Có đúng là bột mì dễ nổ? Giống như một thùng bột: tại sao thảm kịch lại xảy ra ở nhà máy đường ở Skidel

Một số nhân viên nhà hàng khi rây bột rất lo sợ nếu thắp diêm, tòa nhà sẽ bay lên không trung và họ cũng theo đó. Những câu chuyện về bột có thể nổ đã được biết đến từ thời Xô Viết. Nhưng điều này có đúng không? Các hạt bột bay lơ lửng trong không khí có thể tạo ra vụ nổ khi tương tác với lửa? Cần phải tập trung những gì cho việc này?Điều này thực sự có thể thực hiện được trong một nhà hàng hay chúng ta đang nói về quy mô của một nhà máy làm bánh? Với sự giúp đỡ của các chuyên gia, chúng tôi tìm ra mọi thứ thực sự như thế nào.

Vladimir Pigor

kỹ sư trưởng của thang máy Ust-Labinsk, một phần của tổ chức nông nghiệp Kuban (“Yếu tố cơ bản”)

Bột có thể nổ. Tuy nhiên, để xảy ra vụ nổ, cần có sự hiện diện của oxy, ngọn lửa mở và huyền phù bột mì. Trong trường hợp này, vụ nổ chỉ có thể xảy ra ở nồng độ bột 50 gam/m3 trong không gian hạn chế. Nếu nồng độ bột vượt quá mức quy định thì bột sẽ bị cháy.

Các yêu cầu chính thức đối với việc bảo quản và chế biến ngũ cốc và bột mì được quy định trong Luật Liên bang “Quy tắc an toàn đối với các cơ sở công nghiệp nguy hiểm về cháy nổ để bảo quản và chế biến nguyên liệu thô thực vật”. Đương nhiên, chúng tôi tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu đó, thiết bị phòng chống cháy nổ được kiểm tra hàng tuần.

Khi bảo quản bột mì ở nhà sẽ loại trừ hiện tượng nổ.

Không có câu chuyện nào về vụ nổ trong sản xuất. Mọi người đều hiểu rõ hậu quả của một vụ nổ có thể khủng khiếp đến mức nào. Tại các nhà máy của tập đoàn, các gian hàng đặc biệt trưng bày những bức ảnh mô tả hậu quả của vụ nổ tại các cơ sở chế biến và bảo quản ngũ cốc.

Tôi nhớ trong một khóa học trong phòng thí nghiệm, chúng tôi đã được chứng kiến ​​một vụ nổ nhỏ của bột mì. Bột được đổ vào một hộp nhựa hình vuông có cuộn dây đốt nóng ở phía dưới. Nắp được thay thế bằng một tờ giấy, đóng vai trò như một van xả (nếu không hộp sẽ vỡ). Vòng xoắn ốc được làm nóng cho đến khi có màu đỏ, sau đó tắt đi và không khí ngay lập tức bị đẩy qua một ống có vị trí đặc biệt để tạo thành huyền phù bột mì. Một vụ nổ ngay lập tức xảy ra và mảnh giấy bị đốt cháy hoàn toàn.

Boris Bulgova

nhà nghiên cứu cao cấp của bộ phận công nghệ hóa học và các tài liệu mới của Đại học bang M.V. Lomonosov Moscow

Bột thực sự có thể nổ nếu các phần nhỏ tạo thành huyền phù dày trong không khí (ví dụ, khi rây trên sàng rung) và có tia lửa điện.

Một vụ nổ về cơ bản là sự đốt cháy rất nhanh. Để đốt cháy cần có chất oxy hóa là oxy, chất khử có thể là bột mì, cùng những thứ khác. Vì quá trình này là dị pha, tức là chất rắn và chất khí tương tác với nhau nên tốc độ phản ứng phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc. Làm sao hạt nhỏ hơn, diện tích càng lớn và phản ứng càng nhanh thì xảy ra vụ nổ.

