粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)就是懸(xuan)浮物(wu)于空(kong)氣中的粉(fen)塵(chen)顆粒(li)與空(kong)氣中的氧氣充分接觸,在(zai)特定條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)瞬時完成的氧化反應,反應中放出大量熱量,進而產生(sheng)高(gao)溫、高(gao)壓的現象。任(ren)何粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)都(dou)必須(xu)具備這樣(yang)三(san)個條(tiao)件(jian)(jian):點火源;可燃細粉(fen)塵(chen);粉(fen)塵(chen)懸(xuan)浮于空(kong)氣中且達(da)到爆(bao)炸(zha)濃度極限范圍。
防爆袋式除塵器如何防止粉塵爆炸
1、粉塵爆炸的特(te)點
(1)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸要比(bi)可(ke)燃(ran)物質及可(ke)燃(ran)氣體(ti)復雜(za)一(yi)(yi)般地,可(ke)燃(ran)粉(fen)塵(chen)懸浮于空氣中形成(cheng)(cheng)在爆(bao)炸濃度范圍內的(de)粉(fen)塵(chen)云(yun),在點(dian)火(huo)源作用下,與點(dian)火(huo)源接(jie)觸的(de)部(bu)分粉(fen)塵(chen)首先被(bei)點(dian)燃(ran)并形成(cheng)(cheng)一(yi)(yi)個小火(huo)球(qiu)。在這(zhe)個小火(huo)球(qiu)燃(ran)燒(shao)放(fang)出的(de)熱量(liang)作用下,使(shi)得周圍臨(lin)近(jin)粉(fen)塵(chen)被(bei)加(jia)熱、溫度升高、著火(huo)燃(ran)燒(shao)現(xian)象產(chan)生,這(zhe)樣(yang)火(huo)球(qiu)就將迅速(su)擴(kuo)大而形成(cheng)(cheng)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸。
粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸的(de)(de)難易程度(du)和(he)劇(ju)烈(lie)(lie)程度(du)與粉(fen)塵(chen)(chen)的(de)(de)物理、化學性質(zhi)以及周圍(wei)空氣(qi)條(tiao)件密切相關。一般地,燃(ran)燒熱越大(da)、顆粒越細,活性越高的(de)(de)粉(fen)塵(chen)(chen),發(fa)生(sheng)爆(bao)炸的(de)(de)危險(xian)性越大(da);輕的(de)(de)懸浮物可燃(ran)物質(zhi)的(de)(de)爆(bao)炸危險(xian)性較(jiao)大(da);空氣(qi)中氧氣(qi)含量高時,粉(fen)塵(chen)(chen)易被燃(ran)點,爆(bao)炸也較(jiao)為(wei)劇(ju)烈(lie)(lie)。由于水分具有抑制(zhi)爆(bao)炸的(de)(de)作用,所以粉(fen)塵(chen)(chen)和(he)氣(qi)體越干燥,則發(fa)生(sheng)爆(bao)炸的(de)(de)危險(xian)性越大(da)。
(2)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸發生(sheng)之后,往(wang)往(wang)會產(chan)生(sheng)二次(ci)(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸這(zhe)是(shi)由于(yu)在一次(ci)(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸時,有(you)不少(shao)粉(fen)塵(chen)(chen)沉積(ji)在一起(qi),其濃(nong)度(du)超過了粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸的(de)上限濃(nong)度(du)值(zhi)而不能爆(bao)(bao)(bao)炸。但是(shi),當一次(ci)(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸形成的(de)沖擊(ji)波或氣浪將沉積(ji)粉(fen)塵(chen)(chen)重新揚起(qi)時,在空中(zhong)與空氣混合,濃(nong)度(du)在粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸范(fan)圍內(nei),就可能緊(jin)接著產(chan)生(sheng)二次(ci)(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸。第二次(ci)(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸所造成的(de)災(zai)害往(wang)往(wang)比一次(ci)(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸要嚴(yan)重得多。
