处理能够爆燃的固体的方法_2

文档序号:9290684阅读:来源:国知局
0025]在技术试验和生产操作中的装置经常装配有机械设备,其用于运输、混合、更换(Erneuerung)表面或者其它目的。
[0026]因此例如使用具有活动机械元件的混合器,例如犁铧式混合器或者螺旋式混合器以均匀化固体。已知该机械设备是引发爆燃的最常见原因之一。因此在故障时,活动混合元件可以与装置套直接接触,在摩擦位置处发生局部加热,这可以使周围的物质分解和因此引发爆燃。同样已知这样的情况,其中外来物体,例如螺栓进入装置中,进入壁和搅拌/混合装置之间处,并且由于加热而触发爆燃。甚至由于硬壳的摩擦或者由于堵塞的螺旋输送器中的摩擦也导致触发爆燃。还已知爆燃可以从一个装置转移到另一个中。因此在混合器中,带入的螺栓可以以所述方式由于摩擦而加热。该热螺栓然后例如排放到不含机械内装部件的筒仓(Silo)中。该螺栓的温度可以是仍足够高的,以致在该筒仓中使周围的物质分解和因此触发爆燃。以同样方式,其中已经触发爆燃性分解的聚集体可以排放到不含机械内装部件的装置中,并且在那里引发装置内容物的爆燃性分解。
[0027]已知实现安全加工能够爆燃的物质的一系列措施。
[0028]VD1-报告975 (1992)第99页及以后阐述了加工具有爆燃危险的粉末状物质时如何进行评估和选择措施的系统方法(Systematik)。在该报告中描述了将能够爆燃的物质分级为3个危险等级,其中危险等级3中的物质具有最高的危险潜力,并且危险等级I中的物质具有最低的危险潜力。根据危险等级来执行合适的加工方法。尽管在所述出版物中提及的标准不具有通用的有效性,但是该出版物中所述的系统方法是如何进行评估和加工能够爆燃的物质的一个好的开端(Ansatz)。安全加工能够爆燃的物质的其它实例也存在于VD1-报告1272 (1996),第441页及以后中。对于具有高的爆燃倾向的物质应注意,不在机械作用下进行加工。这例如通过以下方式进行:在干燥箱中在单个托盘上,而不在具有机械内装部件的干燥机,例如叶片式干燥机中进行干燥。但是,不用机械设备的加工是非常复杂的。经常必须手工进行物质运输,这除了高支出以外还可能导致操作人员的健康危害和导致品质问题。仅当不能够用机械设备安全加工时,才考虑不用机械设备的加工。在以上引用的出版物中在VD1-报告975 (1992)第99页及以后中,对于危险等级3的物质而言例如仅设定不用机械设备的加工方法。
[0029]对于由于爆燃的危险潜力较不明显的物质,也可以在特定的条件下用机械设备加工。在引用的出版物中在VD1-报告975 (1992)第99页及以后中,这适用于危险等级I和2的物质。
[0030]避免爆燃的常规方法是仔细避免引入外来物体。这可以例如通过金属分离来进行,其在引入到装置之前进行,并且防止螺栓和其它金属外来物体一起带入到加工步骤中。
[0031]还可以在建造装置时注意,例如通过选择机械混合器和壁之间的大的距离来避免可能的点燃源。
[0032]上述避免点燃源的方法可以明显降低爆燃风险,但是不可以由此排除爆燃。此外,所述方法是昂贵的,并且在某些情况中伴随着装置效率的损害。
[0033]避免爆燃的另一可能方式是,将能够爆燃的物质与其它的不能爆燃和不起催化作用的物质混合。这种措施的缺点是,不能以所期望的组成获得所期望的物质。例如在US5268177中描述了通过加入其它物质来降低爆燃能力。
[0034]安全加工能够爆燃物质的另一方法是,安全地输出爆燃中产生的压力或者爆燃中生成的气体。这可以例如通过安装相应尺寸的防爆玻璃和相应的导出设备来进行。在此应注意,爆燃速度随着上升的压力而增加,必须相应地设计开启压力(Ansprechdruck)和导出。还应注意,必须阻止所夹带的物质继续爆燃。这可以例如通过将输出的气体引入到水浴中来进行。
