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[讨论] 【高分子版每周议题21】再议“粉尘爆炸”

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天薏VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-26 22:02:39 | 显示全部楼层 |阅读模式   来自辽宁省
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【高分子版每周议题21】2014-8-26发布
2014年8月2日上午7时37分许,江苏昆山市开发区中荣金属制品有限公司汽车轮毂抛光车间在生产过程中发生粉尘爆炸,该事件已经过去一段时间了,相信不少生产装置也进行了举一反三,不过很多时候这种举一反三又流于形式。
在高分子(例如聚烯烃等)生产中,也会有较多区域会有粉尘爆炸的风险。本期议题则就粉尘爆炸展开讨论,欢迎大家踊跃参加。讨论可以从以下几方面着手:
1)聚烯烃装置(也可以说其他高分子的生产装置)主要哪些工段或区域属于粉尘爆炸的易发区域?
2)你了解到的聚烯烃装置有无发生过类似的事件?简要介绍下其基本情况及事故后整改措施。
3)这类生产装置粉尘爆炸发生的原因主要有哪些?
4)在日常工作中可以通过那些办法进行粉尘爆炸隐患的治理。
NOTE: 以上几点仅为抛砖引玉,欢迎大家畅谈 鼓励原创,促进讨论交流,尽量避免大幅摘抄。

欢迎大家畅所欲言,积极参与的都将有丰厚的财富奖励(灌水贴除外),回答比较独到或有预见性的给与大额财富奖励。
海川高人多,如有不当,欢迎指正,有交流才有进步。
集思广益,议题征集贴链接:高分子版块每周议题征集建议贴 ,欢迎踊跃参与,积极参与的均有丰厚奖励。
高分子版每周议题等活动及精华汇总帖
【高分子版】活动汇总帖http://bbs.hcbbs.com/thread-1288266-1-1.html
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FFT888VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-27 08:09:08 | 显示全部楼层   来自黑龙江省
海川大学三年   昵称头衔:  Ta暂未定义 - 配置你的头衔

楼主这个提议非常好,我们以前讨论过一次,那次比较宽泛,这次专门讨论聚烯烃装置粉尘爆炸问题,会比上一次讨论的更具体,分析更透彻,将对设计人员和生产管理人员起到非常好的提示效果,谢谢楼主的提议。
聚烯烃根据其工艺技术的不同产生粉尘的位置也落有不同,但是造粒工段都是一样的,这个区域肯定有粉尘存在,通常采用双防设备(电气和仪表),强制通风降低粉尘浓度;对于三井聚合工艺的HDPE粉尘可以追索到转鼓干燥机。不管什么技术如果设有粉料包装这个区域粉尘会更重。

点评

www.cnhaoxing.com/id_1010/ 天骄无双  发表于 2014-9-1 10:15
不好意思 由于工作较忙 最近关注论坛其他板块比较少 我猜测出事初期肯定会引起讨论的 所以直接命题为“再议”  发表于 2014-8-27 21:15

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Peterpaul彼得保罗
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xiaofeeVIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-27 10:16:06 | 显示全部楼层   来自江西省
海川大学三年   昵称头衔:  Ta暂未定义 - 配置你的头衔

粉尘爆炸,目前爆炸危险区域如果划分,是否还没有详细的规范介绍?

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chxp110VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-27 10:48:43 | 显示全部楼层   来自浙江省
海川大学二年   昵称头衔:  Ta暂未定义 - 配置你的头衔

主要是后工段,检修时,要用水将粉尘洗干净。包括粉料罐、干燥器、气蒸罐、粉料仓、粒料仓等。
对于粉尘爆炸最根本的原因应该是重视不够,要从顶层重视。

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庆山VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-27 14:32:07 | 显示全部楼层   来自河南省
海川小学6年级   昵称头衔:  Ta暂未定义 - 配置你的头衔

据日本消防厅统计,1972~1981年共发生335起粉尘静电爆炸,1982~1991年和1992~2001年,分别发生258起和142起粉尘静电爆炸。粉尘的频繁爆炸推动了粉体静电的研究热。特别是粉体静电的危险研究,在二十世纪七、八十年代取得了重大进展,主要研究成果和结论如下1)从粉尘爆炸来说,料仓内最主要的放电形式有锥形放电、火花放电、传播型刷形放电等;(2)从放电的危险性来说,粗粒料(1~10mm)比细粒料(1mm)有更大的危险;(3)料仓的线性尺寸对料体放电有十分重要的影响:堆面单次放电电荷转移量△q≡D2·8,放电相当能量W≡D3·36。粉体料仓静电爆炸的危险性,可以用D≤MIE0·298M0·435曲线评估。其中D:料仓直径(m),MIE:粉尘最小点火能的相当能量(mJ),M:粉体颗粒中值尺寸(mm)。(4)锥形放电电荷转移量与引燃能量有一定的统计关系:W=100Δq1·2,锥形放电能量W≤10mJ;(5)料仓中可燃气体量(C)对料尘最小点火能MIEH有至关重要的影响.

