丁東梅
1.惰化和抑制
圖 1抑制劑（或惰性劑）的需求量和輸送曲線(xiàn)（來(lái)自Moore和Siwek，1992年）如Dastidar和Amyotte（2002）所述，圖1是抑制劑(或惰性劑)緩解爆炸的要求的配圖，以及來(lái)自高速率放電罐的抑制劑。緩解爆炸所需的抑制劑量從零時(shí)的某個(gè)初始值開(kāi)始，并隨著(zhù)爆炸火球尺寸的增加而迅速增加。抑制劑的初始量取決于材料特性以及點(diǎn)火源的特性。管線(xiàn)的向上彎曲取決于在給定的容器幾何形狀中火焰通過(guò)可爆粉塵傳播的性質(zhì)。在初始延遲后開(kāi)始從放電罐開(kāi)始輸送抑制劑，這取決于爆炸檢測系統。然后該曲線(xiàn)迅速增加，并隨著(zhù)抑制劑推進(jìn)劑的消耗而開(kāi)始趨于平穩。為了充分抑制爆炸，抑制劑的輸送曲線(xiàn)必須交叉并超過(guò)抑制劑的需求曲線(xiàn)。抑制劑輸送曲線(xiàn)的性質(zhì)和曲率取決于抑制劑裝置的設計特征（例如，檢測器的數量和類(lèi)型，排放罐的數量和尺寸以及排放罐的流量）。確定兩條曲線(xiàn)是否交叉的關(guān)鍵因素是曲線(xiàn)的交點(diǎn)，該交點(diǎn)表示緩解爆炸所需的抑制劑量與縱坐標（即零時(shí)的抑制劑要求）相交。該值是惰化水平，或抑菌劑（或惰性劑）和易爆粉塵緊密混合時(shí)的抑菌劑要求。無(wú)論使用術(shù)語(yǔ)惰性劑還是抑制劑，它都是相同的材料-惰性（即，不可燃）粉塵。重要的區別在于材料的應用-是惰性的還是抑制性的。 Eckhoff（2003）在有關(guān)1990-2002年期間粉塵爆炸研究與開(kāi)發(fā)的章節中清楚地闡明了相同的區別，其中他介紹了不同的部分，標題為：添加不可燃粉塵進(jìn)行惰化和自動(dòng)爆炸抑制。正如Eckhoff（2003）所指出的，在過(guò)程工業(yè)中，抑制作用比惰化作用更廣泛地應用。這是由于在爆炸惰性應用中需要將易爆粉塵和惰性粉塵充分預混；這種混合會(huì )導致不可接受的產(chǎn)品污染。惰性化在地下煤礦行業(yè)中可能是最普遍的情況，在該行業(yè)中，惰性巖石或石材粉塵（例如石灰石或白云石）與采礦過(guò)程中產(chǎn)生的煤粉混合在一起。確實(shí)存在其他應用（例如，Mintz，Bray，Zuliani，Amyotte和Pegg，1996年，如后所述），尋找非傳統機會(huì )利用惰性粉末降低風(fēng)險的潛力很重要。如本文后面所述，可以通過(guò)惰化將散裝粉末加工成危害較小的形式，從而利用固有的適度安全原理（Amyotte，Khan和Dastidar，2003年）。
2.影響參數
所討論的參數包括惰化劑的組成、惰化劑的粒徑、可燃氣體的共存、點(diǎn)火能以及被保護設備的規模。前兩個(gè)因素與惰性材料本身有關(guān)，后三個(gè)因素則更具體到工業(yè)情況。Chatrathi和Going（2000）還通過(guò)考慮比熱，分解溫度，分解熱，顆粒半徑和表面積的影響，研究了材料（惰性或抑制劑）因素的重要性。除了這里考慮的這些參數和其他參數外，爆炸性塵埃的一些屬性對于確定惰化水平也很重要-爆炸性塵埃的成分，粒徑和濃度（Amyotte＆Pegg，1992）。惰性化水平是惰性化可燃粉塵/空氣混合物所需的抑制劑量。該抑制劑的量可以通過(guò)多種方式表達：?添加的惰性物質(zhì)在總固體混合物中的百分比（由惰性物質(zhì)和可燃粉塵組成）；?不可燃物在全部固體混合物中的百分比；稱(chēng)為總不可燃物TIC或所添加惰性材料的質(zhì)量與可爆炸粉塵的質(zhì)量之比；稱(chēng)為惰性比IR。
2.1惰化劑的組成
