湿法粉碎机(【安全生产】超音速气流粉碎机生产超细粉体的危害及防治)

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目前使用超音速气流粉碎机来生产超细粉体是一种较常用的方式，但使用过程存在着许多安全问题，还没有引起足够的重视，不利于操作人员的人身健康与安全。因此，有必要了解其工作原理，找出安全隐患，深入开展安全防护和管理工作。

超音速气流粉碎机（图片来源：某知名粉体装备制造商）

超音速气流粉碎机的工作原理

通过安装在粉碎室周围的超音速喷嘴，利用压缩空气的压力能，在粉碎室内形成高速气流轨迹，这种超音速喷射气流，使粉料受到撞击、剪切、压缩等力的作用，粉体互相间产生激烈摩擦，当外应力大于粒子本身的内应力时，就能达到粉碎的目的。在粉碎室内由于离心力的作用，能达到粉体分级的作用。根据超音速气流粉碎机碎样的工作原理和实际的操作经验，发现碎样过程中涉及到的主要安全问题是粉尘危害。

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超细粉体的危害

据有关资料显示，超音速气流粉碎机的粉碎极限在0.5μm左右。其原因为：粉碎过程是粉体颗粒在外力作用下内部缺陷扩展的结果。在粉碎的开始阶段，颗粒内部原有的微裂纹在应力作用下扩展，裂纹尺寸较大，所需临界应力较小，粉碎效果最为明显。随着粉碎过程的进行，粉体颗粒越来越细，颗粒内部的裂纹或结构缺陷越来越小，促使裂纹扩展所需的应力越来越大，粉碎难度增加，粉碎效率降低，颗粒细化趋势从而达到极限。

超细粉尘的粒度大小、浓度多少不同，在呼吸系统各部位沉积的速度、部位也各不相同。一般直径在100μm以上的尘粒很快在空气中沉降，无害于人体健康。10μm以上的尘粒被阻留于呼吸道之外，5μm～10μm的尘粒通过鼻腔、气管、上呼吸道时，大部分被这些气管的汗毛和分泌粘液所阻留，经咳嗽、喷嚏等保护性反射而排出。小于5μm的尘粒则会深入和滞留在肺泡中（部分0.4μm以下的粉尘可以在呼气时排出）。

粉尘越细，在空气中停留的时间越长，被吸入的机会就越多。粉尘越细，其表面积越大，在人体内的化学活动越强，对肺的纤维化作用越明显。同时，细微粉尘具有很强的吸附能力，在粉尘周围若有有害气体、液体和金属元素，则都能吸附在微细粉尘上而被带入肺部，从而促进急性或慢性疾病的发生。

超音速气流粉碎机碎样所得的粉尘粒径绝大多数在5μm以下，而5μm以下的粉尘对人体的危害最大，因此，使用超音速气流粉碎机碎样，操作者患尘肺职业病的几率会明显增加。

其次，粉尘大规模地散布于空气中形成粉尘云后，还有可能发生粉尘爆炸。因为，超音速气流粉碎机碎样过程中未捕获的粉尘粒子具有合适的粒径和分布状态，一般粒径小于5μm，在空气中的分散稳定性好，极易达到爆炸极限。如果在这些粒子周围有足够助燃空气，并具备其最小点火能，那么就容易发生粉尘爆炸。

而且，由局部粉尘云爆炸产生的冲击波使大量的沉积粉尘飞扬并与空气混合，还有可能形成二次爆炸。由于粉尘爆炸具有能量大，破坏严重，爆发时间短，容易引起不完全燃烧，产生大量一氧化碳气体使人员中毒。因此，粉尘爆炸的后果也是极其严重的。

超细粉尘的防治措施

过滤除尘设备。针对超音速气流粉碎机产生的呼吸性粉尘：采用泡沫除尘，添加润湿剂除尘，超声雾化技术，复合滤料袋式除尘，折叠式除尘布袋，宽间距静电除尘，除尘效果较好。而针对粉尘爆炸：宜采用湿法除尘，这样可以减少产生过细的粉尘泄露，可以通过水蒸气的掩盖作用使氧浓度降低，还可以降低粉尘表面能，从而降低发生粉尘爆炸的概率。从价格上考虑，应采用湿法除尘。从除尘的整体性能考虑应采用组合除尘方式。

湿式除尘器（图片来源：某风机制造商）

防护措施。对呼吸性粉尘的防治除采用除尘设备除尘外，个体防护也同样重要。基于经济等方面的原因，国内个体防护措施主要是佩带口罩。口罩的核心是滤料，呼吸性粉尘通过滤料时，主要是通过扩散及惯性沉降而被阻挡和粘附。在口罩选择上要符合人机工程学的原理，除了选择本身无毒无味并具有一定的抗拉强度等性能外，还要着重考虑其阻尘效率和呼吸阻力。粉尘爆炸的防护方法包括隔离、泄爆和抑制，其中主要是根据发生粉尘爆炸必备条件进行抑制，例如严禁火源、控制各种静电、降低粉尘浓度、加强通风等方式。

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管理措施。为了尽可能地减少粉尘危害，除采用除尘设备和进行防护外，还需要实施以下管理措施：(1)增加作业区湿度、加强通风换气、储备灭火器材等；(2)由于粉尘大都是由10μm以下的小颗粒组成，在制造过程中稍有漏缝，粉尘就会冒出，造成作业区污染，因此，应确保接头处的密闭性；(3)按规定为操作人员配置防护用品，操作人员也要养成习惯、按规定正确佩带防护用品；(4)加强工人粉尘知识的安全教育和培训，提高工人对粉尘危害和防治的认识，增强操作人员的自我保护意识；(5)对现有防尘设备做好维护管理，保证其正常运行，发挥防尘作用。同时要投入资金，进行技术改造，提高防尘设备的防尘效率和作业自动化水平。

小结：

超音速气流粉碎机生产超细粉体的安全问题主要是粉尘危害，包括呼吸性尘肺病和粉尘爆炸。应从除尘设备的选择，防护及管理措施的实施上进行综合治理。

资料来源：

朱常龙等.超音速气流粉碎机生产超细粉体的安全问题探讨.安全与环境工程