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庆山VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-27 14:33:12 | 显示全部楼层   来自河南省
海川小学6年级   昵称头衔:  Ta暂未定义 - 配置你的头衔

中新网2013.3月15日电 据韩国《朝鲜日报》报道,韩国全罗南道丽水国家产业园区内的一家化学工厂14日发生爆炸事故,导致6名工人死亡、11人受伤。

    报道称,当地时间14日晚8点50分左右,位于全罗南道丽水市花峙洞的丽水产业园区内的大林产业高密度聚乙烯(HDPE)第二工厂发生爆炸事故。当时有17名工人在聚乙烯工厂进行筒仓建设和维护作业。

   警方初步认为,爆炸原因是聚乙烯工厂筒仓内的残留气体被周围引火物点燃。有人证实,事发当时,工人们正在筒仓上部进行焊接作业。消防当局也认为,很可能是焊接火星引爆了筒仓内的残留气体。据悉,该工厂自13日起停工,进行定期维护。

    爆炸事故还引发了火灾。不过火势不大,仅10分钟就被扑灭,从而避免了连环爆炸。不过,由于多名工人烧伤严重,死亡人数有可能进一步增加。

    据悉,塑料原料聚乙烯可放出易燃性气体,但不是有毒物质。该物质耐寒耐热性很强,所以常用于制作电线、软管、硬管等注压成型物品。

    警方和消防当局认为,丽水产业园区去年和2003年也发生过爆炸事故,因此此次事故有可能是安全意识淡漠导致的“人祸”。

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庆山VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-27 14:41:45 | 显示全部楼层   来自河南省
海川小学6年级   昵称头衔:  Ta暂未定义 - 配置你的头衔

粉尘爆炸的五大条件: (手打)
1要有一定的粉尘浓度
2要有一定的氧含量
3要有足够的点火源
4粉尘必须出于悬浮状态
5相对密闭的空间

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庆山VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-27 14:42:18 | 显示全部楼层   来自河南省
海川小学6年级   昵称头衔:  Ta暂未定义 - 配置你的头衔

这个介绍比较详细,但是不能复制
http://www.safehoo.com/Tech/Chemical/201009/48741.shtml

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ljtjbxVIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-27 15:30:27 | 显示全部楼层   来自辽宁省
海川大学二年   昵称头衔:  Ta暂未定义 - 配置你的头衔

聚烯烃装置的粉尘主要产生在造粒系统和粉料仓系统等。产生粉尘爆炸的关键就是粉尘聚集到一定的浓度(包括泄露、通风不畅)氧含量超标遇到明火(静电等)发生爆炸其当量非常之大,破坏之强!
   1、在气相工艺中UNIPOL工艺(包括聚乙烯和聚丙烯)本身反应就是气相流化床,从反应开始就出现了粉尘,只是在反应器内,但是一旦检修打开反应器时就会出现粉尘爆炸的可能;
   2、环管工艺中进料罐D302中也会聚集细粉,主要是在检修时容易出现置换不合格,清理过程中发生闪爆(本人就曾遇到过,是在检修期间开口同氮气置换时胶管刷龙后摩擦出现静电后与扬起的粉尘发生闪爆,无人员受伤)
   3、反应后续处理系统的清理过程中,易出现大量粉尘(限于检修置换等)
   4、造粒楼。造粒楼是一个密闭的空间,对粉尘处理要求非常的严格,轴流风机必须保证运行好使,现在先进的还设置了新风机组进行置换。造粒楼产生的粉料还有就是添加剂系统出现的添加剂粉尘。
   5、粉料包装系统。如果装置设有粉料包装的,在放粉料时极易出现粉尘集聚发生事故。

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天薏楼主 VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-27 21:18:00 | 显示全部楼层   来自辽宁省
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规范上如何定我不清楚 可能要设计的大神讲解下
以我们的挤压造粒楼为例 设计时 一楼为非防爆区 二楼以上(粉料及添加剂系统)为防爆区 我想 这样指定应该是有依据的
虽然二楼以上为防爆区 且有粉尘爆炸的风险 不过好像对于粉尘爆炸风险的降低 好像并没有设计什么措施

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天薏楼主 VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-27 21:22:44 | 显示全部楼层   来自辽宁省
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chxp110 发表于 2014-8-27 10:48
主要是后工段,检修时,要用水将粉尘洗干净。包括粉料罐、干燥器、气蒸罐、粉料仓、粒料仓等。
对于粉尘爆 ...