Nhưng không chỉ bột mì mới có thể phát nổ mà còn cả than đá hay bụi gỗ, đường bột. TRONG thời Xô Viết Nghiên cứu đã được tiến hành về chủ đề này, tôi không biết vì mục đích gì. Nhưng các bằng sáng chế được đưa ra vào năm những năm trước, được dành chủ yếu cho sự an toàn trong các mỏ than.

Hình minh họa: Nastya Grigorieva

Chỉ là nỗi đau thôi...

Nhưng có những trường hợp chẳng hạn như bụi than hoặc thậm chí là bột mì thông thường phát nổ hoặc phát nổ. Điều này xảy ra khi chúng được phun vào không khí.

TRONG điều kiện bình thườngĐốt than không hề dễ dàng, bột mì lại càng khó hơn. Nhưng khi các hạt than và bột mì được phun vào không khí, chúng sẽ hòa lẫn vào không khí. Mỗi hạt than hoặc bột mì đều được bao quanh bởi oxy. Đó là lý do tại sao chúng dễ dàng kết hợp với oxy và đốt cháy với tốc độ khủng khiếp – chúng phát nổ.

Khi nào bụi nổ? Từ lâu người ta đã biết bột mì dễ nổ. Chỉ cần đánh rơi một túi bột sao cho nồng độ bột trong không khí lớn hơn 50 g/m3, rồi “vô tình” châm que diêm - và chắc chắn sẽ xảy ra một vụ nổ. Những vụ nổ như vậy xảy ra khá thường xuyên ở thang máy và thường kèm theo thương vong. Điều này xảy ra vì bột mì chứa rất nhiều tinh bột và tinh bột có rất nhiều phân tử đường liên kết với nhau. Mỗi phân tử đường đốt cháy “tốt” trong không khí, biến thành carbon dioxide và nước và tỏa ra một lượng nhiệt lớn. Trong điều kiện bình thường, việc làm nhẹ bột không hề dễ dàng chút nào. Điều này chỉ xảy ra khi các hạt bột được phân tán trong không khí và mỗi hạt được bao quanh bởi oxy.

Trong những điều kiện này, các hạt có kích thước nhỏ hơn 0,1 mm có thể dễ dàng kết hợp với oxy và đốt cháy với tốc độ cực lớn - chúng phát nổ. Bột mịn gồm nhiều chất bị oxy hóa khi có oxy sẽ dễ nổ.

Đây là một ví dụ về cách nó phát nổ sữa bột:

Hỗn hợp của một số loại bụi với không khí dễ gây nổ. Theo mức độ nguy hiểm nổ, tất cả bụi được chia thành bốn loại:

Tôi - bụi nổ mạnh nhất với Giơi hạn dươiđánh lửa (nguy cơ nổ) lên tới 15 g/m3 (bụi tinh bột, bột mì, lưu huỳnh, than bùn, v.v.);

II - bụi nổ có giới hạn cháy thấp hơn từ 16 đến 65 g/m3 (bụi nhôm, bột gỗ, than đá, đường, cỏ khô, đá phiến, v.v.);

III và IV - bụi dễ cháy có giới hạn cháy thấp hơn trên 65 g/m3 và nhiệt độ bắt lửa lần lượt lên tới 250 ° C và hơn 250 ° C.

Và đây là vụ nổ ở nhà máy:

Vậy đường có thể nổ được không? Có và không. Đường cát, đường tinh luyện, đường nâu, xi-rô đường không gây nguy hiểm như vậy trong mọi trường hợp. Tất nhiên là mọi thứ đều đang cháy. Nhưng bạn sẽ không nhận được tiếng “bang” thực sự từ những sản phẩm ngọt ngào này. Tuy nhiên, có một “yếu tố thứ năm” quỷ quyệt - đường bột. Tất cả các loại rắc rối đều có thể xảy ra với cô ấy và chỉ từ cô ấy ở các nhà máy... Và không phải vô ích. Sản xuất đường có nhiều bụi. Những hạt đường bột nhỏ nhất lơ lửng trong không khí, kèm theo Các giai đoạn khác nhau sự sẵn sàng của sản phẩm. Có vẻ như họ đang treo cổ và không chạm vào ai. Nhưng đây là thời điểm hiện tại. Hãy tưởng tượng rằng ở đâu đó trong một xưởng bụi bặm như vậy, tia lửa điện bị lỗi.

