粉(fen)塵(chen)爆炸就(jiu)是懸(xuan)浮(fu)物于空氣中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)粉(fen)塵(chen)顆粒與空氣中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)氧氣充分接(jie)觸(chu),在特(te)定條件下瞬時完(wan)成的(de)(de)氧化反(fan)應,反(fan)應中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)放(fang)出大量(liang)(liang)熱量(liang)(liang),進而產生(sheng)高溫、高壓的(de)(de)現象(xiang)。任何粉(fen)塵(chen)爆炸都必(bi)須具備這(zhe)樣(yang)三個條件:點火源(yuan);可燃細粉(fen)塵(chen);粉(fen)塵(chen)懸(xuan)浮(fu)于空氣中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)且達到爆炸濃度極限范(fan)圍。
防爆袋式(shi)除塵(chen)器如何防止粉塵(chen)爆炸
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)(zha)要(yao)比(bi)可燃(ran)物質(zhi)及可燃(ran)氣體復(fu)雜一般(ban)地,可燃(ran)粉(fen)塵(chen)懸浮于空氣中形(xing)成(cheng)(cheng)在(zai)爆炸(zha)(zha)濃度范圍內的粉(fen)塵(chen)云(yun),在(zai)點火(huo)(huo)源(yuan)(yuan)作用(yong)下,與點火(huo)(huo)源(yuan)(yuan)接觸的部分粉(fen)塵(chen)首先被點燃(ran)并形(xing)成(cheng)(cheng)一個小火(huo)(huo)球。在(zai)這個小火(huo)(huo)球燃(ran)燒放出的熱(re)量作用(yong)下,使得周圍臨近粉(fen)塵(chen)被加(jia)熱(re)、溫度升高、著火(huo)(huo)燃(ran)燒現(xian)象產生,這樣(yang)火(huo)(huo)球就將迅速擴(kuo)大(da)而形(xing)成(cheng)(cheng)粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)(zha)。
粉塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)(de)(de)難易(yi)程度和(he)劇(ju)烈程度與粉塵(chen)的(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)、化(hua)學性(xing)質以及周圍空氣(qi)(qi)條件密切相(xiang)關。一般地(di),燃燒(shao)熱越(yue)大、顆粒越(yue)細,活性(xing)越(yue)高的(de)(de)(de)(de)(de)粉塵(chen),發(fa)生(sheng)爆(bao)(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)(de)(de)危險性(xing)越(yue)大;輕的(de)(de)(de)(de)(de)懸浮物可燃物質的(de)(de)(de)(de)(de)爆(bao)(bao)(bao)炸危險性(xing)較(jiao)(jiao)大;空氣(qi)(qi)中氧氣(qi)(qi)含量高時,粉塵(chen)易(yi)被燃點,爆(bao)(bao)(bao)炸也較(jiao)(jiao)為劇(ju)烈。由于水分具有抑制爆(bao)(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)(de)(de)作用,所以粉塵(chen)和(he)氣(qi)(qi)體越(yue)干燥,則發(fa)生(sheng)爆(bao)(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)(de)(de)危險性(xing)越(yue)大。
(2)粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)發生(sheng)之后,往往會(hui)產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)這是(shi)(shi)由(you)于(yu)在(zai)(zai)一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)時(shi),有不少粉塵沉積(ji)在(zai)(zai)一(yi)(yi)起,其濃度超過了(le)粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)的(de)上限濃度值(zhi)而不能爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)。但(dan)是(shi)(shi),當(dang)一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)形成的(de)沖擊(ji)波或氣(qi)浪將沉積(ji)粉塵重新揚(yang)起時(shi),在(zai)(zai)空中與空氣(qi)混合,濃度在(zai)(zai)粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)范圍內(nei),就(jiu)可能緊接著產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)。第二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)所造成的(de)災害往往比(bi)一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)要嚴重得多。
