静电放电对粉尘点燃的实验研究(3)
1.1.1粉尘静电放电理论基础现状
现如今关于粉尘静电放电研究，基本的静电测量参数有静电电压、电阻、电荷量、电容、电阻率等。这些物理量中静电电荷量用于表征带电体本质，其对带电体的放电的危险程度与静电放电的概率有直接的影响；静电电压用于表征指定的参考点，在研究过程中一般是指大地与带电体表面的某点之间的电位差值，大地电位通常取值为零，故该点静电电压值直接表示带电体表面的静电位值。带电体的起电规律研究、静电起电源的安全电压值、带电体的静电能量大小、静电危害事故分析等与作业方式有着密切关系，故可作为这些物理量的重要参数[8,9]。具体工艺中发生的静电情况可参照表1.1.1
表1.1.1 不同的作业方式的静电情况
作业名称 带电量C/kg
筛分 10-11~10-9
倾倒、搅拌 10-9~10-7
螺旋进料器 10-8~10-6
磨碎 10-7~10-6
精细粉碎 10-7~20-4
风力输送 10-6~10-4
现有相关文献资料表明，由于带电体可能是粉体、人体、气体、液体、固体以及其它形式。故随着带电体条件的不同，静电放电产生的形态也不尽相同。以静电放电形成的条件、特点及引燃能力大小、引爆能力大小，静电放电类型可分为如下优尔种形式，分别是电晕放电、料仓堆表面放电、传播型刷形放电、火花放电、刷形放电、人体放电等[10]。具体情况见表 1.1.2：
表 1.1.2 各类静电放电类型的发生条件和特点
种类 发生条件 特点及引燃引爆性
电晕发电 当电极相距较远时，带电体表面尖端或突出部位场较强处 较易发生 引燃危险性较小，放电火花能量不大于 0.025mJ
刷形放电 带电量较高的静电非导体与导体间 较易发生 引燃能力中等，放电火花能量不超过 4mJ
堆表面放电 主要发生在容积≥100m 料仓中，粉体流速越高，绝缘性越好，越易发生 引燃能力强，放电火花能量可达 10mJ
火花放电 主要发生在相距较近的带电金属导体或静电导体间 引燃能力较强，放电火花能量通常可以达到 1J 人体放电 带电人体与接地导体间易发生 引燃能力强，放电火花能量可达 10mJ
传播型刷形放电 静电非导体的厚度小于 8mm，表面电荷密度≥0.027mC/m2
引燃能力很强，几乎能点燃所有爆炸性混合物
1.1.2粉尘静电放电起因
在企业生产过程中产生的粉尘静电现象[11]，是由于电荷的大量聚集和放电，从而还有可能造成可燃粉尘和气体发生爆炸，这类危险事故一旦发生所带来的损失将会十分严重[12,13]。通常我们所讲的“粉尘”，是指粒径小于76nm的颗粒物[14]。在粉体工艺中，通常涉及粉尘的筛选、搅拌、研磨等工序，以及在生产、加工、运输过程中，粉体或粉体与容器、粉体与设备之间相互接触、相互摩擦、相互撞击，这些情况都会使粉尘带上很高的静电。这样的一些高带电粉体在工艺设备、原料仓库、承载工具、存储罐内的积聚, 将会形成能量很强的静电场，这种带电粉尘如同雷雨天的带电云团, 自身带很强静电的同时会在其周围的物体上感应出异性电荷产生相应静电场，当其场强超过粉尘周围的空气或其它介质的绝缘强度时, 就会产生静电放电并伴随着发光放热现象[15]。由于粉体表面积非常大，比固体要增加很多倍，相应与空气的接触面积也增加了很多倍，因此粉尘的稳定性非常的小，既能产生静电、积聚静电，又能发生大规模的爆炸[16]，所以粉尘的静电放电是防止粉尘爆炸关键环节。粉体静电的产生还受到许多因素的影响，如粉体粒径大小、容器材质、相互接触时间、空气流动速度等。