一種多重安全節能型火燒試驗爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種試驗裝置，尤其是涉及一種多重安全節能型火燒試驗爐。
【背景技術】
[0002]提起爆炸，人們總是很自然地想到爆炸物或可燃氣體與氧氣(或空氣)爆炸時震天動地的轟響。殊不知，懸浮在空氣中的那些悠悠飄揚的粉塵也會引起威力巨大的爆炸。
[0003]粉塵爆炸事故在國內外屢見不鮮。1921年美國芝加哥一臺大型谷類提升機發生粉塵爆炸，其爆炸力將40座每座約裝30萬噸糧食的倉室，從底座掀起，并移動了 152.4毫米，結果6死1傷，經濟損失達400萬美元。1942年我國本溪煤礦曾發生世界上最大的煤塵爆炸，死亡1549人，重傷246人。2014年8月2日，昆山市經濟技術開發區的昆山中榮金屬制品有限公司拋光二車間發生特別重大鋁粉塵爆炸事故，造成97人死亡、163人受傷。直接經濟損失3.51億元。以上事例都是警示我們粉塵爆炸是不可輕視的，其危害對社會財產及生命安全都造成了不可估量損失。
[0004]根據科學試驗測定，粉塵爆炸的條件有三個。
[0005](1)粉塵本身具有可燃性，可燃粉塵是指在一定條件下與氣態氧化劑(主要是空氣)發生劇烈氧化反應的粉塵；
[0006](2)在有限空間內，粉塵懸浮在空氣中達到爆炸濃度(爆炸的最低濃度叫做爆炸下限，最高濃度叫做爆炸上限。)；
[0007](3)足夠引起粉塵爆炸的起始能量，該能量可以表現為火焰、電火花等多種形式。
[0008]需指出的是粉塵極有可能發生破壞性更大的二次爆炸。粉塵爆炸后會產生一些有毒物質。燃燒的不充分導致了一氧化碳的產生，爆炸物自身粉塵也會產生有毒物質，這對生產現場的工作人員的傷害有時候卻是致命的。
[0009]重要的粉塵爆炸測試參數有粉塵云最大爆炸壓力、粉塵云最大爆炸壓力上升速率、爆炸指數、粉塵云最小爆炸濃度、粉塵云最小點火能量、粉塵云最低著火溫度、粉塵層最低著火溫度、粉塵云極限氧濃度。
[0010]目前《GB/T 16425-1996粉塵云爆炸下限濃度測定方法》、《GB/T 16428-1996粉塵云最小著火能量測定方法》、《GB/T 164301996粉塵層最低著火溫度測定方法》所使用的設備為20L球和熱表面裝置。
[0011]氧化性物質具有強氧化性，受熱、震動或摩擦會分解放出氧和熱量，能導致可燃物的燃燒，與松軟的粉末狀可燃物能形成爆炸性混合物。
[0012]該項物質本身不一定可燃，但是通常因放出氧氣或起氧化反應，促使其它物質燃
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[0013]特點:多為堿金屬或堿土金屬的鹽和由過氧基組成的無機化合物，氧化價態高，金屬活潑性強，易分解，有較強的氧化性，本身不燃燒，但與可燃物作用能發生著火和爆炸。
[0014]國際上是采用比較被測物質和纖維素的一定比例的混合物與基準物質(參考物質)和纖維素的不同比例的混合物的燃燒速度來確定。
[0015]固體:樣品與纖維素按4:1或1:1混合，燃燒速度快于溴酸鉀與纖維素按3:2混合的為I級包裝；快于2:3的為II級包裝；快于3:7的而沒有達到1、II級的為III級包裝。如果慢于上述情況，并且不發火也不燃燒，則不屬于氧化劑。
[0016]目前采用的標準是聯合國《關于危險貨物運輸的建議書試驗和標準手冊》(中文版)第3部分有關第3類、第4類、5.1項和第9類的分類程序、試驗方法和標準5th。