國內(nei)某鋁(lv)品生產廠1963年發生的(de)(de)塵(chen)爆(bao)炸事故的(de)(de)直接(jie)原(yuan)因(yin)是排(pai)風機(ji)葉輪與吸入(ru)口(kou)端面(mian)摩擦(ca)起火引起的(de)(de)。風機(ji)吸入(ru)口(kou)處(chu)的(de)(de)蝦(xia)米彎及褲衩三通氣(qi)流不(bu)暢,容易積塵(chen)。特別是停機(ji)時更容易滯留粉塵(chen),一(yi)旦啟動,沉積的(de)(de)粉塵(chen)被揚起,很快達到爆(bao)炸下限,引起粉塵(chen)爆(bao)炸。
(3)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸的機理可燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)在空氣中(zhong)燃(ran)燒(shao)時會釋放出(chu)能(neng)量(liang),井產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)大(da)量(liang)氣體(ti)(ti),而(er)釋放出(chu)能(neng)量(liang)的快(kuai)慢即(ji)燃(ran)燒(shao)速度(du)(du)的大(da)小與粉(fen)(fen)體(ti)(ti)暴(bao)露在空氣中(zhong)的面(mian)積(ji)有(you)(you)關。因此,對于(yu)同一種固體(ti)(ti)物質的粉(fen)(fen)體(ti)(ti),其(qi)粒(li)度(du)(du)越小,比(bi)表面(mian)積(ji)則越大(da),燃(ran)燒(shao)擴散就越快(kuai)。如(ru)果這種固體(ti)(ti)的粒(li)度(du)(du)很(hen)細。以(yi)至可懸浮起來,一旦有(you)(you)點火源使之引燃(ran),則可在極短的時間(jian)內釋放出(chu)大(da)量(liang)的能(neng)量(liang)。這些能(neng)量(liang)來不及(ji)散逸到(dao)周圍環境中(zhong)去(qu),致使該空間(jian)內氣體(ti)(ti)受到(dao)加熱并絕熱膨脹,而(er)另一方(fang)面(mian)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)燃(ran)燒(shao)時產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)大(da)量(liang)的氣體(ti)(ti),會使體(ti)(ti)系形成局(ju)部高壓,以(yi)致產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)爆炸及(ji)傳播,這就是通常稱(cheng)作(zuo)的粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸。
(4)粉塵(chen)爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)的(de)(de)區別大塊的(de)(de)固(gu)體可(ke)燃(ran)(ran)物的(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)是以(yi)近于平行層向內部推進,例如煤(mei)的(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)等。這(zhe)種燃(ran)(ran)燒(shao)能(neng)量(liang)的(de)(de)釋放比較緩慢。所(suo)產生的(de)(de)熱量(liang)和氣體可(ke)以(yi)迅速逸散。可(ke)燃(ran)(ran)性粉塵(chen)的(de)(de)堆狀燃(ran)(ran)燒(shao),在(zai)通風良好(hao)的(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)形成明火(huo)燃(ran)(ran)燒(shao),而在(zai)通風不好(hao)的(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)。可(ke)形成無煙或焰的(de)(de)隱燃(ran)(ran)。
可燃(ran)粉塵燃(ran)燒時(shi)有幾個階(jie)段:一(yi)階(jie)段,表面(mian)粉也(ye)被加(jia)熱;第(di)二階(jie)段,表面(mian)層氣(qi)化(hua),溢出揮發分(fen);第(di)三階(jie)段,揮發分(fen)發生氣(qi)相燃(ran)燒。
超細粉(fen)(fen)體發生爆炸也是一個(ge)較為復(fu)雜的過(guo)程(cheng),由(you)于粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云(yun)(yun)的尺度一般較小(xiao),而火焰傳播速度較快(kuai),每秒幾百米,因此在(zai)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)中(zhong)心發生火源(yuan)點火,在(zai)不到0.1s的時間內就可燃(ran)遍(bian)整個(ge)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云(yun)(yun)。在(zai)此過(guo)程(cheng)中(zhong),如果粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)已燃(ran)盡,則(ze)會生成較高的壓(ya)強;若未(wei)燃(ran)盡,則(ze)生成較低的壓(ya)強。可燃(ran)粒子是否能燃(ran)完,取決于粒子的尺寸和燃(ran)燒(shao)深度。
(5)可(ke)(ke)燃粉塵分類(lei)(lei)(lei)粉體按其可(ke)(ke)燃性可(ke)(ke)劃分為(wei)(wei)兩(liang)類(lei)(lei)(lei):一類(lei)(lei)(lei)為(wei)(wei)可(ke)(ke)燃;一類(lei)(lei)(lei)為(wei)(wei)非(fei)可(ke)(ke)燃。可(ke)(ke)燃粉體的分類(lei)(lei)(lei)方法和標準在不同(tong)的國家有所(suo)不同(tong)。