去过不少国内的聚烯烃造粒现场 很多地方都是粉尘比较多的 设备一段时间不清理 上边就是一层粉尘
不得不承认  这点上和国外差距还是很大的 以前去老外的造粒 说看不到粉尘一点都不夸张 人家整个楼里有专门的吸尘设施 添加剂卸料也是在带除尘的独立房间完成
你们那边上造粒没 粉尘治理情况如何?

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天薏楼主 VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-27 21:28:32 | 显示全部楼层   来自辽宁省
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ljtjbx 发表于 2014-8-27 15:30
聚烯烃装置的粉尘主要产生在造粒系统和粉料仓系统等。产生粉尘爆炸的关键就是粉尘聚集到一定的浓度(包括泄 ...

你说的这个第二项 其实聚烯烃装置带粉的容器或反应器在拆开检修时 都会存在这个风险的 这个我以前倒是没有留意到
我听说过是有粒料料仓爆炸的 楼上也有人说聚乙烯粒料中可能会散发出乙烯气体引起爆炸 也有人认为是切粒效果不好以及掺混输送过程中产生了塑料粉尘在静电作用下引起的
不知道以前国内出过事的地方 到底是粉尘引起的爆炸 还是可燃气引起的

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优优爸VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-28 08:22:37 | 显示全部楼层   来自河北省
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本帖最后由 优优爸 于 2014-10-22 08:57 编辑
xiaofee 发表于 2014-8-27 10:16
粉尘爆炸,目前爆炸危险区域如果划分,是否还没有详细的规范介绍?

应该算是有的,《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92,比较老的规范,而且对爆炸性粉尘环境的区域划分说得特别模糊。

10月1日实行的50058-2014已经到手了,比92版多说了不少,可以看看,名字变成《爆炸危险环境电力装置设计规范》

点评

是的,那个主要是电气防爆  发表于 2014-8-28 09:11

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chxp110VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-28 08:25:02 | 显示全部楼层   来自浙江省
海川大学二年   昵称头衔:  Ta暂未定义 - 配置你的头衔

天薏 发表于 2014-8-27 21:22
去过不少国内的聚烯烃造粒现场 很多地方都是粉尘比较多的 设备一段时间不清理 上边就是一层粉尘
不得不 ...

粉料仓这边主要是措施:窗户全部拆掉,保证通风;包装人员将机器、地面每天清理,洒洒水。也就这样。

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山度士VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-28 20:51:58 | 显示全部楼层   来自广东省
海川高中1年级   昵称头衔:  Ta暂未定义 - 配置你的头衔

都说了不少,就再啰嗦两条,造粒楼的抽风扇看似作用不大,其实还是很管用的。上面有人说到聚烯烃粒料爆炸,还真不多见,高压聚乙烯可能会特别一点,因为工艺上高压聚乙烯是反应熔融物直接造粒,不产生粉料,没有经过粉料脱气过程,所以在造粒以后需要在料仓内进行吹气脱除烃类。

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ylb913VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-28 21:03:32 | 显示全部楼层   来自山东省
海川顾问组(海友)   昵称头衔:  Ta暂未定义 - 配置你的头衔

说个相关也不相关的话题,今天看了眼98年版的《石油化工安全技术》:爆炸性粉尘混合物,如铝粉尘、硫磺粉尘、煤粉尘、有机粉尘等与空气或氧气形成的混合物。

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天薏楼主 VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-28 21:27:17 | 显示全部楼层   来自辽宁省
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chxp110 发表于 2014-8-28 08:25
粉料仓这边主要是措施:窗户全部拆掉,保证通风;包装人员将机器、地面每天清理,洒洒水。也就这样。

我们工厂周围环境里粉尘本来就大 造粒开窗也会落很多灰的 现场窗户都是开一部分 不知道是否合规范

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双利化工VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-29 14:17:57 | 显示全部楼层   来自广东省
海川大学二年   昵称头衔:  Ta暂未定义 - 配置你的头衔

