粉塵(chen)(chen)(chen)爆炸(zha)(zha)就是懸浮物于空(kong)(kong)氣中(zhong)的粉塵(chen)(chen)(chen)顆粒與(yu)空(kong)(kong)氣中(zhong)的氧氣充分接觸,在特(te)定(ding)條件下瞬(shun)時完成的氧化反(fan)應(ying)(ying),反(fan)應(ying)(ying)中(zhong)放出大量(liang)(liang)熱(re)量(liang)(liang),進而產生高(gao)溫(wen)、高(gao)壓的現象(xiang)。任何粉塵(chen)(chen)(chen)爆炸(zha)(zha)都必須具備(bei)這樣三(san)個條件:點(dian)火源;可燃細粉塵(chen)(chen)(chen);粉塵(chen)(chen)(chen)懸浮于空(kong)(kong)氣中(zhong)且達到爆炸(zha)(zha)濃度極限范圍。
防爆袋式除(chu)塵(chen)(chen)器如何防止粉塵(chen)(chen)爆炸
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)要比(bi)可燃(ran)物(wu)質及可燃(ran)氣體復(fu)雜一般地,可燃(ran)粉(fen)塵(chen)懸(xuan)浮于(yu)空氣中形成(cheng)(cheng)在爆(bao)炸(zha)(zha)濃度范圍內的粉(fen)塵(chen)云,在點(dian)火(huo)源作(zuo)用下(xia),與點(dian)火(huo)源接觸的部分(fen)粉(fen)塵(chen)首先被點(dian)燃(ran)并形成(cheng)(cheng)一個小(xiao)火(huo)球。在這個小(xiao)火(huo)球燃(ran)燒(shao)放出的熱量作(zuo)用下(xia),使得周(zhou)圍臨近粉(fen)塵(chen)被加(jia)熱、溫度升(sheng)高、著火(huo)燃(ran)燒(shao)現象(xiang)產(chan)生,這樣火(huo)球就將迅速擴大而(er)形成(cheng)(cheng)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)。
粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸的(de)(de)(de)難易(yi)(yi)程(cheng)度(du)和劇烈程(cheng)度(du)與粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)(de)(de)物(wu)理、化學性(xing)(xing)質(zhi)以及周圍空氣(qi)條件(jian)密切相關。一(yi)般地(di),燃(ran)燒熱越(yue)(yue)(yue)大、顆粒越(yue)(yue)(yue)細(xi),活(huo)性(xing)(xing)越(yue)(yue)(yue)高(gao)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen),發生爆炸的(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)越(yue)(yue)(yue)大;輕(qing)的(de)(de)(de)懸(xuan)浮物(wu)可(ke)燃(ran)物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)爆炸危險性(xing)(xing)較大;空氣(qi)中氧(yang)氣(qi)含量高(gao)時,粉(fen)(fen)塵(chen)易(yi)(yi)被燃(ran)點,爆炸也較為劇烈。由于水分具有(you)抑(yi)制爆炸的(de)(de)(de)作用,所(suo)以粉(fen)(fen)塵(chen)和氣(qi)體越(yue)(yue)(yue)干(gan)燥,則發生爆炸的(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)越(yue)(yue)(yue)大。
(2)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生之后,往(wang)往(wang)會產(chan)生二次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)這(zhe)是(shi)由于在(zai)一(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)時,有不(bu)少(shao)粉塵(chen)沉積(ji)在(zai)一(yi)起,其(qi)濃(nong)度超過了粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的上(shang)限濃(nong)度值而不(bu)能(neng)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是(shi),當一(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成的沖擊波(bo)或氣(qi)浪將(jiang)沉積(ji)粉塵(chen)重(zhong)新揚起時,在(zai)空中與空氣(qi)混合,濃(nong)度在(zai)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內,就可能(neng)緊接著產(chan)生二次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成的災害往(wang)往(wang)比(bi)一(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)要(yao)嚴重(zhong)得多。
