膨化硝铵炸药粉尘爆炸性的初步实验研究.pdf

2 0 0 9 年4 月膨化硝铵炸药粉尘爆炸性的初步实验研究饶国宁等 膨化硝铵炸药粉尘爆炸性的初步实验研究‘ 饶国宁陈网桦方卿刘祖亮彭金华 南京理工大学化工学院 江苏南京，2 1 0 0 9 4 [ 摘要]膨化硝铵炸药是一种常见的工业炸药，该文通过2 0L 爆炸球对其粉尘爆炸的危险性进行了试验研究， 并和玉米淀粉粉尘进行了比较。研究结果表明，膨化硝铵炸药发生粉尘爆炸的可能性很小，在5 0 一1 1 0 0 ∥m 3 的浓 度范围均未发生粉尘爆炸；玉米淀粉有着粉尘爆炸的危险。所得结果为它们的生产及使用安全提供了必要的参 考。 [ 关键词]膨化硝铵炸药玉米淀粉粉尘爆炸危险性爆炸球 [ 分类号】煳2 l 引言 膨化硝铵炸药不舍梯恩梯，其生产和使用具有 无毒、无污染“绿色”特性，生产成本相对低廉，生产 工艺安全性较高⋯，目前已在石油、煤炭、交通、采 矿、水利、建筑等行业获得广泛应用。作为一种粉状 工业炸药，膨化硝铵炸药在生产车间是以粉状形态 存在的。因此，针对膨化硝铵炸药生产的粉尘爆炸 危险性开展试验研究，将有助于全面把握其生产安 全性。 截至目前，有关膨化硝铵炸药配方、工艺技术与 爆炸性能方面的试验研究工作已比较充分【2 ．5 】，但 其粉尘燃烧爆炸危险性方面的文献却很少。本文采 用国际标准的2 0L 爆炸球实验，对膨化硝铵的粉尘 爆炸危险性进行了初步试验研究。 2 实验方法 实验装置如图1 所示。它主要由2 0 L 球形爆炸 罐、扬尘、抽真空、控制、数据采集等系统组成。爆炸 罐的设计制作主要参考美国A S l ME 1 2 2 6 名8 标准。 装置的主体是一个不锈钢双层夹套球形容器，夹层 可以通冷却水。底部有粉尘入口，侧向有压缩空气 或氧气人口。球顶部为点火用电极，侧向还有个 观察窗口。仪器有一个控制单元，可控制球内压力、 真空度，以及从吹尘到点火的时间，以使点火发生在 粉尘最佳分散状态。 实验时首先称取一定量的粉尘分散在贮粉器底 部，拧上盖；将球体抽真空至所需压力，关闭真型开 关；通过调节电压或点火头质量来调节点火源能量， 由控制开关打开进气阀，使贮气室充气到所需压力， 关闭进气阀，开始喷粉，与此同时通过延时仪控制一 断时间的延时后，对处于悬浮状态的粉尘进行点火。 图l2 0L 爆炸球实验装置 从喷粉到点火经过一个延时，其目的是使粉尘在2 0 L 球内弥散均匀。 球内粉尘爆燃产生的压力由装于球底部的压力 传感器采集，通过接口将数据传输给计算机，经采集 数据程序，得出粉尘爆炸压力峰值p 。、最大爆炸压 力上升速率 d ∥山 一的数据和波形。 3 实验条件 3 ．1 点火头 采用点火能量为1 0k J 的化学点火头，其成分 为锆粉、硝酸钡和过氧化钡。按照总量为2 ．4g ，比 例4 3 3 混合而成。粉料必须充分研磨混合均 匀。点火头储存在凉爽、干燥的容器内。 3 ．2 实验参数 球内抽真空至一0 ．0 6M P a ，喷粉气压设定为2 仇，喷粉时间为6 0m ，点火时间为喷粉结束后5 0 皿匾o ／ 段稿日期2 嘲．1 0 ．3 l 作者简介饶国宁 1 s r 7 8 一 ．男，博士。讲师，主要从事安全工程和曩炸力学领域教学和科研工作。E 删丑n j 瓢伊o I l i n g 1 ∞．啪 万方数据 1 2 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l 8 第3 8 卷第2 期 4 试验结果和分析 试验中对浓度分别为4 0 0g ／m 3 、6 0 0 g ／m 3 、8 0 0 g ／m 3 、1 0 0 0g ／m 3 的膨化硝铵炸药进行了粉尘爆炸 特性的测试，试验结果见表1 。以比单纯点火头爆 炸超压大O ．0 5 M P a 为爆炸判据。