防范措施:
如采用有效的通风和除尘措施,严禁吸烟及明火作业。在设备外壳设泄压活门或其他装置,采用爆炸遏制系统等。对有粉尘爆炸危险的厂房,必须严格按照防爆技术等级进行设计,并单独设置通风、排尘系统。要经常湿式打扫车间地面和设备,防止粉尘飞扬和聚集。保证系统要有很好的密闭性,必要时对密闭容器或管道中的可燃性粉尘充入氮气、二氧化碳等气体,以减少氧气的含量,抑制粉尘的爆炸。[5]
常用的防护措施或方案主要有四种:遏制、泄放、抑制、隔离。其中泄放分为正常情况下的压力泄放和无火焰泄放;隔离分为机械隔离和化学隔离。主要防护设备包括:防爆板(Explosion Panel)、防爆门(Explosion Vent)、无焰泄放系统(Flameless Venting)、隔离阀(Explosion Isolation Valve)以及抑爆系统(Explosion Suppression Systems)。在实际应用中,并不是每一种防护措施单独使用,往往采用多种防护措施进行组合运用,以达到更可靠更经济的防护目的。[8]
遏制
就是在设计、制造粉体处理设备的时候采用增加设备厚度的方法以增大设备的抗压强度,但是这种措施往往以高成本为代价。
泄放
包括正常泄放和无焰泄放,是利用防爆板、防爆门、无焰泄放系统对所保护的设备在发生爆炸的时候采取的主动爆破,泄放爆炸压力的办法进行泄压,以达到保护粉体处理设备的安全。防爆板通常用来保护户外的粉体处理设备,如粉尘收集器、旋风收集器等,压力泄放的时候并随有火焰以及粉体的泄放,可能对人员和附近设备产生伤害和破坏;防爆门通常用来保护处理粉体的车间建筑,以达到整个车间避免产生粉体爆炸;对于处于室内的粉体处理设备,有时对泄放要求非常严格,不能产生火焰、物料泄放或者没有预留泄放空间的情况下,通常会采用无焰泄放系统,以达到保护人员以及周围设备的安全。
抑制
爆炸抑制系统是在爆燃现象发生的初期(初始爆炸)由传感器器及时检测到,通过发射器快速在系统设备中喷射抑爆剂,从而避免危及设备乃至装置的二次爆炸,通常情况下爆炸抑制系统与爆炸隔离系统一起组合使用。抑制就是利用了爆炸需要的三要素以及原理。根据这个原理,爆炸需要完整的三个要素,并在适当的条件下产生爆炸。所以要抑制爆炸的发生,必须取消三要素中的一个要素。一种措施是往粉体处理设备内部注入惰性气体如N2、CO2等代替空气,从而降低氧化剂:氧气O2的含量,以达到抑制爆炸的目的;另一种措施是取消易燃易爆物料,但是这是不可能的,因为设备本身就是用来处理该物料的。所以以上两种措施都是不可能或者很难做到的,所以我们一般采用最简单的措施,就是取消其中的一个重要要素:火源,从而抑制爆炸的发生。这就要采用爆炸抑制系统,最简单的爆炸抑制系统是由四个单元组成:监视器、传感器、发射器和电源。
四个单元各自的功能分别为:监视器可以提供可视或者可听的警报,对整个系统的激活、密封故障、气压和电源故障进行监视,而且发射器的发射不是由监视器触发,而是由传感器直接触发,从而大大缩短了抑爆系统的反应时间。传感器由三个朝向不同方向的压力传感器组成,其中一个设定在低压状态,两个设定在高压状态,必须同时有其中两个压力传感器被激活时,整个系统才被触发,从而避免误操作的发生。发射器由抑爆剂筒、气体罐(充满低压氮气200Psi-300Psi)、电子控制器组成,而且抑爆剂(碳酸氢钠粉末)和压力气体分开储存,这样避免使用者在检查和维护的时候不处于受压系统的危险之中。电源给整个系统供电,可以由交流电输入转换成24V直流电,也可以直接使用电池,另外还有三个继电输出端,一个显示交流电的供应情况,一个显示系统是否有故障,一个显示系统是否在工作。这四个单元即可组成一个最简单的抑爆系统,但是有时要保护的范围很大,就需要增加发射筒,一个传感器最多可以连接十个发射筒。
粉体爆炸的形成和发展的过程是这样的:在密闭的工业设备内部产生的许多粉末和灰尘与空气中的氧气混合,假如达到适当 的浓度,万一产生了火花,就会由火花发展成小火球,如不抑制就会由小火球发展成大火球,并伴随有高温高压的产生,当压力升高到一定程度,超出了设备的抗压强度,就会发生爆炸。在此过程中,升高的压力会产生冲击波,而且冲击波的传播速度远大于火焰传播的速度,利用这个原理,让抑爆系统的传感器及时探测到冲击波,在火焰还没有时间发展成爆燃的时候,发射器喷射出抑爆剂(碳酸氢钠),将火焰喷灭,从而避免小火球演变成大火球,甚至形成爆炸,从而破坏设备,甚至危害到人身安全。
抑爆系统通俗来说相当于一个自动灭火器,但是在这里要灭的不是熊熊烈火而是发生爆炸前期的小火球。当安装在粉体设备上的传感器探测到设备内部发生火花,使得燃料燃烧,形成小火球,即将要发展成大火球产生爆炸的瞬间,马上发出一个指令给发射筒,发射筒马上会向设备内部喷出灭火剂,把要引发爆炸的火花熄灭,从而抑制了爆炸的发生。
隔离
分为机械隔离和化学隔离两种,往往和抑爆系统一起应用。
隔离就是把有爆炸危险的设备与相连的设备隔离开,从而避免爆炸的传播,产生二次爆炸。一般在设备的物料入口安装化学隔离,在设备的物料出口安装机械隔离阀。化学隔离和抑爆系统中的发射筒相同,只是一般为45°安装;机械隔离阀类似于常见的闸阀。
在现代工业中,我们给粉体设备做防爆措施,不能只单独考虑某一个设备,要从整体出发,要作为一个防爆系统工程来设计,所以往往需要采取多种方案组合应用。如泄放和机械隔离方案、泄放和化学隔离方案、无焰泄放和机械隔离方案、无焰泄放和化学隔离方案、抑制和机械隔离方案等等,也可能需要所有方案的集合体。
根据国际标准如NFPA68、NAPA69、NFPA654规范的指导,为了工业的安全生产,为了人身和设备的安全,又由于爆炸的不确定性,务必提高安全防范意识,在设计、制造、使用带危险性的粉体设备时,应当给工业粉体设备上保险:采取合适的防护措施进行防爆。