在惰性物質(zhì)組成的框架內，許多因素很重要：比熱，反應熱（分解），分解溫度和分解速率。這些因素中的第一個(gè)決定了塵埃云的總熱容量，而另一個(gè)決定了涉及惰性物質(zhì)的吸熱分解反應的可能性。在以下來(lái)自Amyotteand Pegg（1992）的討論中擴展了這些觀(guān)點(diǎn)。如Amyotte，Mintz和Pegg（1992）所述，在26升爆炸室內使用三種不同的巖石粉塵進(jìn)行了測試：石灰石（98wt％CaCO3），白云石（w56 wt％CaCO3和w38 wt％MgCO3）和菱鎂礦（14 wt％的CaCO3和81 wt％的MgCO3），目的是確定巖屑分解的相對重要性。惰性劑具有相似的粒度分布，質(zhì)量平均直徑分別為25、30和28 mm。測試的爆炸性粉塵是來(lái)自新斯科舍省布雷頓角開(kāi)發(fā)公司王子煤層的煤粉（質(zhì)量平均直徑為22毫米，揮發(fā)物含量為w35 wt％）。如果吸熱分解反應起作用，人們就會(huì )預期對石灰石，白云石，菱鎂礦的惰化效果的遞增順序。該排名基于分解溫度，分別為825、750和350℃。
但是結果表明，這種有效性順序不存在。三種粉塵的惰化水平相同，即粉塵為84 wt％（TIC為86 wt％或IR為5.3）。
每個(gè)巖石粉塵中CaCO3和MgCO3的相對比例不影響爆炸惰化所需的惰性物質(zhì)的量。因此，在這些測試中主要的慣性機理是由于存在巖粉而使固體熱容量增加。從w0.9 kJ / kg K起，石灰石，白云石和菱鎂礦的比熱變化不大，比重均為3.0或略低。由于巖石粉塵的分解而導致的熱效應的缺乏可通過(guò)在反應區中的短停留時(shí)間來(lái)解釋。Hertzberg，Cashdollar，Zlochower和Ng（1984）已表明，石灰石的分解誘導時(shí)間比煤塵的揮發(fā)分誘導時(shí)間要短幾十倍，而其二氧化碳的半衰期是假設煤中的白云石和菱鎂礦存在類(lèi)似的分解限制，則可以得出結論：與煤的揮發(fā)作用相比，巖屑的分解速度太慢（這是煤的均勻火焰傳播機理中的關(guān)鍵步驟）。煤炭粉末）。這種現象已經(jīng)被解釋為巖粉的“不及熱”惰性化效果（Hertzberg等，1984），這意味著(zhù)由于巖粉分解而產(chǎn)生的附加熱負荷并不一定發(fā)生。然而，這種反應熱效應的潛在幅度非常顯著(zhù)。Choi，Rahimian和Essenhigh（1986）在噴射攪拌反應器系統中進(jìn)行的實(shí)驗表明，在適當的停留時(shí)間和100％的分解下，石灰石的百分含量是必需的。不發(fā)生分解時(shí)，惰性氣體幾乎是所需惰性氣體的一半。前面的討論集中在粉塵爆炸惰性物質(zhì)的熱影響上。使用某些抑制劑也可能產(chǎn)生其他化學(xué)性質(zhì)的影響。概括地說(shuō)，諸如石灰石之類(lèi)的惰性物質(zhì)通過(guò)“排出”燃燒所需的熱量來(lái)惰性化或抑制粉塵爆炸，從而限制了火焰在未燃燒的燃料云中的傳播。該熱效應主要歸因于惰性材料的高熱容量，但是如果條件允許的話(huà)（例如，如果火焰區域中的停留時(shí)間足夠長(cháng)），還可能包括惰性物質(zhì)分解的貢獻。在CaCO3煅燒的情況下，這些分解作用將包括吸熱反應熱以及通過(guò)分解產(chǎn)物（例如二氧化碳）對反應區的稀釋。有效的惰化通常需要大量的這些熱抑制劑（回憶一下Amyotte等人，1992年的86 wt％TIC；另見(jiàn)Sapko，Weiss，Cashdollar，＆Zlochower，2000）。關(guān)于熱抑制劑防止火焰蔓延的方式的知識可應用于其他可能看似無(wú)關(guān)的應用。