《粉体静电压制》word版

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1、粉体静电第一节石化企业的粉体静电与事故一、概述改革开放二十多年来，我国石油化工企业聚烯烃粉体生产规模迅速扩大，1982年全国年生产量不足100万吨，1989年则突破200万吨大关，1996年年产量达到320万吨，近几年来年产量仍然以20%增长。与此同时，由粉体而引起的爆炸和燃烧事故也迅速增多。根据国内外粉体爆炸事故统计，由静电而引起的事故占据第二位。从我国石油化工行业近几年来68起聚烯烃粉体料仓燃爆事故和辽化HDPE装置大爆炸事故统计资料可知，燃爆事故的点火源是粉体静电放电所造成的。聚烯烃粉体绝缘程度高，生产

2、过程中可能的起电量可达0.1～100μC/kg，静电泄漏缓慢，生产过程中的粉体往往会积聚很高的电荷。这种静电的积聚会给粉体带来两类危害。1、第一类是带电粉体粒子之间，粒子与管壁、容器之间的静电力作用，给生产带来各种障碍与危害。这类粉体静电危害事故常见的表现形式有；气体输送管道的堵塞，特别容易出现在管道弯头或气体、粉体的分离区域；带电介质粒子对筛网孔的粘附，从而改变筛子的有效孔径，容易造成网孔堵塞；细微粒子会在管道壁和仓壁上停留，造成粘附层现象；影响粉体介质的有效混合，降低产品质量。下面举例说明。例一，聚苯乙烯

3、粒料相互吸附现象。大连石化分公司聚苯乙烯装置的聚苯乙烯粒料，筛分后出现细粒料与中大粒料粘结，影响产品质量。2002年9月5日安技所技术人员到车间了解了该装置的概况，以及粘结现象。为了判定粘结原因，我们又制作一套小型简易模拟试验装置，并在车间取回一部分聚苯乙烯粒料。通过模拟试验和现场实际情况察看，可以初步断定聚苯乙烯粒料粘结的原因是由于静电吸附而引起的。通过聚苯乙烯物化特性可知，聚苯乙烯属高绝缘粉体。它的起电特性与其它的聚烯烃粉体起电特性基本相同。公司聚苯乙烯粒料干燥过程是在直径约600mm、长约40m金属管内

4、进行的，风量为17000m3/h—22000m3/h，其输送速度约为16.7m/s—21.62m/s。此种工艺条件决定了聚苯乙烯粒料在管内与管壁或料粒的相互接触摩擦、碰撞，使其带电。决定聚苯乙烯粒料起电因素有以下几点：（1）聚苯乙烯体电阻率高（1017~1019Ω.cm）。一般情况下粉体起电与材料的电阻率大体成正比关系，当电阻率＜108Ω.cm，一般不起电；当108Ω.cm＜ρ＜1012Ω.cm，起电较小；当ρ＞1012Ω.cm，起电较高。（2）与粉体粒径尺寸有关。一般情况下粒径越小，起电就越高。通过试验装置

5、进行的模拟试验可明显观测到，聚苯乙烯中大粒料的起电量小于细粒料的起电量。（3）与风速有关。粉体起电与粉体风送速度关系较大，速度越高，起电越高。而公司的聚苯乙烯输送速度为16.7m/s—21.62m/s，属高速度输送，所以起电高。（4）与质量转移率有关。粉体起电与质量转移率（或负荷）成反比关系，风送粉体质量流量越高，起电荷质比越小。而公司的聚苯乙烯物料输送量为1.3kg/s，属于疏相输送，所以起电量高。26上述各种因素决定了聚苯乙烯粒料在输送过程中起电，并且起电量很高。由于粉体粒料在起电过程中每个粒料所带电的极

6、性不尽相同，也就是说粒料有的带正电有的带负电。只是聚苯乙烯粒料带正电的粒料多于带负电的粒料，所以聚苯乙烯整体物料呈现正电现象。由于粒料中有带负电的粒料，所以带正电的大粒料与带负电的细粒料在静电的库仑力作用下，相互吸引，粘结在一起。例二，LLDPE装置流化床爆聚现象。LLDPE装置流化床反应器内粉体在气相悬浮状态下进行反应，这样流化床反应器内粉料必然产生静电，这样粉末会被吸附到反应器内壁上，内壁上的粉末与催化剂反应后，就形成了结片。当结片增达到一定程度时就脱落到反应器内和反应器下部的分布板上，此时脱落的结片由于

7、反应会迅速增大，使分布板形成堆积状态，且分布扳会造成堵塞状态。由此会造成反应器爆聚事故。反映器内的静电检测系统检测的反应器内电压值超过2kV时，就容易形成结片。特别是膨胀段部分。26262、第二类是电荷积累能够产生很强的静电场，从而导致各种类型的静电放电发生，或引起火灾和爆炸事故，或引起人体电击。这类事故主要有粉体料仓燃爆事故，粉体装置爆炸事故，下料口闪爆事故，各种聚烯烃包装时人体电击现象等。例一，装置爆炸事故。2002年2月23日7：27，辽化烯烃厂HDPE新装置发生爆炸，当场死亡8人。事故最终分析结论爆炸

8、的点火源是流化床内粉体静电放电。流化床内的静电产生：流化床内的静电主要是由于聚乙烯粉料在高气流作用下，空间悬浮摩擦而形成的。影响流化床内的聚乙烯粉体带电和危险的主要因素，聚乙烯的电阻率、粒度、最小点火能、容器内的可燃气体浓度。辽化聚乙烯粉料的电阻率1014Ω，属于高绝缘物质，所以粉料在流化床内悬浮摩擦、碰撞以及流动等过程中极易起电。我们曾对辽化聚乙烯粉料输送过程进行测试，试验装置电荷密度范围为26μ