Explosión de polvo

A explosión de polvo es el ayuno combustión de partículas de polvo suspendidas en el aire en un lugar cerrado. Polvo de carbón las explosiones son un peligro frecuente en subterráneo carbón las minas, pero las explosiones de polvo pueden ocurrir donde cualquier material combustible pulverizado está presente en un ambiente cerrado o, en general, en lo suficientemente altas concentraciones de partículas combustibles dispersas en la atmósfera o cualquier otro medio gaseoso adecuado como oxígeno molecular.

Explosiones de polvo son también utilizadas por artistas de efectos especiales, cineastas, y pirotécnicos, debido a su capacidad para ser contenida con seguridad.

Condiciones necesarias

Existen cinco condiciones necesarias para una explosión de polvo o deflagración:

1. Un combustible polvo
2. El polvo suspendido en el aire en un alto concentración
3. La nube de polvo se limita
4. Hay un oxidante (típicamente oxígeno atmosférico)
5. Hay una fuente de ignición

Fuentes de polvo

1878 Stereograph representación de la gran catástrofe de molino.

Muchos materiales que son comúnmente conocidos a se oxidan puede generar una explosión de polvo, tales como carbón, serrín, y magnesio. Sin embargo, muchos materiales lo demás triviales también pueden conducir a una nube de polvo peligrosas tales como grano, harina, azúcar, leche en polvo y polen. Muchos en polvo metales (tales como aluminio y titanio) pueden formar suspensiones explosivas en el aire.

El polvo puede surgir de actividades como el transporte de granos y de hecho silos de grano tienen regularmente explosiones. Minería del carbón conduce a polvo de carbón y molinos harineros que además grandes cantidades de polvo de harina como resultado de la molienda. Una gigantesca explosión de polvo de harina destruida un molino en Minnesota el 02 de mayo de 1878, matando a 14 trabajadores en el Washburn A molinoy otros 4 en edificios adyacentes. Un problema similar ocurre en aserraderos y otros lugares dedicado a la carpintería. Thermobaric armas, dependiendo de su combustible, son también una fuente potencial e intencional de polvo.

Aunque no estrictamente un polvo, partículas de papel emitidos durante el procesamiento - especialmente del balanceo, Frusleros, calendario/corte y hoja-corte - son otro peligro de explosión conocida. Papel incluido molino áreas sujetas a tales peligros comúnmente mantengan humedades muy elevada del aire para reducir la posibilidad de explosiones de polvo de papel en el aire.

Para apoyar la combustión, el polvo debe también consisten en partículas muy pequeñas con una alta superficie y volumen, con lo que la superficie colectiva o combinada de todas las partículas muy grandes en comparación con un polvo de partículas más grandes. Polvo se define como polvos con partículas de menos de 500 micras de diámetro, pero más fino polvo presentará un peligro mucho mayor que las partículas gruesas en virtud de la superficie total más grande de todas las partículas.

En efectos especiales, el polvo del Lycopodium y crema no láctea son dos medios comunes de producir los efectos del fuego seguro y controlado.

Fuentes de ignición

Hay muchas fuentes de ignición y una llama desnuda no tiene que ser la única: sobre una mitad de las explosiones de polvo en Alemania en 2005 fueron de fuentes sin llama. Fuentes de ignición comunes incluyen

• descarga electrostática
• fricción
• arcos de maquinaria o equipos;
• las superficies calientes, incluyendo por ejemplo recalentado rodamientos
• fuego

Sin embargo a menudo es difícil determinar la fuente exacta de la explosión posterior encendido. Cuando no se encuentra una fuente, a menudo se citarán como electricidad estática. Cargas estáticas pueden ocurrir por la fricción en la superficie de las partículas que se mueven uno contra el otro y se acumulan a niveles que conducen a una repentina descarga a tierra.

Concentración

Debajo de un determinado valor, el límite explosivo inferior (LEL), Hay polvo simplemente insuficiente para soportar la combustión a la velocidad requerida para una explosión. Una concentración combustible en o por debajo del 25% de la Lie se considera segura. Del mismo modo, si la relación aire/combustible aumenta por encima del límite explosivo superior hay oxidante insuficiente para permitir la combustión para continuar al ritmo necesario.

Mecanismo

Polvos tienen una superficie muy grande en comparación con su masa. Puesto que quema puede ocurrir solamente en la superficie de un sólido o líquido, donde puede reaccionar con el oxígeno, esto provoca polvos a ser mucho más inflamables que los materiales a granel. Por ejemplo, una esfera de 1 kg de un material con una densidad de 1g/cm³ serían unos 12,4 cm de ancho y tiene una superficie de 0,048 m². Sin embargo, si se habían roto en partículas esféricas de 50µm de diámetro (aproximadamente el tamaño de harina partículas) tendría una superficie de 120 m² Esta mayor superficie permite que el material a quemar mucho más rápido, y la masa de cada partícula extremadamente pequeña le permite prenderse fuego con mucho menos energía que el material a granel, como no hay ninguna pérdida de calor de conducción dentro del material. Cuando se enciende la mezcla de combustible y aire, especialmente en un espacio confinado como un almacén o silo, un significativo aumento en la presión se crean, a menudo más que suficientes para demoler la estructura. Incluso materiales que tradicionalmente se cree que son lentos o no inflamable, como el aluminio, quema, como la madera, pueden producir una potente explosión cuando finamente dividido y pueden ser encendidos por incluso una pequeña chispa.