Những hạt bụi xung quanh cô sáng lên. Kích thước nhỏ nhất các hạt đường bột (không quá 0,1 mm) cung cấp cho chúng diện tích bề mặt tối đa mà một hạt bụi như vậy phản ứng với oxy. Nó oxy hóa. Cháy hết rất nhanh. Và lơ lửng gần đó là vô số hạt bụi giống nhau, trong một khoảnh khắc chúng truyền dùi cui rực lửa cho nhau. Chúng cháy cùng nhau và gần như đồng thời. Nó trông giống hệt như một vụ nổ năng lượng cao. Một vụ nổ như vậy thậm chí có thể quét sạch một loài thực vật khỏi bề mặt trái đất. Đây là những đồ ngọt “ngây thơ”. Và nếu chúng ta nghe nói rằng một cửa hàng nhà máy đường phát nổ ở đâu đó, điều này có nghĩa là đã có vi phạm kỹ thuật ở đó. an toàn cháy nổ: nồng độ lớn bụi đường trong không khí, và tất nhiên, là nguồn phát ra tia lửa. Bụi đường đang được xử lý thành công trong các nhà máy. Thứ nhất, với sự trợ giúp của thông gió. Để ngăn bụi thải vào khí quyển, nó được thu giữ bằng nhiều bộ lọc khác nhau: len, vải và thậm chí cả nhựa. Các thiết bị đặc biệt – lốc xoáy – cũng được sử dụng. Trong sự hỗn loạn không khí mà một thiết bị như vậy tạo ra, lực ly tâm bắt đầu hoạt động.

Nó ném các hạt rắn về phía thành của bộ máy, chúng mất tốc độ và lắng xuống một hầm đặc biệt. Cần lưu ý rằng không chỉ bụi đường mới gây nguy hiểm. Trong các điều kiện tương tự (dung dịch bụi đậm đặc và nguồn tia lửa), với sự đảm bảo gần như một trăm phần trăm, bất kỳ chất hữu cơ: bột mì, bụi than. Tuy nhiên, đây không phải là lý do để bạn sợ bột mì đóng gói và từ chối niềm vui làm bánh tự làm tại nhà. Không, bạn vẫn không nên sợ hãi. Đừng sợ những túi đường, những xe đường, những đoàn đường. Hãy coi chừng việc coi thường an toàn cháy nổ tại nơi làm việc. Tôi hy vọng bạn sẽ không bao giờ phải đối mặt với điều này trong cuộc sống của mình: mọi người đều muốn sống và các dịch vụ đặc biệt không cho phép sự ô nhục rõ ràng. ]

