粉尘爆炸引起,但是有例外,比如气体爆炸(该起事故中的氢气先爆炸)和其他因素。粉尘爆炸可能会引起二次粉尘爆炸,但是二次粉尘爆炸引起的后续粉尘爆炸也是二次粉尘爆炸。
 

二次爆炸和一次粉尘爆炸的区别
 

镁粉爆炸的防护技术
 

根据镁粉爆炸的发生条件,其防护技术一般可分为预防性技术和防护性技术。预防性技术可以避免镁粉尘云的引燃和爆炸,而防护性技术是将镁粉爆炸的事故后果控制在可接受程度内。预防性和防护性技术通常要同时运用。
 

(1)预防性技术
 

工业生产中镁粉的预防性技术主要是应用惰性介质对镁粉进行惰化。工业上往往采用2类惰化技术,即气体惰化技术和粉末惰化技术。前者是指在可燃粉尘所处环境中充入氮气、二氧化碳、卤代烃、热风炉尾气、水蒸气、氩气、氦气等惰性气体,以降低环境中的氧含量,使粉尘爆炸性能丧失,或使其爆炸压力和爆炸强度显著降低,属于化学惰化。
 

由于惰性气体惰化的成本相对较高,在工业生产中根据镁粉本身的物化特性,镁粉的惰化也可以应用粉末惰化技术。粉末惰化技术是把碳酸钙、硅藻土、硅胶、氧化钙、氧化镁等耐燃惰性粉体混入可燃粉尘中,防止其爆炸。这是因为添加的粉体具有冷却效果和抑制悬浮性效果,有时候还有负催化作用,并通过隔热和吸热来阻止爆炸的发生,属于物理惰化。
 

(2)防护性技术
 

防护性技术是通过控制爆炸破坏力形成,以减轻或避免爆炸事故造成的灾害程度,通常采用抗爆、泄爆、抑爆、隔爆和部分惰化技术。抑爆是一种在爆炸燃烧火焰发生显著加速的初期,通过喷洒抑爆剂的方式来抑制爆炸作用范围及猛烈程度,使设备内爆炸压力不超过其耐压强度,避免设备遭到损坏或人员伤亡的防爆技术。
 

镁粉由于发生爆炸时反应比较强烈,采用抗爆、隔爆和泄爆技术往往不能有效地控制爆炸程度,因此采用抑爆技术是较为合适的控制手段。
 

抑爆剂的选择是抑爆过程中的重要环节之一。常用的抑爆剂主要有卤代烷、水、粉末及混合抑爆剂等。基于镁粉的物化特性,选择抑爆剂应注意以下几个方面:
 

① 镁粉发生燃烧爆炸不能用水进行抑爆,这是因为镁粉表面通常有1层氧化膜,遇水一般不会发生反应,但新制成的镁粉或氧化膜已经脱落的镁粉以及火场上正在燃烧或处于高温烘烤下的镁粉会迅速发生化学反应,放出有爆炸燃烧危险的氢气,与空气混合形成爆炸性混合物。
 

② 镁粉在常温下能与氯和溴进行燃烧反应,还可与卤代烷发生反应,生成少量氯化镁起催化作用,往往导致爆炸燃烧。因此,镁粉抑爆也不能用四氯化碳、1211灭火剂。
 

根据上述特点,镁粉的抑爆剂应当选用7150或粉末抑爆剂,因为这类抑爆剂可以覆盖在燃烧镁粉的表面,使其与空气隔绝,并能有效地防止镁粉飞扬与空气混合,从而达到窒息火焰燃烧的目的。7150是一种消防上用于扑灭镁粉、铝粉等金属粉尘火灾的灭火剂,具有良好的抑爆效果。

 
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