國內(nei)某鋁品生產廠1963年(nian)發生的(de)塵(chen)爆炸(zha)事故的(de)直接原因是排風(feng)機(ji)(ji)葉輪與(yu)吸入口端面摩(mo)擦(ca)起火引(yin)起的(de)。風(feng)機(ji)(ji)吸入口處的(de)蝦(xia)米彎及褲(ku)衩三通氣流(liu)不暢,容(rong)易積(ji)塵(chen)。特(te)別是停機(ji)(ji)時更容(rong)易滯留(liu)粉塵(chen),一(yi)旦啟動(dong),沉積(ji)的(de)粉塵(chen)被(bei)揚(yang)起,很快達到爆炸(zha)下限,引(yin)起粉塵(chen)爆炸(zha)。
(3)粉(fen)(fen)塵爆炸的(de)(de)機理可燃粉(fen)(fen)塵在空(kong)氣中燃燒時會釋(shi)放(fang)出(chu)能(neng)量(liang)(liang)(liang),井產生大量(liang)(liang)(liang)氣體(ti)(ti),而釋(shi)放(fang)出(chu)能(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)快慢即燃燒速度的(de)(de)大小(xiao)與粉(fen)(fen)體(ti)(ti)暴露在空(kong)氣中的(de)(de)面積有關。因此,對于同一種固(gu)體(ti)(ti)物質(zhi)的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti),其粒度越(yue)小(xiao),比表面積則(ze)越(yue)大,燃燒擴散就(jiu)越(yue)快。如果這(zhe)種固(gu)體(ti)(ti)的(de)(de)粒度很細。以(yi)至可懸浮起(qi)來,一旦有點火源使之引燃,則(ze)可在極短的(de)(de)時間(jian)(jian)內釋(shi)放(fang)出(chu)大量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)。這(zhe)些能(neng)量(liang)(liang)(liang)來不及散逸到周圍環境中去,致(zhi)使該空(kong)間(jian)(jian)內氣體(ti)(ti)受(shou)到加熱(re)并(bing)絕熱(re)膨(peng)脹,而另(ling)一方面粉(fen)(fen)體(ti)(ti)燃燒時產生大量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)氣體(ti)(ti),會使體(ti)(ti)系形成(cheng)局部高壓,以(yi)致(zhi)產生爆炸及傳播,這(zhe)就(jiu)是通常(chang)稱作的(de)(de)粉(fen)(fen)塵爆炸。
(4)粉塵(chen)爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)的區別大塊的固體可(ke)燃(ran)(ran)物的燃(ran)(ran)燒(shao)是以近(jin)于平行(xing)層向內(nei)部推進,例如煤的燃(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)燒(shao)能量的釋放比較緩慢。所產生的熱量和氣體可(ke)以迅速逸散(san)。可(ke)燃(ran)(ran)性粉塵(chen)的堆狀燃(ran)(ran)燒(shao),在通(tong)風(feng)良好(hao)的情況下(xia)形成明火燃(ran)(ran)燒(shao),而在通(tong)風(feng)不好(hao)的情況下(xia)。可(ke)形成無煙或焰的隱燃(ran)(ran)。
可燃粉(fen)塵燃燒(shao)時有幾個(ge)階(jie)(jie)段(duan):一階(jie)(jie)段(duan),表(biao)面(mian)粉(fen)也被加熱(re);第(di)二階(jie)(jie)段(duan),表(biao)面(mian)層(ceng)氣化,溢出揮發(fa)(fa)(fa)分;第(di)三階(jie)(jie)段(duan),揮發(fa)(fa)(fa)分發(fa)(fa)(fa)生氣相燃燒(shao)。
超細粉體發(fa)生爆炸也是(shi)(shi)一個(ge)較為復雜的過(guo)(guo)程(cheng),由于(yu)粉塵(chen)(chen)云的尺(chi)度(du)一般(ban)較小,而火焰傳播速度(du)較快(kuai),每秒幾百米,因此(ci)(ci)在粉塵(chen)(chen)中心發(fa)生火源(yuan)點火,在不(bu)到0.1s的時間(jian)內就可(ke)燃(ran)遍(bian)整個(ge)粉塵(chen)(chen)云。在此(ci)(ci)過(guo)(guo)程(cheng)中,如果(guo)粉塵(chen)(chen)已燃(ran)盡,則會生成較高的壓(ya)強;若未燃(ran)盡,則生成較低的壓(ya)強。可(ke)燃(ran)粒子是(shi)(shi)否(fou)能燃(ran)完(wan),取決于(yu)粒子的尺(chi)寸和燃(ran)燒深度(du)。