Nhược điểm của việc vận chuyển bột bằng khí nén là xuất hiện tĩnh điện trong quá trình vận hành lắp đặt. Điện tích tích tụ và ở trạng thái nghỉ trên cơ thể. Điện thế tĩnh điện đạt tới vài nghìn vôn phát sinh trong các bộ phận lắp đặt và trên bề mặt bột mì. Các tia lửa điện tĩnh điện trong bụi bột có nồng độ tới hạn nhất định có thể gây nổ và cháy.
Quá trình điện khí hóa các hệ thống phân tán xảy ra dưới tác động cơ học của các hạt rắn lơ lửng trong luồng không khí ở tốc độ di chuyển của sol khí cao, khi các đường ống vật liệu được cách ly khỏi mặt đất và ở độ ẩm tương đối thấp. môi trường. Mặt định lượng của quá trình điện khí hóa bị ảnh hưởng bởi các tính chất hóa lý của các hạt chất lơ lửng, kích thước, hình dạng, nồng độ, tình trạng bề mặt của chúng, tốc độ di chuyển, nhiệt độ, áp suất không khí, v.v..
Bề mặt các hạt bụi nhỏ hơn hấp thụ oxy dễ dàng hơn và chúng dễ bắt lửa hơn. Ở một nồng độ nhất định hỗn hợp bụi chất khác nhau với không khí chúng trở nên dễ nổ. tối thiểu sự tập trung nguy hiểmđối với bụi bột 20,3 g/m3. Hỗn hợp này có thể bốc cháy bởi tia lửa điện, có thể xảy ra do bị điện giật, khi một vật được nối đất tiếp cận một vật tích điện hoặc vì các lý do khác. Hiện tượng điện khí hóa các sol khí, đường ống dẫn nguyên liệu, sự hình thành hỗn hợp nổ và lượng năng lượng tối thiểu cần thiết cho một vụ nổ vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ.
Nồng độ bùng nổ của bụi bột trong không khí, sự chênh lệch điện thế lớn trong bột và trên các bộ phận lắp đặt gây nguy hiểm cho nhân viên bảo trì thiết bị lưu trữ và vận chuyển bột.

Cơm. 1. Bố trí bề mặt tiếp xúc trong thùng chứa bột: 1- bề mặt tiếp xúc; 2 - thanh buộc; 3 - nắp hộp đựng.