Terminología

Explosiones de polvo pueden ser clasificadas como primario o secundario en la naturaleza. Explosiones de polvos primarias ocurren dentro de planta de proceso o recintos similares y generalmente son controladas por el alivio de la presión a través de conductos creada ex profeso a la atmósfera. Explosiones de polvo secundaria son el resultado de la acumulación de polvo dentro de la fábrica es perturbado y encendido por la explosión primordial, resultando en una explosión incontrolada mucho más peligrosa en el lugar de trabajo. Históricamente, víctimas de explosiones de polvo han sido en gran medida el resultado de explosiones de polvo secundaria.

Video de alta velocidad de una explosión de polvo primario puede verse aquí [2] y una explosión de polvo secundaria puede verse aquí [3].

Protección y mitigación

Desastre minero Monte Mulligan en Australia 1921. estos tambores de cable fueron volados 50 pies (15 m) desde sus cimientos tras un polvo de carbón explosión.

Mucha investigación se ha realizado en Europa y otros lugares para entender cómo controlar estos peligros, pero explosiones todavía ocurren. Las alternativas para hacer más seguros los procesos y las plantas dependen de la industria. En minería del carbón industria, un explosión de metano puede iniciar un polvo de carbón explosión, que luego puede sumergir a un trabajo entero hoyo. Polvo de piedra a lo largo de la mina las carreteras, o suspendido de las bandejas en el techo, con el fin de diluir el polvo de carbón levantado delante de la combustión zona por la ondas de choque, hasta el punto donde puede quemar. Las minas también se pueden rociar con agua para inhibir la ignición. Algunas industrias excluyen aire de polvo de sensibilización procesos, conocidos como "inertización". Típicamente esto se utiliza nitrógeno, dióxido de carbono o argón, que son gases incombustibles y así inhibe la combustión. El mismo método se utiliza también en grandes depósitos donde se puedan acumular vapores inflamables. Sin embargo, el uso de gases libre de oxígeno trae un riesgo de asfixia de los trabajadores. Trabajadores que necesitan iluminación en espacios cerrados, donde una explosión de polvo es un alto riesgo a menudo utilizar lámparas diseñadas para los buceadores, como no tienen ningún riesgo de producir una chispa abierta, debido a la impermeabilización.

Buenas prácticas, es decir eliminar la acumulación de depósitos de polvo combustible que puede ser alterada y conducir a una explosión secundaria, también ayudan a mitigar el problema.

Mejor ingeniería medidas de control que pueden encontrarse en el National Fire Protection Association (NFPA) Estándares de polvo inflamables incluyen:

• Recolección de polvo húmedo
• Reducción de la concentración del oxidante
• Deflagración de ventilación
• Contención de la presión de la deflagración
• Supresión de una deflagración
• La deflagración ventilación a través de un dispositivo llama arrestando y retención de polvo

Accidentes

• 02 de mayo de 1878: Una explosión de polvo de grano en la Washburn "A" molino en Minneapolis, Minnesota Mata a 22 personas, destruyendo el molino de granos más grande del mundo y nivelación otros cinco molinos, reducción efectiva de la capacidad de molienda de la ciudad en un tercio a la mitad. El desastre solicita molinos en todo el país para instalar mejores sistemas de ventilación para evitar la acumulación de polvo.
• 26 de abril de 1942: Una explosión del carbón y del gas en el Mina de carbón de Benxihu, mata 1.549 mineros chinos, 34% de los mineros que trabajan ese día, por lo que es el peor accidente minero de carbón en la historia.
• 1977: Westwego, Luisiana explosión de elevador de granos
• Explosión de elevador de grano DeBruce
• 29 de enero de 2003: el West Pharmaceutical Services en la planta Kinston, Carolina del norte, sufre un polvo de goma explosión.
• 07 de febrero de 2008: Combustibles azúcar polvo incendios y explosiones en el Imperial Sugar instalación en Port Wentworth, Georgia matar a catorce años.

Véase también

• Aire de combustible
• Polvo de carbón
• Combustión
• Ventilación de explosión
• Bomba de harina

Enlaces externos

Las historias sobre los incidentes en Francia y los Estados Unidos ver

• Productos de investigación de explosión de polvo combustible desde el Junta de seguridad química
• Polvo combustible política Instituto-ATEX
• Estudios de caso de OSHA de explosiones de polvos

Para obtener información sobre cómo proteger a las plantas de proceso y manejo de instalaciones de riesgo de explosiones de polvo peligro del grano, ver

• Las explosiones - los peligros y las precauciones necesarias para evitar que el polvo
• Equipo de monitoreo - selección, instalación y mantenimiento de riesgos
• Seminarios de seguridad polvo Combustible

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