[0017]中國專利CN1594971A公開了一種粉塵云燃燒爐，爐體中部內壁面呈螺旋狀，在爐膛中部設置畜熱體，在爐體壁上部設置擋灰板，在爐體壁上，畜熱體與擋灰板之間開有粉塵云入口、柴油點火器入口和一次進風口，在畜熱體與擋灰板之間形成氣化燃燒室；爐體的下部為收口式的錐形，在錐體末端設置出灰口，在爐體壁上、畜熱體的下方開有二次進風口、水蒸汽入口，形成二次氣化室；在爐體壁上、擋灰板的上方開有三次進風口，擋灰板與爐體頂部之間形成余氣燃燒室。
[0018]中國專利20041001337.5公開了一種粉塵云燃燒爐，其作用是粉狀燃料在其中懸浮狀充分燃燒，提供熱效率。本裝置與其的重大不同點是加熱試驗爐，其中放置危險性試驗品，有調節氧化還原氣氛，防止爆炸傳播，和熱量回收的多種功能。
【發明內容】
[0019]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種具有多重安全、節能、測試準確、環保等優點的多重安全節能型火燒試驗爐。
[0020]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0021]一種多重安全節能型火燒試驗爐，由依次連接的密封爐體、熱交換器及尾氣處理器組成，
[0022]所述的密封爐體為可開合結構，上部爐體內設有安全閥，頂部設有出氣口，下部爐體內設有放置樣品的容器、燃燒器及補氣空氣盤，
[0023]所述的熱交換器經空氣分配器與設置在密封爐體內的燃燒器及補氣空氣盤連接，熱交換器上設有鼓風機。空氣由鼓風機經熱交換器提供進入分配器。一部分與燃氣混合后經燃燒器燃燒，另一部分經補氣空氣盤進入爐體其量可以調節由于氧化氣氛要求不同之試驗目的。燃燒尾氣通過與鼓風機送入的空氣進行熱交換后進入尾氣處理器再排放。這樣，使用的空氣分配器可以使一部分空氣用于混合燃氣，節約能源。另一部分空氣調節爐內的含氧量，其量可以調節用于氧化氣氛要求不同的試驗目的。
[0024]通過鼓風機送入的空氣進行熱交換后進入廢氣處理裝置再排放，從而能夠防止有毒氣體外泄。
[0025]所述的安全閥為大通徑的碗形安全閥，該安全閥經拉索與設置在爐體外的配重連接，利用配重抵消其重量只需較小的氣壓即可開啟，開啟的氣壓可通過增減配重進行調節。該部件還可以作用在以實驗人員的安全考慮，當試驗樣品爆炸時，產生的爆炸沖擊力可以頂開安全閥，從而釋放壓力。
[0026]密封爐體內設有熱電偶、毫秒級壓力傳感器和水冷廣角攝像頭，根據試驗的不同，熱電偶可以放置在需要的位置。
[0027]爐內有放置樣品的容器，當需要做粉塵云爆炸下限濃度、粉塵云最小著火能量測定方法等等實驗時，可以把擴散器作為容器放置經過前處理的粉末。當需要做粉塵層最低著火溫度測定方法時，可以把容器換成熱表面裝置。進行氧化性固體試驗的時候，可以換成低導熱平板。另外需要一個點火源。
[0028]所述的下部爐體設置在升降臺上，下降后可以進行清理和放置樣品，上升后與上部爐體結合并以螺栓緊固。下部爐體的頂部還設有爐篦，因為試驗需要做多次平行的測試，而且每次試驗需要徹底清洗爐內才能進行再次試驗，升降式爐篦與爐體可以方便清洗爐內。
[0029]所述的下部爐體還與二氧化碳鋼瓶連接，用工控機進行實時控制，決定鼓風機的停開和二氧化碳的噴入，當溫度繼續上升時噴入二氧化碳進行隔離和冷卻。
[0030]所述的密封爐體外包覆有熱絕緣材料。
[0031]所述的熱交換器經熱空氣管與空氣分配器連接。
[0032]所述的熱空氣管外包覆有保溫層。
[0033]與現有技術相比，本發明相比具有多重安全、節能、測試準確、環保的特點。
[0034](1)多重安全:本發明在有氧燃燒過于劇烈時停止供應空氣和燃氣，當溫度繼續上升時還可以噴入二氧化碳進行隔離和冷卻，另外燃燒時安全閥打開進行減壓，進一步保證實驗人員的安全。
[0035](2)節能:尾氣通過熱交換氣回收一部分，爐體用