國內某(mou)鋁品生產(chan)廠1963年發生的(de)塵(chen)爆(bao)炸事(shi)故(gu)的(de)直接原因是(shi)(shi)排風機葉輪與吸(xi)入(ru)口(kou)端面摩(mo)擦起火引起的(de)。風機吸(xi)入(ru)口(kou)處的(de)蝦米(mi)彎(wan)及褲衩三通(tong)氣流(liu)不(bu)暢,容(rong)易(yi)積塵(chen)。特別是(shi)(shi)停機時更(geng)容(rong)易(yi)滯留粉塵(chen),一旦啟動(dong),沉(chen)積的(de)粉塵(chen)被揚起,很快(kuai)達到爆(bao)炸下限(xian),引起粉塵(chen)爆(bao)炸。
(3)粉(fen)塵爆(bao)炸的(de)(de)機理(li)可燃(ran)粉(fen)塵在(zai)空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)燃(ran)燒時(shi)會釋放出能(neng)量(liang)(liang),井產(chan)生大(da)量(liang)(liang)氣(qi)(qi)體(ti)(ti),而釋放出能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)快(kuai)慢即燃(ran)燒速(su)度的(de)(de)大(da)小與粉(fen)體(ti)(ti)暴露在(zai)空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)面(mian)積(ji)有(you)關。因此,對于同一(yi)種固體(ti)(ti)物質的(de)(de)粉(fen)體(ti)(ti),其粒度越(yue)小,比表面(mian)積(ji)則越(yue)大(da),燃(ran)燒擴(kuo)散就越(yue)快(kuai)。如果這(zhe)種固體(ti)(ti)的(de)(de)粒度很細。以至可懸浮起來,一(yi)旦有(you)點火源使(shi)之引燃(ran),則可在(zai)極短(duan)的(de)(de)時(shi)間內(nei)釋放出大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。這(zhe)些(xie)能(neng)量(liang)(liang)來不及散逸到周圍環境(jing)中(zhong)去,致使(shi)該空(kong)間內(nei)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)受到加(jia)熱并絕熱膨(peng)脹,而另一(yi)方面(mian)粉(fen)體(ti)(ti)燃(ran)燒時(shi)產(chan)生大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti),會使(shi)體(ti)(ti)系形成局(ju)部高壓,以致產(chan)生爆(bao)炸及傳播,這(zhe)就是通常稱作(zuo)的(de)(de)粉(fen)塵爆(bao)炸。
(4)粉塵爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)的(de)(de)(de)(de)區別大塊的(de)(de)(de)(de)固體可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)物的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)是以近(jin)于平(ping)行層向內部推進,例如煤的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)燒(shao)能量的(de)(de)(de)(de)釋放比較緩慢。所產(chan)生的(de)(de)(de)(de)熱量和氣(qi)體可(ke)(ke)(ke)以迅(xun)速(su)逸散。可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)性(xing)粉塵的(de)(de)(de)(de)堆狀燃(ran)(ran)燒(shao),在通風(feng)良好的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)形成明火燃(ran)(ran)燒(shao),而在通風(feng)不好的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)。可(ke)(ke)(ke)形成無煙或焰(yan)的(de)(de)(de)(de)隱燃(ran)(ran)。
可燃粉塵燃燒時有幾個階(jie)(jie)段(duan):一階(jie)(jie)段(duan),表(biao)面粉也被加熱;第二階(jie)(jie)段(duan),表(biao)面層氣(qi)化,溢出揮發分;第三階(jie)(jie)段(duan),揮發分發生氣(qi)相燃燒。
超細粉(fen)體發生爆炸也是(shi)一(yi)個較(jiao)為復雜的(de)過程,由(you)于粉(fen)塵云(yun)的(de)尺度一(yi)般較(jiao)小(xiao),而(er)火(huo)焰傳播速度較(jiao)快,每秒幾百米,因此(ci)在(zai)粉(fen)塵中心發生火(huo)源點火(huo),在(zai)不到0.1s的(de)時間內(nei)就可燃(ran)遍整個粉(fen)塵云(yun)。在(zai)此(ci)過程中,如果粉(fen)塵已燃(ran)盡,則會生成較(jiao)高的(de)壓強;若未燃(ran)盡,則生成較(jiao)低的(de)壓強。可燃(ran)粒(li)子是(shi)否能燃(ran)完(wan),取決(jue)于粒(li)子的(de)尺寸和燃(ran)燒深度。
(5)可(ke)燃粉塵分(fen)類粉體按(an)其可(ke)燃性可(ke)劃分(fen)為兩類:一類為可(ke)燃;一類為非可(ke)燃。可(ke)燃粉體的分(fen)類方法(fa)和(he)標準在不(bu)同的國家有所不(bu)同。
