国内外的研究学者们在对粉尘爆炸的研究中更着重针对某种有机或者无机粉尘的各个性质进行研究分析,在实践当中更重视多种爆炸特性因素的研究。
1、国内外粉尘云最小点火能研究现状
粉尘爆炸特性研究大多数都研究于微观尺度。国内外粉尘云最小点火能的研究现状和目前趋势主要有以下几个关键的方面:
国外的著名粉尘学者Boyle和Llewellyn作为国内外最早一批对粉尘云最小点火能进行研究的研究人员。他们在粉尘最小点火能检测领域上颇有开创性的思路。他们经研究分析后,使用仪器上能够定量的能量表示为粉尘的最小点火能[10]。他们借此以各种金属粉尘为对象进行了一些点火研究,开启了粉尘最小点火能研究的篇章。在此之后,国内外开始涌现出不同粉尘研究领域的学者,也开始着手研究了很多不同类型的粉尘云的最小点火能,不管他们如何进行改良实验方法和实验类型,往往都习惯性保留了该种粉尘的最小点火能的值界定方法,普遍使用仪器上能够人为测定的能量作为粉尘的最小点火能值的定量表现。期间各个国家地区也涌现了一批不同测试参数的测定标准[11-13]。
普通的实验设计一般依照我国国标标准设置:选取不同的实验目标粉尘分别作为不同的实验组,在相应的检测仪器中进行相关实验爆炸,通过分析其物理特性,从而对粉尘爆炸后各种爆炸物化特性相关参数进行测定[13]。
随着国内的粉末工业迅速发展,国内的粉尘爆炸领域的相关研究人员也开始着手对一些常见的金属或非金属粉尘的相关爆炸特性进行了一系列的验证和实验。通过这些一系列的实验,学者们针对粉尘,粉尘云和粉尘爆炸领域都有很大程度的突破。例如,在实验仪器改进和实验设计上;又例如也有学者在粉尘物化特性方面检测了多种不同类型粉尘不同方面的特点,给国内的粉尘研究领域有一个很好的奠基效用。随之以后,在粉尘最小点火能的确定领域,更多的实验验证的研究和理论分析的研究都如雨后春笋,在研究粉尘爆炸领域独树一帜[14]。
也有不同的国内外的学者旨在研究并提出某些混合粉尘的最小点火能的预测模型。他们通过对少量实验实测点的分布规律的研究,在实验的基础上提出一套理论计算方法,可以用理论分析的方法得到某些粉尘在不同浓度梯度下的最小点火能的值。通过这种理论分析的方法,人们便可以简便而有效地推出相关的预测模型,给相关的粉末工业企业提供针对控制一些粉尘的粉尘爆炸的风险的措施,也为如何有效控制某些易燃易爆粉尘发生粉尘爆炸潜在的不安全因素提供一定的理论依据[15]。大部分的理论分析都采用一种或者多种的回归计算的方法,有一定的预测性和科学性,但是也存在一定的局限。
更有些国外内的优秀论文,着重研究了各类不同粉尘在不同的环境下的最低点火温度与最小点火能,并且通过数学分析和数字拟合的办法,由回归分析得到了相互关系的模型。这些方法和数学模型给粉尘云最小点火能研究领域提供了极大的参考价值,为更多新的研究提供了理论和数据的支持。
目前,国内外的粉尘爆炸研究领域,均认同有以下几种方法用于粉尘安全[16]:
(1)隔离点火源与粉尘,即控制点火源;
(2)控制云状粉尘形成,即控制接触粉尘;
(3)控制粉尘产生的环境,即采取保护措施控制环境因素。
但是值得一提的是,工业生产中控制点火源这个办法操作性不强。而每当在粉体生产加工运输存储时,都会产生有大量的粉尘,要想避免形成粉尘云,控制接触空气和粉体也是非常困难,价格昂贵。采取保护措施控制环境因素的确能有效地减少粉尘爆炸发生的可能性,但是一旦这些保护措施失效,就会导致非常严重的后果。如果能在本质化安全的角度寻求解决方法,就能很有效地大幅度地减少粉尘爆炸事故的发生。所以研究粉尘本身的物化性质,然后用于本质化安全,是最有效且最有保障的方法。