Để ngăn ngừa cháy nổ trong quá trình vận hành hệ thống vận chuyển khí dung trong kho chứa bột mì số lượng lớn, một số biện pháp đã được phát triển. Việc trung hòa các điện tích tĩnh có thể đạt được bằng cách đảm bảo sự tiếp xúc của tất cả các loại bột đi qua với các mặt phẳng dẫn dòng điện và nối đất đáng tin cậy cho chúng, được thực hiện bằng cách kết nối chúng với đường viền nối đất. Điện trở nhảy giữa bất kỳ điểm nào của hệ thống vận chuyển bằng khí nén và mạch điện nối đất bảo vệ không được vượt quá 0,1-0,2 Ohm. Nên lắp đặt các mặt phẳng tiếp xúc kim loại nghiêng trong thùng đựng bột mì (Hình 1). Chúng phải được đặt sao cho đảm bảo bột mì tự do đi vào thùng chứa, thể tích hữu ích của thùng chứa không bị giảm và loại trừ khả năng phát ra tia lửa điện khi tạp chất kim loại lọt vào. Các bề mặt tiếp xúc phải được làm bằng kim loại dẫn điện không chứa sắt (đồng, đồng thau, nhôm, v.v.). Chúng được gắn ở nắp trên của hộp kim loại để đựng bột mì, hộp này phải được nối với dây nối đất bảo vệ. Các cấu trúc hình nón của bề mặt tiếp xúc được gắn vào nắp trên của thùng kim loại bằng bu lông buộc chặt.
Các đường dây bột phải được nối đất bảo vệ và bảng tiếp nhận phải có nối đất độc lập. Hỗ trợ công trình kim loại trên đó phải có thùng đựng bột mì buộc chặt đáng tin cậyđến nối đất bảo vệ. Để nối đất đáng tin cậy cho thân thùng chứa, cần có mạch mang dòng điện giữa thùng chứa và vòng nối đất bảo vệ. Mạch này đạt được bằng cách kết nối vĩnh viễn vòng nối đất bảo vệ để hỗ trợ các cấu trúc hoặc cấu trúc dẫn điện khác có tiếp xúc cứng với thùng chứa bột mì.
Khi lắp đặt thùng chứa trên máy đo biến dạng, mỗi thùng chứa phải có mối nối độc lập với mạch nối đất bảo vệ bằng dây dẫn đàn hồi.
Để tăng độ dẫn điện của thành thùng bê tông cốt thép để đựng bột mì, nên phủ chúng bằng nhũ tương vinyl axetat hoặc sơn bằng sơn mang dòng điện. Mỗi đoạn của đường ống dẫn bột hoặc nhóm thiết bị nối đất phải có ít nhất hai kết nối với mạch nối đất bảo vệ.
Các sợi vải lắp trên thùng chứa, máy khoan, máy cấp liệu quay hoặc các thiết bị khác phải được khâu bằng dây đồng và nối đất bảo vệ.
Để nối các đường bột trên mặt bích, cao su dẫn điện phải được sử dụng làm gioăng cao su. Khi sử dụng gioăng làm bằng cao su thông thường phải có nút nhảy ở các mối nối mặt bích. Dây nhảy giữa các đường ống phải ở những nơi lắp đặt phụ kiện, cao su hoặc các vật chèn khác làm gián đoạn mạng dẫn điện. Bằng cách sử dụng các miếng đệm làm bằng cao su dẫn điện, có thể bỏ qua các dây nối.
Cần phải theo dõi nhiệt độ trong cống và bộ cấp liệu trục vít trong quá trình vận hành. Trong quá trình hoạt động bình thường, nhiệt độ của các bộ phận cọ xát không tăng đến nhiệt độ tự bốc cháy của bột (200°C). Khi nắp bộ cấp nước cống được siết chặt, ma sát tăng lên sẽ xảy ra giữa nắp và các cánh quạt quay, góp phần làm nóng chúng. Trong máy cấp liệu trục vít, nhiệt độ tăng quá mức được quan sát thấy khi có áp suất cao của hỗn hợp không khí trong buồng trộn và lắp đặt động cơ điện có công suất vượt quá công suất thiết kế. Áp suất trong buồng trộn có thể cao trong thời gian đầu vận hành, khi đường dẫn bột không được làm sạch đầy đủ, bị tắc nghẽn trong các đường dẫn bột hoặc đường cấp bột bị kéo dài so với thiết kế.
Khi hơi dầu và chất ngưng tụ dầu di chuyển, một lớp vỏ điện môi hình thành trên thành ống, trên đó có thể xảy ra
tích tụ tĩnh điện. Cần nhanh chóng làm sạch, súc rửa đường ống và có biện pháp giảm thiểu sự xâm nhập của tạp chất dầu vào ống dẫn khí.
Bị cấm sản xuất công việc hàn trong các thùng chứa cho đến khi chúng sạch hoàn toàn bụi bột. Công việc hàn không được thực hiện trong kho khi hệ thống vận chuyển bột khí đang hoạt động.
Trước khi đưa vào vận hành kho chứa bột rời, cần xác định và loại bỏ các khiếm khuyết trong hệ thống nối đất của thiết bị vận chuyển khí dung và thùng chứa bột. Đo tất cả các điện trở chuyển tiếp giữa thiết bị, đường ống và vòng nối đất bảo vệ; nếu xác định được những thiếu sót thì phải loại bỏ chúng.