例如，在電力工業(yè)中，不完全燃燒和隨后的廢物流污染會(huì )構成嚴重的爆炸危險。這是燃料殘留的問(wèn)題，如粉煤灰污染粉煤灰時(shí)可能會(huì )出現。煤如果以足夠的量存在于混合物中，則可作為潛在爆炸的燃料來(lái)源。但是，可以通過(guò)認識到惰性塵埃（即粉煤灰）被可燃性粉塵（即煤塵）污染，只是將爆炸惰性化為“轉身”，來(lái)確定由燃料攜帶帶來(lái)的風(fēng)險。潛在的現象是相同的，無(wú)論是試圖用粉煤灰對煤塵進(jìn)行熱惰性處理，還是試圖確定會(huì )導致所述粉煤灰和粉煤灰混合物爆炸的粉煤灰百分比（Amyotte等，2004； Dastidar＆Amyotte，2002）。圖2和圖3分別來(lái)自Amyotte, Basu, and Khan(2003)和Amyotte, Mintz, Pegg, Sun, and Wilkie (1991a)，分別展示了另一個(gè)例子，其中熱惰化劑行為的知識可以幫助解釋爆炸惰化以外的應用結果。在Amyotte等人(2003)的研究中，主要目標是確定在化石燃料發(fā)電廠(chǎng)的燃燒器燃料中(全部或部分)用石油焦代替煤所能帶來(lái)的粉塵爆炸危險的降低程度。
圖 2通過(guò)使用煤和石油焦的混合燃料來(lái)降低壓力上升速率（來(lái)自Amyotte等，2003）。
圖2給出了Siwek20-L容器對煤和石油焦的混合燃料進(jìn)行測試的壓力上升率數據。壓力上升率從石油焦混合物開(kāi)始基本上呈現出總體下降的趨勢。該趨勢類(lèi)似于圖3中的趨勢，圖3顯示了白云石混合物對新斯科舍省典型煤塵產(chǎn)生的壓力上升率降低。（Amyotte等，1991a）。石油焦雖然顯然不是完全惰性的，但其揮發(fā)物含量確實(shí)比煤炭低得多，因此，當與煤粉燃料混合使用時(shí)，會(huì )產(chǎn)生“類(lèi)似惰性”的影響。這個(gè)類(lèi)比也適用于爆炸超壓的結果。如Amyotte等人所述。 （2003年），白云石或石油焦與煤塵的混合物導致爆炸超壓降低只有相對較高的添加劑百分比。
圖 3混合白云石（巖粉）對煤粉壓力上升速率的影響（來(lái)自Amyotte等，1991a）。如前所述，一些惰性物質(zhì)除了具有吸收熱能的物理機制外，還具有施加化學(xué)影響的能力。這些抑制劑通過(guò)自由基捕獲作用終止鏈支化反應，從而化學(xué)參與燃燒過(guò)程，從而在火焰傳播過(guò)程中提供動(dòng)力學(xué)干擾。Chatrathi和Going（2000）將哈隆1301（CF3Br）描述為化學(xué)上參與燃燒反應的惰性劑的一個(gè)實(shí)例，與先前描述的巖粉相反，后者主要是物理（即熱）惰性劑。Moore（1996）和Swift（1988）的論文還提供了對各種惰性（抑制劑）劑及其功效的很好的概述。尤其值得一提的是，摩爾對化學(xué)工業(yè)在90年代中期為確保鹵代烴的替代而做出的描述，因為這些抑制劑由于消耗臭氧層而被替代。惰性物質(zhì)磷酸一銨（NH4H2PO4或MAP）和碳酸氫鈉（NaHCO3或SBC）被認為通過(guò)物理和化學(xué)手段都可以作為爆炸抑制劑（Chatrathi＆Going，2000）。作者和同事在Fike 1-m3室（Chatrathi和Going，2000年；Dastidar，Amyotte，Going和Chatrathi，1998年，1999年）和Siwek 20-L室（Dastidar和Amyotte，2002年）中對這些材料進(jìn)行了廣泛的測試。）。所測試的爆炸性粉塵為鋁，蒽醌和聚乙烯棉布（玉米淀粉和匹茲堡粉煤以及惰性石灰石，程度較?。?。這些測試的主要目的是研究一種可燃性參數，即最小惰化濃度或MIC（如本文后續部分所述）。