Welkom bij

---

Factoren die stofexplosies beïnvloeden

Invloed van deeltjesgrootte, vochtigheid, brandbaar gas, zuurstofconcentratie en turbulentie op stofexplosies

Volg ons op Twitter 
Vraag, opmerking? Neem contact met ons op via admin@powderprocess.net

---

Sectie samenvatting
1. Inleiding
2. Deeltjesgrootte
3. Vochtigheid
4. Zuurstofconcentratie
5. Brandbaar gas
6. Turbulentie

---

1. Inleiding

Welke eigenschappen beïnvloeden de gevaren van stofexplosies?

Stofexplosieparameters zoals MIE (Minimale Ontstekingsenergie), MIT (Minimale Ontstekingstemperatuur), Pmax (Maximale explosiedruk), Kst (Explosiesnelheidsconstante)...enz. worden in laboratoriumomstandigheden gemeten onder standaardcondities. Echter, een bepaald aantal factoren beïnvloedt stofexplosies en maakt reële gevallen anders dan de theoretische waarden. Bij het uitvoeren van een DHA (Stofgevarenanalyse), is het belangrijk deze factoren te begrijpen om de stofexplosie-eigenschappen van materialen correct te interpreteren en het daadwerkelijke risico op stofexplosies juist in te schatten.

2. Deeltjesgrootte

Invloed van de deeltjesgrootte van stof op de Minimale Ontstekingsenergie (MIE)

Het risico op stofwolkenexplosies neemt toe naarmate de deeltjesgrootte afneemt. Het is immers eenvoudiger om kleine deeltjes in suspensie te brengen om een wolk te vormen met de juiste stof/gas-verhouding, maar dit maakt de explosie ook krachtiger, aangezien het verkleinen van de deeltjesgrootte (bij gelijkblijvende hoeveelheid) het specifieke oppervlak drastisch vergroot: dit bevordert een zeer snelle verbranding van het poeder.

Aan de andere kant kan het hebben van grotere deeltjes de explosie onderdrukken. Uit rapporten blijkt dat explosies onwaarschijnlijk worden bij deeltjesgroottes tussen 200 en 500 micron. WAARSCHUWING : procesoperators moeten zeer voorzichtig zijn, aangezien, zelfs als de initiële deeltjesgrootteverdeling veilig lijkt, procesbewerkingen op het poeder fijnstof kunnen genereren, waardoor in de praktijk elk poeder/bulkmateriaal potentieel gevaarlijk wordt. Dit is ook de reden waarom de MIE wordt gemeten bij een gedefinieerde deeltjesgrootte, om rekening te houden met stofgeneratie tijdens het proces. Deze fenomenen moeten worden meegenomen in risicoanalyses.

3. Vochtigheid

Invloed van de vochtigheid van stof op de Minimale Ontstekingsenergie (MIE)

Het is logisch dat een hogere vochtigheid van het poeder het risico op een explosie vermindert. Vochtige deeltjes zijn immers veel moeilijker te ontsteken, aangezien het water eerst moet verdampen voordat het deeltje kan gaan branden, wat veel meer energie vereist om een explosie te triggeren. Vochtigheid kan ook helpen bij het agglomereren van deeltjes.

Uit literatuur blijkt dat deeltjes met een vochtigheid van meer dan 30% waarschijnlijk geen explosie zullen veroorzaken. Deze situatie is echter vrij zeldzaam en gerelateerd aan zeer specifieke toepassingen.

4. Zuurstofconcentratie

Invloed van de zuurstofconcentratie op het risico van een stofexplosie

Verwijzend naar de explosie-pentagon, is de aanwezigheid van lucht, en dus zuurstof, vereist om een explosie te triggeren. Een gebrek aan zuurstof kan het explosierisico daadwerkelijk onderdrukken. Dit is een strategie die vaak wordt toegepast om stofexplosierisico's te vermijden (inertiseren). Natuurlijk moet het systeem zo zijn ontworpen dat het de zuurstofconcentratie monitort, reguleert en uitschakelt als de doelwaarde niet kan worden bereikt. Een lage zuurstofconcentratie wordt typisch bereikt door inertiseren met stikstof of kooldioxide.

5. Brandbaar gas

Invloed van de aanwezigheid van brandbaar gas gemengd met poeder op de Minimale Ontstekingsenergie (MIE)

In de meeste gevallen is het stof verspreid in lucht. Men moet echter voorzichtig zijn met alle procesaspecten die een brandbaar gas kunnen genereren. Ofwel omdat het proces zodanig is dat het gas geen lucht of een mengsel is, ofwel omdat het stof zelf materialen vrijgeeft.

De aanwezigheid van een oplosmiddel of brandbaar gas zal de explosie-eigenschappen drastisch veranderen en zal de kans op een explosie en/of de hevigheid ervan vergroten.

• Lagere MIE voor de stofwolk in suspensie met lucht + een brandbaar gas
• Het gas kan ook gemakkelijker ontvlambaar zijn wanneer het met stof is gemengd dan alleen met lucht

6. Turbulentie

Invloed van stromingsturbulentie op de Kst (explosiesnelheidsconstante) van poeders

De turbulentie van de stofwolk is ook een factor die bekendstaat om de effecten van een explosie te beïnvloeden. Het is zeer moeilijk te modelleren, maar het moet worden opgemerkt dat de drukstijging Kst hoger zal zijn naarmate de turbulentie toeneemt, bijvoorbeeld bij een hogesnelheidsmolen.

Bron
# [Laurent] "Veiligheid van chemische processen", André Laurent, Tec et Doc, 2003, pagina 234-240