因此，从试验结果 可以看出，以上浓度范围内膨化硝铵炸药粉尘均未 发生爆炸。 表l 膨化硝铵炸药粉尘在2 0L 爆炸球内 爆炸的试验 玉米淀粉是一种常见的粮食粉尘，其有着明显 的粉尘爆炸性质。为此，对相同实验条件下的玉米 淀粉和膨化硝铵炸药进行对比试验，试验结果如表 2 和图2 。玉米淀粉和膨化硝铵炸药典型的粉尘爆 炸测试曲线如图3 和图4 所示。 在相同试验条件下，通过玉米粉尘和膨化硝铵 炸药粉尘的试验对比可以发现，相同浓度下玉米淀 粉均发生了明显的粉尘爆炸，而膨化硝铵粉尘均未 发生爆炸。为进一步分析膨化硝铵粉尘的爆炸特 表2 相同浓度下膨化硝铵炸药与玉米淀粉 测试结果对比 取平均值 粉尘浓度／ g m 。3 图2 膨化硝铵炸药和玉米淀粉粉尘爆炸特性比较 图36 0 0g ／m 3 膨化硝胺炸药的实验曲线 图46 ∞∥m ’玉米淀粉的实验曲线 性，将其试验浓度范围扩大，测试结果如表3 。 表3 补充其它浓度下膨化硝酸铵测试结果对比 浓度／ g m 。3 5 01 0 0 2 0 0 1 1 0 0 p 一／M P a O ．0 8 0 9O ．0 7 1 10 ．c r 7 1 4O ．0 8 0 9 结论未爆炸未爆炸未爆炸未爆炸 由以上一系列试验可以看出，膨化硝铵炸药虽 然是一种常见的、用途广泛的工业炸药，但是在一个 相当宽的浓度范围内均未发生粉尘爆炸，可见工业 生产中膨化硝铵炸药的粉尘爆炸的危险很小。相比 之下，玉米淀粉的粉尘爆炸的危害程度较大，实际生 产过程中要防止其粉尘爆炸的危害。 5 结论 针对常见的工业炸药膨化硝铵炸药进行了粉尘 下转第1 5 页 日皂∈； 万方数据 2 0 0 9 年4 月专用油相对乳化炸药生产过程的影响王有会等 3 结论 1 根据以上对专用油相三个指标滴溶点、含 油量、粘度对乳化炸药生产过程工艺条件、产品性 能、生产过程安全性的影响因素进行分析认为，这三 个指标是专用油相的关键性指标，必须从严控制。 2 通过生产线试验、对比分析，专用油相滴溶 点在5 8 6 2 ℃，含油量在9 ％一1 2 ％，运动粘度 6 0 ℃ 在9 0 ～1 1 0M P a S 比较理想，按照3 。样配 比生产出的专用油相对提高产品性能，保证安全生 产最为有利。 3 专用油相滴溶点、粘度、含油量这三个指 标，特别对进行物理敏化的生产过程影响很大，在实 际控制过程中要引起足够的重视，加以控制。 参考文献 [ 1 ] 汪旭光．乳化炸药[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 3 ． 1 1 0 ～1 7 4 ． [ 2 ]陆明．工业炸药配方设计[ M ] ．北京北京理工大学出 版社，2 0 0 2 ．3 8 7 3 ． 础I u e l 撇o f 恤s p e c i a l - 粥伽胁∞t o ‰孙蛐P r o c 懿0 f 踟曲i o n 陶删概 W A N GY 们山l l i ．Z H A 0B o Y u l i nH 0 噶t a ic o ．，砒，铀删面H 加鲥I I M I l I s t r i 日lE x 灿G 唧 轴衄n l iY u l i n ，7 1 9 咖 [ B 娜A C r ] B a 8 e d 矾t b e 洲删崎i 8a l l d t h e 睥岫唧耐m 哟o f t h e 砌Ⅱe 溉k t ∞血e 。叫d 妒 p 蛳0 i lp h 舶ei nt h ce m u l s i ∞暇p l o B i 、陀p r o d u 咖p 】埘∞明，t h e 瑚I l l 协8 h o wt h mt h e 山e mt e c h I l i c a Ii n 山槐∞d r o pm e h j n g p 诎，v i 8 c 0 6 i t y 。