我們感興趣的是chatrathi和go(2000)以及Dastidar等人(1999)的圖4 (1-m3惰化測試)。這些數據點(diǎn)代表給定的燃料/惰性混合物的爆炸極限。他們已經(jīng)通過(guò)平均測試產(chǎn)生爆炸的最高慣性濃度和測試在給定燃料濃度下不產(chǎn)生爆炸的最低慣性濃度進(jìn)行了插值。圖中每條曲線(xiàn)左邊的面積。4表示燃料/惰性混合物的可爆炸區域。每條曲線(xiàn)右邊的面積代表該曲線(xiàn)的可開(kāi)采面積;這里有足夠的惰性物質(zhì)來(lái)防止爆炸。每條曲線(xiàn)的“前端”(包絡(luò )線(xiàn))代表能防止爆炸的最小的慣性量，而不管燃料濃度如何。前面提到的MIC。
圖 4用碳酸氫鈉，磷酸一銨和石灰石作為惰性物質(zhì)的匹茲堡粉煤灰惰化包膜；實(shí)驗是在球形的1-m 3室中使用兩個(gè)5 kJ點(diǎn)火器作為點(diǎn)火源進(jìn)行的（來(lái)自Chatrathi和Going，2000年； Dastidar等人，1999年）。
圖4清楚地表明，對于惰化匹茲堡粉煤（PPC），石灰石是最無(wú)效的抑制劑，而MAP是最有效的抑制劑。發(fā)生這種現象的原因是石灰石無(wú)法在快速推進(jìn)的火焰前壁分解（Chatrathiand Going，2000）。另外，預期MAP和SBC的化學(xué)抑制特性將增強其對石灰石的有效性。應該注意的是，MAP的性能優(yōu)于SBC。燃料和惰性測試的所有組合都不適用4（Chatrathi和Going，2000； Dastidar和Amyotte，2002； Dastidar等人，1998，1999）。這意味著(zhù)，正如預期的那樣，惰性劑的有效性取決于爆炸性粉塵的成分。此外，正如Amrogowicz和Kordylewski（1991）所證明的那樣，這種有效性還可能取決于應用程序是惰化還是抑制。他們發(fā)現，對于一套可燃粉塵（三聚氰胺，木屑，小麥粉和煤粉），MAP的惰化作用比SBC更好，而SBC的抑制作用則好于MAP（取決于抑制劑的濃度）。
2.2.惰化劑的粒徑
考慮粒度是粉塵爆炸測試，研究和數據解釋的關(guān)鍵要素。減少爆炸性粉塵粒徑的作用是多種多樣的，并且是公認的；例如，其中包括最大爆炸壓力Pmax的增加，最大壓力上升速率（dP / dt）max的潛在顯著(zhù)增加以及最小爆炸濃度MEC的降低（Amyotte，Mintz， Pegg，Sun，＆Wilkie，1991b; Cashdollar，2000）。通過(guò)在整個(gè)尺寸分布中減小粒徑來(lái)減小可爆粉塵的質(zhì)量平均直徑也可以顯著(zhù)提高惰化水平（Amyotteet等，1991b）。關(guān)于惰化劑的粒徑，可以做出一般性的結論，即給定惰化劑的較小粒度比較大粒度的餾分在爆炸惰性和抑制方面更有效。這種說(shuō)法是有局限性的；超細惰性物質(zhì)可能會(huì )聚結，從而抵消了減小抑制劑粒徑的預期好處，而非常粗大的粒徑則幾乎沒(méi)有增量的惰性作用。但是，總的來(lái)說(shuō)，可以確定的是，惰化劑直徑的減小會(huì )導致惰性性能的提高。Hertzberg等人已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。（1984年），由MAP撰寫(xiě)，作者和同事參與了粉煤灰的研究（Dastidar等，2002b； Amyotte等，2004）。對白云石粒度對煤塵惰化要求的影響進(jìn)行了初步研究（Amyotte等，1992），促使后來(lái)進(jìn)行了更全面的研究（Amyotte，Mintz和Pegg，1995； Dastidar，Amyotte和Pegg，1997）。在Amyotte等人的后續研究中。（1995年），測試是使用26L球形腔進(jìn)行的；該測試矩陣結合了兩個(gè)大小的煤（細煤和粗煤）以及石灰石的幾種寬窄粒度分布。較寬的石灰石級分的使用確保了這項工作的實(shí)用性，而窄尺寸的石灰石則可以從研究結果中得出更基本的結論。
