中國(guó)粉體網(wǎng)訊 粉體靜電廣泛存在于自然界與工業(yè)生產(chǎn)中。粉體作為特殊的物質(zhì)固態(tài)形式,固態(tài)物體破碎、篩分、研磨等過(guò)程中,粉體發(fā)生了沖撞分離,從而導(dǎo)致粉體靜電的產(chǎn)生。
粉體靜電起電機(jī)理:一個(gè)電子克服原子核作用,從材料表面逸出,所需要的最小能量,稱(chēng)為逸出功或功函數(shù)。不同物質(zhì)的功函數(shù)不同,兩種物質(zhì)接觸在界面上形成電場(chǎng),在電場(chǎng)力作用下電子從功函數(shù)小的一方向功函數(shù)大的一方轉(zhuǎn)移,直到在界面處形成雙電層產(chǎn)生反向電位差與接觸電位差相抵消時(shí),電荷轉(zhuǎn)移才停止,功函數(shù)高的物質(zhì)帶負(fù)電,功函數(shù)小的物質(zhì)帶正電。
在粉體行業(yè)中,粉體靜電是一個(gè)始終無(wú)法避免的問(wèn)題。將固態(tài)原材料加工成粉體,或者粉體原材料加工為產(chǎn)品,需要篩分、研磨、輸送等多個(gè)工藝環(huán)節(jié)和流程。這些復(fù)雜的過(guò)程會(huì)使粉體帶有大量的靜電。粉體原材料的表面積與固體原材料相比,質(zhì)量相同時(shí)粉體遠(yuǎn)大于其他固體材料。相對(duì)較大的表面積會(huì)大幅度的增加粉體顆粒與其他物質(zhì)發(fā)生接觸分離的概率,粉體顆粒極易帶有荷電,不僅對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生影響,而且懸浮或聚集在設(shè)備設(shè)施上,會(huì)給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患,引發(fā)靜電放電、粉塵爆炸,對(duì)工人和工廠(chǎng)都是一個(gè)重大的威脅。
在粉體工程設(shè)計(jì)中,粉體的流動(dòng)性應(yīng)用很廣,對(duì)粉體的生產(chǎn)、輸送、儲(chǔ)存、裝填等都有影響。粉體之所以流動(dòng),其本質(zhì)是粉體中粒子受力的不平衡,對(duì)粒子受力分析可知,粒子的作用力有重力、顆粒間的黏附力、摩擦力、靜電力等。影響粉體流動(dòng)性的因素非常復(fù)雜,粒徑分布和顆粒形狀對(duì)粉體的流動(dòng)性具有重要影響。此外,溫度、含水量、靜電電壓、粉體間相互作用等因素也對(duì)粉體的流動(dòng)性產(chǎn)生影響。
在粉體工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中,提出有針對(duì)性的防靜電措施具有重大意義。減少靜電產(chǎn)生的措施,包括:控制粉塵在管道中的流速、增加空氣濕度、通過(guò)靜電序列選用材料、抗靜電劑和抗靜電涂料、控制粉塵加料速度等。
在制藥企業(yè),特別是原料藥的生產(chǎn)過(guò)程中,往往使用到大量的易燃易爆液體及粉塵物料。這些物料一般都具有低閃點(diǎn)、易燃易爆、導(dǎo)電性差等危險(xiǎn)特性,在輸送、運(yùn)輸、貯存和使用過(guò)程中特別容易產(chǎn)生和積聚靜電。若不做好靜電消除措施,那么就會(huì)產(chǎn)生靜電積累,不能使電荷完全消散,一旦電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)了空氣擊穿場(chǎng)強(qiáng),就會(huì)發(fā)生不同形式的靜電放電現(xiàn)象。若粉塵物料與空氣形成爆炸性混合物濃度達(dá)到爆炸上下極限之間,極有可能引起粉塵燃燒爆炸。
2023年9月21-22日,中國(guó)粉體網(wǎng)以“從粉體技術(shù),論制藥工藝”為主題,將在遼寧沈陽(yáng)希爾頓逸林酒店舉辦“第五屆全國(guó)醫(yī)藥粉體制備及物性表征技術(shù)高峰論壇”,屆時(shí)將邀請(qǐng)來(lái)自中國(guó)石油大學(xué)(北京)姚軍教授作《粉體制備過(guò)程中靜電發(fā)生及若干關(guān)鍵影響因素的研究》報(bào)告,本報(bào)告基于長(zhǎng)期從事粉體靜電基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題研究,介紹靜電作用下粉體流動(dòng)特征,顆粒屬性及環(huán)境因素對(duì)靜電發(fā)生影響,闡明靜電作用改變粉體流動(dòng)中顆粒的運(yùn)動(dòng)行為與輸運(yùn)機(jī)制,提出降低與控制靜電發(fā)生的工藝方法與生產(chǎn)策略。
報(bào)告人介紹
姚軍,教授,博士生導(dǎo)師,長(zhǎng)期從事顆粒及多相流動(dòng)應(yīng)用與基礎(chǔ)研究。發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇,其中被SCI收錄58篇,國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利14項(xiàng),中文專(zhuān)著2本。主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,英國(guó)繁榮基金項(xiàng)目,外國(guó)專(zhuān)家項(xiàng)目等科研項(xiàng)目20余項(xiàng)。2004年獲新加坡科學(xué)院高性能計(jì)算銀獎(jiǎng),2010年獲“教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才”,2012年獲“中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)青年顆粒學(xué)獎(jiǎng)”,2019年獲日本顆粒技術(shù)學(xué)會(huì)Advanced Powder Technology杰出國(guó)際貢獻(xiàn)獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng),F(xiàn)任國(guó)際粉體檢測(cè)與控制聯(lián)合會(huì)理事、中國(guó)工程熱物理學(xué)會(huì)第八屆理事會(huì)理事,國(guó)際刊物Petroleum Science副主編,Advanced Powder Technology編委。
資料來(lái)源:
制藥工業(yè)EHS管理:制藥企業(yè)靜電案例及預(yù)防控制:恒瑞醫(yī)藥
中國(guó)粉體網(wǎng):每周一問(wèn)|如何度量粉體的流動(dòng)性?
王世浩.典型粉體顆粒靜電起電特性研究
王依.食品粉體包裝過(guò)程靜電特性及消除研究
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/青黎)
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