蚰do 丑伽[ I l e n t d t h e 叩∞i a l - p u r p D ∞o dp h a 眈a 砖f 训t ob e t h ek e y ‰∞t o i l l n 雌∞e t h e p 枷∞ p ∞嘲8 ，t l I et e c h l l o l o g i c a l 啪d i d 锄，t h ep r o d u c tP t 耐妇c e ，a n dt b e8 a l 曲o ft l 比豇叭山l i 0 I Ia 幽i v e ． [ 珏Yw o 砒 S ] 叩∞i a I - p u r p o 眈o np h a ∞，d r 叩妣岫 l g 脚t ，v i ∞∞畸，t h i c k 懈B ，o i Io o 毗e m 上接第1 2 页 爆炸危险的试验研究，得出以下结论 1 膨化硝铵炸药虽然是工业炸药，但是其发 生粉尘爆炸的可能性很小，在试验中其在5 0 一1 1 0 0 g ／m 3 的广泛的浓度范围均未发生粉尘爆炸。 2 玉米淀粉具有粉尘爆炸的危险，其发生爆 炸的危害较大，工业生产中应加强对该种粉尘的安 全防护。． 参考文献 [ 1 ]吕春绪，等．工业炸药理论[ M ] ．北京兵器工业出版 社，2 0 0 3 ．2 2 7 ． [ 2 】邵甲宇，张书华．改善膨化硝铵炸药流散性的技术途 径[ J ] ．煤矿爆破，2 0 0 7 ， 4 2 0 2 2 ． [ 3 ] 叶志文．光面爆破用低爆速膨化硝铵炸药的研制【J ] ． 矿冶工程，2 0 0 r 7 ，2 7 5 5 8 ． [ 4 ] 卢梅荣．探讨膨化硝铵炸药生产过程的安全问题与措 施[ J ] ．安全与健康。2 0 0 7 ， 9 4 4 4 5 ． [ 5 ] 苏明阳．膨化硝铵炸药连续混药技术与设计【J ] ．煤矿 爆破，2 ∞6 ， 3 1 8 2 0 ． b p e 恼n 蛐伽S 缸d y 佃D 嚼E 剐0 s i 伽o fb 硼n d e d 加n m 蚰i 咖N i 咖钯b 呻嘀№ I t A 0G 嘲沁，C H E Nw 如出m ，Ⅳ咐GQ i 嘴，删z I l l i 肌g ，P E N GJ i n h 岫 S c 埘0 f ‰i c a lE I I 眺，N a n j i I I gU 咖e r | i 哆s c i 印∞＆‰咖 腼咿uN a n j i n g ，2 1 0 0 9 4 [ A B s r R A C r ] h p 函d e d 锄脚瞳l i 岫n i 恤把a q ∞i v e E J I u 旺 如8 侧衄啪妇h 删a l 钢P l ∞i v e ．D 衄tc 叫1 0 B i 他h a z a I d o fE 时屺w ∞i 唧e 吐i 倒硝b y2 0Le 】q l ∞i o nc h 衄_ b e r t e 8 t ，W i t I l 咖6 t 8 I c h 唧a r e d ．‰瑚u l t 88 h wt l l a t ‰p ∞8 i b i l i t r o f d I I B t 唧1 0 6 i 加0 f 啪i 8 唧哪a l l ，珊l d 妇哪d 0 6 i 如砌肿t 岫i n 也e 咖c e n t r a t i 仰胁5 0g ／岔t o1 1 0 0 ∥，w h n ec 咖咄油妇h a s t h ed a n 萨0 fd I l 砒e I p l 0 B i o n ．T h 嘲咖岫p m 础删触f o r t h e 出p l o d u c 妇 a I l du 明g eo f 山e m ． [ K E Yw O R D s ] 蕊1 p 叽d e d 珊瑚n i u mI l i h 咖q 面e E A N E ，∞ms t a r c h ，d 邶t 蜘 l o B i ∞，h 蚴m ，e 砰k i 砸c h a 曲 b e r 万方数据