圖 5石灰石粒度對礦化水平的影響石灰巖的窄尺寸(來(lái)自Amyotte等人，1995年)。
Amyotte等人(1995)的圖5顯示了石灰石質(zhì)量平均直徑對礦化水平的影響。。圖5中的數據趨勢與針對大型石灰石測試所確定的趨勢相似，因此證實(shí)了國外巖石塵埃粒度分布中的細?。?/span>20 mm）顆粒對爆炸惰化的貢獻最大。圖5還假設存在一個(gè)平均粒子直徑，在該直徑以上，惰化水平基本上保持不變。這種“特征直徑”對于最終煤是65毫米，對于粗煤是80毫米。前段所述的發(fā)現可以得出這樣的結論：粉塵的較寬粒度分布可以認為是一系列較窄的粒度分布，每種粒度分布均對惰性化水平有所貢獻。這種貢獻將與小至一定特征直徑的粉塵顆粒大小無(wú)關(guān)（參見(jiàn)圖5）。小于此特征直徑的巖石粉塵顆粒會(huì )根據其相對豐度影響惰化程度。通過(guò)回想起巖石塵埃（石灰石，白云石等）抑制了熱手段傳播的塵?；鹧?，可以理解對此行為負責的潛在現象。減少巖粉塵的粒徑會(huì )導致相應增加巖粉塵的表面積，進(jìn)而導致更大的輻射熱吸收。還存在較小的粉塵顆粒能夠足夠快地分解的可能性，以至于惰性物質(zhì)的分解不是煤粉脫揮發(fā)分的速率限制步驟。
2.3.可燃氣體的共存
易燃氣體和易爆粉塵的混合混合物是工業(yè)中特別關(guān)注的問(wèn)題，而在地下煤礦行業(yè)中，甲烷的存在通常與煤塵共存（Amyotte＆Pegg，1993）。與顆粒大小的影響類(lèi)似，可燃氣體的共存對燃料粉塵的爆炸性參數的影響是公認的（Amyotte等，1991b; Cashdollar，2000）。在惰性氣體中，易燃氣體并存會(huì )導致惰化水平的增加。這再次是公認的（Amyotte等，1995，1991a）。
惰化水平增加的幅度可能很明顯。例如，在Amyotte等人進(jìn)行的一系列26-L測試中。（1991a），通過(guò)向氧化性氣氛中加入2％（體積）的甲烷，對一種被研究的粉塵的惰化水平從84％（重量）白云石提高到89％（重量）白云石。當不存在甲烷時(shí)（即84！1.06Z89），白云石的百分比增加僅為其值的6％，而對于給定質(zhì)量的煤塵，白云石的實(shí)際質(zhì)量增加了54％。這是由于當巖粉質(zhì)量與巖粉百分率成函數關(guān)系時(shí)觀(guān)察到的指數關(guān)系引起的。對于看似適度的百分比增加，增加的質(zhì)量可能會(huì )很大。
對于煤炭開(kāi)采業(yè)，以上討論表明，應用于甲烷的巖粉效率極低?？紤]到本質(zhì)上是氣相火焰傳播，必須在煤塵爆炸過(guò)程中將其阻止，結果還有助于解釋為什么即使在沒(méi)有甲烷的情況下也需要大量的巖屑。從更一般的角度來(lái)看，這些數據表明，僅在存在爆炸性粉塵的情況下，將惰化水平應用于固態(tài)和氣態(tài)燃料的混合混合物時(shí)，可能就完全不足。
2.4.點(diǎn)火能