[0035]安全加工能够爆燃的物质的另一已知方法是,及时识别爆燃的开始,并且通过输出能量来抑制开始的爆燃。识别可以经由一系列指示物来进行。例如已知监控温度和/或压力。但是还可以探测一定的分解气体,例如一氧化碳的出现。在达到触发值时,从系统中输出能量。这通常是通过加入较大量的水来进行的。通过水的热容,爆燃物质冷却到低于分解温度的温度。可以通过形成水蒸气来额外地输出热。可以将清洁剂加入水中,以确保爆燃物质的良好润湿。
[0036]上述方法的缺点是,其仅起限制损害的作用,并且在触发爆燃之后才变得有效。这些方法因此导致至少一部分物质的损失,因为其部分地分解,并且未分解的部分由于水和其它试剂通常是不可用的。安全去除所生成的水蒸气也是有问题的。
[0037]确定的是,迄今所述的用于加工能够爆燃物质的方法具有缺点。
[0038]因此本发明的目的是,提供加工和/或处理能够爆燃的固体或者固体混合物的更好措施。特别地,这些措施应当减小触发爆燃的可能性,而不由于加入另外的材料而改变物质性能。
[0039]该目的通过在减压下的环境中加工和/或处理能够爆燃的固体的方法来实现。已经令人惊讶地发现,可以明显地延迟在减压下的环境中加工和处理能够爆燃的物质时的爆燃触发。
[0040]爆燃触发的延迟可以令人惊讶地通过将装置内的压力稍微降低至低于环境压力/大气压就实现。因此,在容器内的压力降低至小于或等于800 mbara时就确定明显的延迟(bara=巴-绝对)。该加工和处理优选地在装置内尽可能低的压力下进行。对于该加工,优选为< 500 mbara的压力范围,特别优选为< 100 mbara的压力范围,特别优选为< 20mbara的压力范围。出于经济和技术原因,建议将彡2 mbara,优选彡10 mbara作为容器内的压力范围下限。
[0041]本发明的方法可以用于加工和处理能够爆燃的固体物质,包括能够爆炸的固体物质。
[0042]在本发明的意义上,被认为能够爆燃的是根据联合国检测手册“Transportat1nof Dangerous Goods, Manual of Tests and Criteria”,第 5 次修订版,2009,Deflagrat1n,在23.2.2章节中提及的标准被归为能够爆燃(问题“它能传播爆燃吗?” -回答“是,快速”或者“是,缓慢”)的所有物质,和/或在测试VDI2263-1中在加工中设定的温度下和从上面或者下面用饼状点燃器、点燃灯丝或者火花塞(后者具有至少40 W的摄入功率和300秒的作用时间)的情况下检验时显示处自动分解的所有物质,其中分解能够以分解前端的形式以及也以分解通道的形式进展。
[0043]在本发明的意义上的常见的能够爆燃的物质是具有官能团,例如碳-碳双键和三键的有机化合物,例如乙炔、炔化物、1,2-二烯;张力环化合物,例如氮杂环丙烯或者环氧化物;具有彼此相邻的N-原子的化合物,例如偶氮化合物和重氮化合物、肼、叠氮化物;具有彼此相邻的O-原子的化合物,例如过氧化物和臭氧化物;氧-氮化合物,例如羟基胺、硝酸盐/酯、N-氧化物、I, 2-草酸盐/酯、硝基化合物和亚硝基化合物;卤-氮化合物,例如氯胺和氟胺;卤-氧化合物,例如氯酸盐/酯、高氯酸盐/酯、亚碘酰基化合物;硫-氧化合物,例如磺酰基卤、磺酰基氰;和具有碳-金属-键和氮-金属-键的化合物,例如格氏试剂或者有机-锂-化合物。能够爆燃的固体是能够爆燃的固体形式的物质,其中该固体是纯的或者混合的固体形式的,例如作为粉末或者粒料以任意颗粒尺寸存在。在本发明的意义上,被认为能够爆燃的固体还是能够爆燃的液体,其吸收在不能爆燃的固体上和因此以固体形式存在。在本发明的意义上,被认为能够爆燃的固体同样是固体形式的能够爆燃的物质,其还具有残留水或者其它液体,例如溶剂(潮湿固体)。颗粒尺寸和颗粒尺寸分布已知地对于爆燃行为有影响,但是这两个参数对
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