美(mei)國(guo)將可燃粉(fen)體(ti)劃為(wei)(wei)Ⅱ級(ji)危險品(pin),同時(shi)又(you)將其中的(de)(de)金屬粉(fen)、含(han)碳粉(fen)塵(chen)、谷(gu)物粉(fen)塵(chen)列(lie)入不同的(de)(de)組。美(mei)國(guo)制定的(de)(de)分(fen)類(lei)方法是(shi)按(an)被測粉(fen)體(ti)在標準試驗裝置內發(fa)生粉(fen)塵(chen)爆炸時(shi)所得升壓(ya)速度來進行分(fen)類(lei),并劃分(fen)為(wei)(wei)三(san)個等(deng)級(ji)。我國(guo)目前尚未見到(dao)關于可燃粉(fen)塵(chen)分(fen)類(lei)的(de)(de)現成標準。
2、粉塵濃度和顆粒對(dui)爆炸的影(ying)響
(1)粉(fen)(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)可燃粉(fen)(fen)塵爆炸也存在(zai)粉(fen)(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)的(de)(de)上下(xia)限(xian)。該值受點火能(neng)量、氧濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)、粉(fen)(fen)體(ti)粒度(du)(du)(du)、粉(fen)(fen)體(ti)品種、水分(fen)等多種因(yin)(yin)素(su)的(de)(de)影響。采用(yong)簡化(hua)公(gong)式,可估算出(chu)爆炸極(ji)限(xian),一般而言粉(fen)(fen)塵爆炸下(xia)限(xian)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)為20~60g/m3,上限(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)受到多種因(yin)(yin)素(su)的(de)(de)影響,其值不(bu)如下(xia)限(xian)易確定,通常也不(bu)易達到上限(xian)的(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)。所以,下(xia)限(xian)值更(geng)重要(yao)、更(geng)有用(yong)。
從物理意(yi)義(yi)上講,粉(fen)塵濃(nong)(nong)(nong)度上下限值反映了粒(li)子(zi)間(jian)(jian)距(ju)離對粒(li)子(zi)燃燒(shao)火(huo)焰(yan)傳播(bo)的(de)影響(xiang),若粒(li)子(zi)間(jian)(jian)距(ju)離達(da)到使燃燒(shao)火(huo)焰(yan)不(bu)(bu)能(neng)延(yan)伸(shen)至相鄰(lin)粒(li)子(zi)時,則燃燒(shao)就不(bu)(bu)能(neng)繼(ji)續進行(xing)(傳播(bo)),爆炸也就不(bu)(bu)會發(fa)生;此時粉(fen)塵濃(nong)(nong)(nong)度即(ji)低于(yu)爆炸的(de)下限濃(nong)(nong)(nong)度值。若粒(li)子(zi)間(jian)(jian)的(de)距(ju)離過小,粒(li)子(zi)間(jian)(jian)氧不(bu)(bu)足(zu)以提供充分燃燒(shao)條件,也就不(bu)(bu)能(neng)形成爆炸,此時粒(li)子(zi)濃(nong)(nong)(nong)度即(ji)高于(yu)上限值。
(2)粉(fen)(fen)(fen)體粒度可燃物粉(fen)(fen)(fen)體顆粒大于(yu)(yu)400um時(shi),所(suo)形成的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)塵云不再(zai)具有可爆性(xing)。但對于(yu)(yu)超細(xi)(xi)粉(fen)(fen)(fen)體當其粒度在10um以下時(shi)則具有較(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)危險性(xing)。應引起(qi)注意的(de)(de)(de)是,有時(shi)即使粉(fen)(fen)(fen)體的(de)(de)(de)平均粒度大于(yu)(yu)400um,但其中往往也含有較(jiao)(jiao)細(xi)(xi)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)體,這少部分的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)體也具備(bei)爆炸性(xing)。
雖然粉體(ti)的(de)(de)粒度對爆(bao)炸性能(neng)影響(xiang)的(de)(de)規律性并(bing)不強(qiang),但粉體(ti)的(de)(de)尺寸越(yue)小,其比表面就越(yue)大,燃(ran)(ran)燒(shao)就越(yue)快,壓強(qiang)升高速度隨之呈線性增(zeng)加(jia)。在一定條件下(xia)大壓強(qiang)變化不大,因為(wei)這是取(qu)決于燃(ran)(ran)燒(shao)時發(fa)出的(de)(de)總能(neng)量,而與釋(shi)放能(neng)量的(de)(de)速度并(bing)無明顯的(de)(de)關系。