點(diǎn)火能量和設備規模也是粉塵爆炸性測試中不可分割的一部分。測試設備的尺寸和幾何形狀在選擇點(diǎn)火源強度方面起著(zhù)重要作用。不僅要確定惰化水平，還要確定其他參數，例如MEC（Chawla，Amyotte和Pegg，1996）和LOC（限制氧氣濃度）（Going，Chatrathi和Cashdollar，2000）。這些都是極限火焰條件，在標準測試設備中測量，這些條件在很大程度上取決于所施加的點(diǎn)火能量。當點(diǎn)火源（以及由此點(diǎn)火源產(chǎn)生的火焰）比容器容積大時(shí)，會(huì )發(fā)生爆炸的超速擴散。如Dastidar，Amyotte，Going和Chatrathi（2001）所述，這有兩個(gè)后果。首先，它改變了粉塵云的初始測試條件（升高了溫度），從而可能使不可爆炸的粉塵爆炸了;其次，它還可能導致點(diǎn)火器火焰中的粉塵燃燒，但沒(méi)有真正傳播到點(diǎn)火源之外。由于點(diǎn)火源體積是測試體積的很大一部分，因此粉塵似乎會(huì )爆炸，因此會(huì )過(guò)高估計過(guò)壓和壓力上升速率。這些考慮因素的明確含義是，惰性水平（以及MEC和LOC）不是特定材料的基本參數（至少是在標準粉塵易爆性測試設備中進(jìn)行了測量）。
圖 6點(diǎn)火能量對礦化煤塵被巖屑惰性化的影響（Dastidar等，1997）。Dastidar等人(1997)的圖6定量地說(shuō)明了爆炸過(guò)量的影響。在這些Siwek 20-Lvessel試驗中，礦用煤塵(白云石)與巖石塵(白云石)進(jìn)行惰化，點(diǎn)火能量為0.25 ~ 20 kJ，煤塵濃度為500 g/m3。如圖6所示，隨著(zhù)巖粉濃度的增加，測試的所有點(diǎn)火能的爆炸超壓(Pm)減小。當加入足夠多的巖屑后，巖心完全惰化，不可能發(fā)生爆炸(爆炸超壓降至Pm Z1 bar(g)爆炸準則以下即為證明)。圖6中存在著(zhù)廣泛的惰化水平，從點(diǎn)火能量為0.25 kJ、重量為50%以下的白云石到點(diǎn)火能量為20 kJ、重量為80%以上的白云石。用于工業(yè)應用的惰化水平的選擇完全取決于被保護設備的尺寸和幾何形狀。換句話(huà)說(shuō)，選擇“正確”的惰化水平需要了解在比實(shí)驗室規模更大的艙室中測量的惰化水平(即(O20 L).
圖 7著(zhù)火能(和容器容積)對SBC對玉米淀粉惰化需求的影響(Dastidar & Amyotte,2002)。
在進(jìn)行設備規模檢查之前，Dastidar和Amyotte（2002）的圖7作為點(diǎn)火能量對惰化水平影響的替代表示。如前所述，Dastidar和Amyotte（2002）的研究涉及Siwek 20-L容器測試，并與Dastidar等人的Fike 1-m3容器測試進(jìn)行了比較。（1998，1999）。這里有趣的是用SBC惰化的玉米淀粉的20室結果；數據以類(lèi)似于圖4所示的惰性或易燃性包絡(luò )表示。圖7說(shuō)明將20 L的燃燒室點(diǎn)火能量從5 kJ降低到1 kJ，將MIC從w1500降低到500 g / m3。（回想起MIC，即最小惰性濃度，是無(wú)論燃料濃度如何，都能防止爆炸的最小惰性量。換句話(huà)說(shuō)，MIC只是表達給定可爆炸粉末惰性水平的一種替代方法。）
2.5.被保護設備的規模
在研究最大爆炸壓力和最大壓力上升速率的參數時(shí)，粉塵爆炸測試和研究領(lǐng)域中，容器尺寸和幾何形狀的重要性已得到公認。最小體積為20L且具有球形或近球形幾何形狀（加上10kJ點(diǎn)火能量）對于測量適用于工業(yè)規模設備的Pmax和（dP/dt）max值至關(guān)重要。關(guān)于MEC和LOC的極限火焰條件，適用類(lèi)似的尺寸和幾何構想。Chawla等人的工作說(shuō)明了在實(shí)驗室規模的試驗箱（20L）和中等規模的試驗箱（1m3）之間進(jìn)行MEC和LOC比較的必要性。（1996）和Goinget等。（2000）。這些比較是必要的規格適當的點(diǎn)火能量，產(chǎn)生的數值MEC和LOC適用于工業(yè)場(chǎng)景。