美(mei)國將可(ke)燃粉體劃為Ⅱ級(ji)危險(xian)品,同時(shi)又(you)將其中的金(jin)屬粉、含碳粉塵(chen)、谷物粉塵(chen)列入不(bu)同的組。美(mei)國制(zhi)定的分類(lei)方法是按被測粉體在標準試驗(yan)裝(zhuang)置(zhi)內發生粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)時(shi)所得升壓速度(du)來進行分類(lei),并劃分為三(san)個等(deng)級(ji)。我國目前尚未見(jian)到(dao)關(guan)于可(ke)燃粉塵(chen)分類(lei)的現成標準。
2、粉塵(chen)濃度和顆(ke)粒對(dui)爆炸的(de)影響
(1)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)(nong)度可燃粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸也(ye)存在粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)(nong)度的(de)(de)上(shang)下限(xian)(xian)。該值受點火能量、氧濃(nong)(nong)度、粉(fen)(fen)(fen)體粒度、粉(fen)(fen)(fen)體品種(zhong)、水(shui)分等多(duo)種(zhong)因(yin)素(su)的(de)(de)影(ying)響。采用(yong)簡化公式,可估算出爆(bao)(bao)炸極限(xian)(xian),一(yi)般而(er)言粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸下限(xian)(xian)濃(nong)(nong)度為20~60g/m3,上(shang)限(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)(xian)受到(dao)多(duo)種(zhong)因(yin)素(su)的(de)(de)影(ying)響,其值不如下限(xian)(xian)易確定,通常也(ye)不易達到(dao)上(shang)限(xian)(xian)的(de)(de)濃(nong)(nong)度。所以(yi),下限(xian)(xian)值更(geng)重要、更(geng)有(you)用(yong)。
從物(wu)理意義上講(jiang),粉(fen)塵(chen)濃(nong)(nong)(nong)度(du)上下(xia)限值(zhi)反映了粒(li)(li)(li)子間距(ju)離對粒(li)(li)(li)子燃(ran)燒(shao)火焰(yan)傳(chuan)播(bo)的(de)影響,若(ruo)粒(li)(li)(li)子間距(ju)離達到使燃(ran)燒(shao)火焰(yan)不能(neng)延伸至相鄰粒(li)(li)(li)子時(shi),則燃(ran)燒(shao)就不能(neng)繼續(xu)進行(傳(chuan)播(bo)),爆炸(zha)也就不會發(fa)生;此(ci)時(shi)粉(fen)塵(chen)濃(nong)(nong)(nong)度(du)即低于(yu)爆炸(zha)的(de)下(xia)限濃(nong)(nong)(nong)度(du)值(zhi)。若(ruo)粒(li)(li)(li)子間的(de)距(ju)離過小,粒(li)(li)(li)子間氧不足以提供充分燃(ran)燒(shao)條件,也就不能(neng)形成爆炸(zha),此(ci)時(shi)粒(li)(li)(li)子濃(nong)(nong)(nong)度(du)即高(gao)于(yu)上限值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)粒(li)(li)(li)度可燃物粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)顆粒(li)(li)(li)大于(yu)400um時(shi),所形成的(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)塵云不(bu)再具有可爆(bao)性。但(dan)對于(yu)超細(xi)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)當其粒(li)(li)(li)度在(zai)10um以下時(shi)則具有較(jiao)大的(de)危險性。應引(yin)起注意(yi)的(de)是,有時(shi)即使粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)的(de)平均粒(li)(li)(li)度大于(yu)400um,但(dan)其中(zhong)往(wang)往(wang)也含(han)有較(jiao)細(xi)的(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti),這少部分的(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)也具備爆(bao)炸性。
雖然粉(fen)體的(de)(de)(de)粒度(du)(du)對爆炸性能(neng)影響(xiang)的(de)(de)(de)規律性并不強(qiang),但粉(fen)體的(de)(de)(de)尺寸越小(xiao),其比表(biao)面就越大(da),燃(ran)燒就越快,壓(ya)強(qiang)升(sheng)高速(su)(su)度(du)(du)隨之呈(cheng)線性增加。在一定條件下大(da)壓(ya)強(qiang)變化不大(da),因為(wei)這是(shi)取決于燃(ran)燒時發出的(de)(de)(de)總(zong)能(neng)量(liang),而與釋放能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)速(su)(su)度(du)(du)并無明顯的(de)(de)(de)關系(xi)。