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ljtjbxVIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-29 17:37:44 | 显示全部楼层   来自辽宁省
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事故的发生,其实就2点,就是管理上的问题和操作上的问题。根据多起事故的发生很大程度是就是管理上的问题。只要管理到位、安全意识提高,防患于未然才是重点!

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Hsu_OCCVIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-29 22:15:49 | 显示全部楼层   来自浙江省
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最近也被此问题困惑。

双酚A料粒在管廊输送中,管内充氮需要维持含氧低于多少呢? 对于粉料粒是否都要粉尘防爆? 没有电气防爆和粉尘防爆都满足的吧?

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天薏楼主 VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-29 22:56:48 | 显示全部楼层   来自辽宁省
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Hsu_OCC 发表于 2014-8-29 22:15
最近也被此问题困惑。

双酚A料粒在管廊输送中,管内充氮需要维持含氧低于多少呢? 对于粉料粒是否都要粉 ...

双酚A不了解 我做聚丙烯的 聚丙烯粉料输送时 氧气含量的极限是4% 一般2%就要报警和进行调整了 4%联锁输送系统停车 对于粒料 采用空气输送 以前没留意 但现在觉得其实还是有风险的 不过这方面在设计时是如何考虑的 也没有深究过 聚丙烯的粉料粒料输送系统 一般都是成套的 技术应该比较成熟 但设计原则什么的 因为接触的少 也不十分清楚 双酚A估计也差不多吧 主要还要考虑下输送介质的性质。

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ljtjbxVIP会员 VIP会员 发表于 2014-9-1 08:28:22 | 显示全部楼层   来自辽宁省
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天薏 发表于 2014-8-29 22:56
双酚A不了解 我做聚丙烯的 聚丙烯粉料输送时 氧气含量的极限是4% 一般2%就要报警和进行调整了 4%联锁输送 ...

粉体输送是一个系统工程。主要分为密相输送和稀相输送。这方面的资料以前我也查过,一些具体的文献对密相输送还是没有一个固定的理论支撑,输送的特点也非常的复杂,就是无法具体的建立模型进行模拟。主要参数有固气比、压差、距离(包括直管和弯管等)、摩擦等参数

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