(5)可(ke)燃(ran)粉(fen)塵分(fen)類粉(fen)體按其可(ke)燃(ran)性可(ke)劃分(fen)為(wei)兩類:一類為(wei)可(ke)燃(ran);一類為(wei)非可(ke)燃(ran)。可(ke)燃(ran)粉(fen)體的(de)分(fen)類方法和標(biao)準(zhun)在不同(tong)的(de)國(guo)家有所不同(tong)。
美(mei)國(guo)將可(ke)燃粉(fen)(fen)體(ti)劃(hua)為Ⅱ級危險品,同時又將其中的(de)金(jin)屬(shu)粉(fen)(fen)、含碳(tan)粉(fen)(fen)塵、谷(gu)物(wu)粉(fen)(fen)塵列入不(bu)同的(de)組。美(mei)國(guo)制定(ding)的(de)分類方(fang)法是按被測(ce)粉(fen)(fen)體(ti)在標(biao)準試(shi)驗(yan)裝置內發生(sheng)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸時所得升(sheng)壓(ya)速度來進行分類,并劃(hua)分為三個等級。我國(guo)目前尚未見到關于可(ke)燃粉(fen)(fen)塵分類的(de)現成標(biao)準。
2、粉塵濃度和顆粒對爆炸的影響(xiang)
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)濃度可燃粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸也(ye)存(cun)在粉(fen)(fen)塵(chen)濃度的(de)上(shang)下限(xian)。該(gai)值受(shou)點火(huo)能量、氧(yang)濃度、粉(fen)(fen)體粒度、粉(fen)(fen)體品種、水分(fen)等多種因素(su)的(de)影(ying)響。采用簡(jian)化(hua)公式,可估算出爆炸極限(xian),一般而(er)言粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸下限(xian)濃度為20~60g/m3,上(shang)限(xian)介于(yu)2~6kg/m3。上(shang)限(xian)受(shou)到多種因素(su)的(de)影(ying)響,其值不如下限(xian)易確(que)定,通常也(ye)不易達到上(shang)限(xian)的(de)濃度。所以,下限(xian)值更重要、更有用。
從物理(li)意義(yi)上講,粉塵濃(nong)度上下限值(zhi)反映了粒(li)子(zi)間(jian)距離對粒(li)子(zi)燃(ran)燒火(huo)焰傳(chuan)播的影響,若粒(li)子(zi)間(jian)距離達到使燃(ran)燒火(huo)焰不(bu)(bu)能延伸至相鄰粒(li)子(zi)時(shi),則燃(ran)燒就不(bu)(bu)能繼續進(jin)行(傳(chuan)播),爆炸也就不(bu)(bu)會發生;此時(shi)粉塵濃(nong)度即(ji)低(di)于(yu)爆炸的下限濃(nong)度值(zhi)。若粒(li)子(zi)間(jian)的距離過小(xiao),粒(li)子(zi)間(jian)氧不(bu)(bu)足以提供充分(fen)燃(ran)燒條件(jian),也就不(bu)(bu)能形成爆炸,此時(shi)粒(li)子(zi)濃(nong)度即(ji)高于(yu)上限值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)粒度可燃物(wu)粉(fen)(fen)體(ti)顆粒大(da)于(yu)400um時(shi),所(suo)形成(cheng)的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)云(yun)不再(zai)具(ju)有(you)可爆性(xing)。但對于(yu)超細粉(fen)(fen)體(ti)當(dang)其粒度在10um以下時(shi)則具(ju)有(you)較大(da)的(de)危(wei)險性(xing)。應(ying)引起注意的(de)是,有(you)時(shi)即使粉(fen)(fen)體(ti)的(de)平(ping)均粒度大(da)于(yu)400um,但其中往往也含有(you)較細的(de)粉(fen)(fen)體(ti),這少(shao)部(bu)分的(de)粉(fen)(fen)體(ti)也具(ju)備爆炸性(xing)。
雖然粉(fen)體的(de)粒度(du)對爆炸性能影響的(de)規(gui)律性并不強,但粉(fen)體的(de)尺寸越(yue)小,其(qi)比表(biao)面(mian)就越(yue)大,燃燒(shao)就越(yue)快,壓強升(sheng)高速度(du)隨之呈線性增(zeng)加(jia)。在一定(ding)條件下大壓強變化不大,因為(wei)這是取(qu)決于燃燒(shao)時發出的(de)總能量,而(er)與釋放能量的(de)速度(du)并無明顯的(de)關系。