Ý kiến ​​​​về sức mạnh quá mức của vụ nổ bột mì/đường bột so với sức mạnh của vụ nổ, chẳng hạn như lựu đạn - ưu và nhược điểm.
Trên thực tế, sức mạnh của một vụ nổ có thể được hiểu là lượng năng lượng giải phóng trong vụ nổ. Tôi phải thừa nhận rằng năng lượng đốt cháy của các chất nổ (TNT, v.v.) thấp hơn một chút so với năng lượng đốt cháy của các vật liệu dễ cháy. Điều này được giải thích là do chất nổ có chứa chất oxy hóa, chất dễ cháy nhận chất oxy hóa từ không khí.
Nhưng có một nhỏ nhưng. Tốc độ lan truyền quá trình cháy (nổ) và động thái áp suất trong vùng nổ. Đối với vụ nổ (nổ) chất nổ cao, tốc độ lan truyền phản ứng bằng tốc độ âm thanh trong môi trường và có thể vượt quá 1000 m/s. Điều quan trọng là phải hiểu ở đây rằng tác nhân gây ra phản ứng trong trường hợp này chính xác là sóng xung kích.
Trong trường hợp hỗn hợp bụi-không khí, đây thực chất không phải là một vụ nổ mà là sự đốt cháy. Có một hạn chế ở đây - giới hạn nồng độ lan truyền ngọn lửa thấp hơn (nghĩa là nếu không có đủ bụi trong không khí thì quá trình đốt cháy sẽ không lan rộng. Không có giới hạn nồng độ trên đối với bụi, đây cũng là tâm điểm. Trong trường hợp này, tốc độ lan truyền ngọn lửa (nghĩa là phản ứng) thấp hơn đáng kể so với khi phát nổ, vì ngay cả khi xảy ra dòng chảy hỗn loạn (tăng tốc đáng kể sự lan rộng của mặt trước ngọn lửa so với thời điểm phản ứng ban đầu, tại đó ngọn lửa lan truyền êm, thành lớp), tốc độ lan truyền ngọn lửa không quá mét, tối đa hàng chục mét mỗi giây.
Tất cả điều này giải thích động lực học áp suất khác nhau. Trong quá trình phát nổ (nổ lựu đạn), áp suất ở mặt trước sóng xung kích rất cao nhưng thời gian tiếp xúc áp suất cao nhỏ nên xung lượng không lớn lắm. Trong vụ nổ thể tích, áp suất thấp hơn nhiều nhưng thời gian tiếp xúc lâu hơn nhiều. Và điều đó có nghĩa là rất nhiều động lực. Do tác động lên xây dựng công trìnhđiều này có thể được so sánh với cú đánh của một chiếc búa tạ và một chiếc máy ủi chạy chậm. Trong trường hợp đầu tiên, chúng ta có một cái lỗ và vết nứt, trong trường hợp thứ hai, toàn bộ ngôi nhà đang dần bị phá hủy. (Sự so sánh rất, rất tùy tiện; trên thực tế, mọi thứ có phần phức tạp hơn). Ngoài ra, với vụ nổ thể tích, nhiệt độ trong thể tích nơi xảy ra vụ nổ tăng lên đáng kể.
Một đặc điểm khác của vụ nổ bụi là trong vụ nổ đầu tiên, bụi tích tụ trên các bề mặt bị nâng lên (chuyển sang trạng thái aerogel) bằng sóng xung kích và điều này dẫn đến vụ nổ lặp lại, thường mạnh hơn. Sự khác biệt về thời gian rất khó nhận thấy nếu không có công cụ, nhưng nó vẫn tồn tại.
Alexandra Chuyện là vậy... tôi đã nghe nói trước đây, hoặc trong chiến tranh hoặc đơn giản là vì bọn cướp đã làm nổ túi bột)
Tôi không đồng ý. Không thể làm nổ một túi bột.
Tôi nghe nói ở một số cơ sở sản xuất trục thông gió bị tắc lông tơ dương. Và ai đó, vào một giờ không tốt, đã đề nghị đốt nó. Nó phát nổ mạnh đến nỗi xé nát hai bức tường chịu lực.
Tôi vô cùng nghi ngờ rằng nó sẽ tàn bạo đến vậy. Tôi có thể tò mò, thông tin này đến từ đâu? (bạn biết đấy, mối quan tâm nghề nghiệp).
Nếu quan tâm, bạn có thể ném một nắm mùn cưa nhỏ vào lửa để thử nghiệm - đảm bảo sẽ có một “tiếng thổi” kỳ diệu
Bugoga. Chắc chắn sẽ không có vụ nổ nào.