確切地說(shuō)，相同的考慮因素適用于確定惰性水平，而這些惰性水平的相關(guān)性超出了所測量的特定測試設備?；氐綀D7，可以看出，從1-m3腔室得到的惰性結果可以通過(guò)以下公式近似得出：僅當20L腔室中的點(diǎn)火能量降低到1kJ時(shí)才顯示20L值。這是20腔室中的能量水平，預計不會(huì )過(guò)度驅動(dòng)燃料/惰性系統，就像10-kJ較高的點(diǎn)火能量不會(huì )過(guò)度驅動(dòng)較大的1-m3體積一樣。因此，得出的結論是，如果將圍墻容積設為1m3，則在5kJ點(diǎn)火能量和20L試驗體積的條件下測得的玉米淀粉/MAP惰性水平會(huì )過(guò)高。
圖 8匹茲堡用MAP惰化的粉煤在不同點(diǎn)火能量下的1 m 3和20 L室惰化曲線(xiàn)的比較（來(lái)自Dastidar＆Amyotte，2002）。
Dastidar和Amyotte（2002）的圖8顯示了用1M3（10kK點(diǎn)火能）和20L（0.5、1、2.5和5kJ點(diǎn)火能）的磷酸一銨惰化的匹茲堡粉煤的惰性壁。顯然，將點(diǎn)火能量從5kJ降低會(huì )導致20L惰性水平接近在1m3室內測量的水平。盡管Dastidar和Amyotte（2002）研究了碳塵，但鋁粉并不需要將20L點(diǎn)火能量從5kJ降低到在兩個(gè)燃燒室中產(chǎn)生相似的結果。這種情況清楚地表明，在20L的燃燒室中產(chǎn)生類(lèi)似于1m3體積的惰化結果所需的點(diǎn)火能量取決于所測試的易爆材料。在一項伴隨研究中，Dastidar等人（2001年）調查了煤灰粉在20-L和1-m3體積中爆炸的惰性。解釋這項工作的結果的關(guān)鍵是，從大規模礦山測試獲得的煤塵/石灰石混合物惰性水平數據的可用性。有大量證據表明，在Siwek20-L燃燒室（Dastidar等，2001）或NIOSH20-L燃燒室（Cashdollar，2000）中需要5kJ的點(diǎn)火能量，以匹配確定的煤塵/石灰石惰性化水平。有趣的是，Dastidar等人在NIOSHLynn湖實(shí)驗礦中（Sapko等，2000）。（2001年）表明，Siwek20-L燃燒室（在1–10kJ的點(diǎn)火能量范圍內）的煤塵/石灰石惰化水平始終高于在Fike1-m3燃燒室中（在5–9kJ的點(diǎn)火能量范圍內）測量的30kJ）。如前所述，在惰化水平表示的極限火焰條件下，預計較高的點(diǎn)火能量會(huì )使20-L的燃燒室過(guò)載，但不會(huì )使1-m3的燃燒室充滿(mǎn)爆炸性粉塵和惰性氣體的混合物。在研究20-L，1-m3和礦級煤塵/巖石塵埃惰化水平之間的這種相似性時(shí)，似乎必須考慮能量密度以及容器的幾何形狀。為了與具有高L/D比的容器進(jìn)行比較，在這種情況下可能會(huì )由于壓力堆積而導致火焰加速（例如，礦井），因此在20 L腔室中需要高能量密度才能產(chǎn)生類(lèi)似的慣性結果。在具有較低L/D比的燃燒室中，燃燒的塵埃云中傳播的火焰前鋒將在大約同一時(shí)間到達容器壁（考慮到浮力和湍流因素），因此需要較低的點(diǎn)火能量密度。
來(lái)源：Paul R. Amyotte. Solid inertants and their use in dust explosion prevention and mitigation[J]. Journal of Loss Prevention in the Process Industries,2005,19(2).
