粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸就是懸浮物于(yu)空(kong)氣中(zhong)的粉(fen)塵(chen)(chen)顆粒與空(kong)氣中(zhong)的氧(yang)氣充分接觸,在特(te)定條(tiao)件下瞬時完成的氧(yang)化反應,反應中(zhong)放出大量(liang)熱量(liang),進而(er)產生高溫、高壓的現象(xiang)。任何粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸都必須(xu)具備這樣三個條(tiao)件:點火源;可燃(ran)細粉(fen)塵(chen)(chen);粉(fen)塵(chen)(chen)懸浮于(yu)空(kong)氣中(zhong)且達到爆炸濃度極(ji)限范圍。
防爆袋式除塵(chen)器如何防止(zhi)粉塵(chen)爆炸(zha)
1、粉塵爆炸的特(te)點
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)要比可燃(ran)(ran)物質及(ji)可燃(ran)(ran)氣體復雜(za)一般地,可燃(ran)(ran)粉(fen)塵(chen)(chen)懸浮于空氣中形成(cheng)在爆炸(zha)濃度范圍內的(de)(de)粉(fen)塵(chen)(chen)云,在點(dian)火源(yuan)作(zuo)用下,與(yu)點(dian)火源(yuan)接觸的(de)(de)部分粉(fen)塵(chen)(chen)首先被(bei)點(dian)燃(ran)(ran)并形成(cheng)一個(ge)小火球。在這個(ge)小火球燃(ran)(ran)燒(shao)放出(chu)的(de)(de)熱(re)量作(zuo)用下,使得周圍臨近粉(fen)塵(chen)(chen)被(bei)加熱(re)、溫度升(sheng)高、著火燃(ran)(ran)燒(shao)現象產生,這樣火球就將迅速擴大(da)而形成(cheng)粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)。
粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)的(de)(de)(de)難易程度和(he)劇烈程度與粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理、化(hua)學性(xing)(xing)(xing)質以及(ji)周圍空氣(qi)(qi)條件密切相關。一般(ban)地,燃燒熱(re)越(yue)大(da)、顆粒越(yue)細,活(huo)性(xing)(xing)(xing)越(yue)高(gao)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen),發(fa)生(sheng)爆炸(zha)的(de)(de)(de)危(wei)險性(xing)(xing)(xing)越(yue)大(da);輕的(de)(de)(de)懸浮(fu)物(wu)(wu)可燃物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)爆炸(zha)危(wei)險性(xing)(xing)(xing)較大(da);空氣(qi)(qi)中氧氣(qi)(qi)含量高(gao)時,粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)易被燃點(dian),爆炸(zha)也較為劇烈。由于水分(fen)具有抑制(zhi)爆炸(zha)的(de)(de)(de)作用,所以粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)和(he)氣(qi)(qi)體(ti)越(yue)干(gan)燥(zao),則發(fa)生(sheng)爆炸(zha)的(de)(de)(de)危(wei)險性(xing)(xing)(xing)越(yue)大(da)。
(2)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)發生(sheng)之后,往往會產(chan)生(sheng)二(er)次爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)這是由于在一次爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)時,有不(bu)少粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)沉積在一起,其(qi)濃度(du)超過了粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)的上限濃度(du)值而不(bu)能爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)。但是,當(dang)一次爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)形成的沖擊(ji)波或氣浪將(jiang)沉積粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)重新揚起時,在空中與空氣混合,濃度(du)在粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)范(fan)圍內(nei),就可(ke)能緊接(jie)著(zhu)產(chan)生(sheng)二(er)次爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)。第二(er)次爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)所造(zao)成的災害往往比(bi)一次爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)要嚴(yan)重得多。
國(guo)內某(mou)鋁品生產(chan)廠(chang)1963年發生的(de)塵(chen)爆炸(zha)事故的(de)直接原因(yin)是排風機葉輪(lun)與吸(xi)入口端面摩擦起(qi)火(huo)引起(qi)的(de)。風機吸(xi)入口處(chu)的(de)蝦米彎及褲(ku)衩(cha)三通氣流不(bu)暢,容易(yi)積塵(chen)。特別是停(ting)機時更容易(yi)滯留粉(fen)塵(chen),一(yi)旦啟(qi)動,沉積的(de)粉(fen)塵(chen)被揚起(qi),很快(kuai)達到(dao)爆炸(zha)下限,引起(qi)粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)。
(3)粉塵(chen)爆炸(zha)的(de)(de)(de)(de)機理可(ke)(ke)燃粉塵(chen)在空(kong)氣(qi)中(zhong)燃燒(shao)時(shi)(shi)會釋(shi)(shi)放出能(neng)量(liang)(liang),井產生大(da)量(liang)(liang)氣(qi)體(ti),而釋(shi)(shi)放出能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)快慢即燃燒(shao)速度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)大(da)小與粉體(ti)暴露在空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)面(mian)(mian)積有關。因此,對于同一種固體(ti)物質的(de)(de)(de)(de)粉體(ti),其粒(li)度(du)(du)越(yue)小,比(bi)表(biao)面(mian)(mian)積則越(yue)大(da),燃燒(shao)擴散(san)就越(yue)快。如果(guo)這(zhe)種固體(ti)的(de)(de)(de)(de)粒(li)度(du)(du)很(hen)細。以至可(ke)(ke)懸浮起來(lai),一旦有點火(huo)源使(shi)之引燃,則可(ke)(ke)在極(ji)短(duan)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間內(nei)釋(shi)(shi)放出大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。這(zhe)些能(neng)量(liang)(liang)來(lai)不(bu)及(ji)散(san)逸(yi)到(dao)(dao)周圍環境中(zhong)去,致使(shi)該(gai)空(kong)間內(nei)氣(qi)體(ti)受到(dao)(dao)加熱并絕熱膨脹,而另一方面(mian)(mian)粉體(ti)燃燒(shao)時(shi)(shi)產生大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體(ti),會使(shi)體(ti)系形(xing)成局部高壓,以致產生爆炸(zha)及(ji)傳播,這(zhe)就是通常稱作(zuo)的(de)(de)(de)(de)粉塵(chen)爆炸(zha)。
(4)粉塵(chen)爆(bao)炸與燃(ran)燒的(de)(de)區別大塊的(de)(de)固體可(ke)燃(ran)物的(de)(de)燃(ran)燒是以近于平行層向(xiang)內部推進,例如煤的(de)(de)燃(ran)燒等(deng)。這種燃(ran)燒能量的(de)(de)釋放比(bi)較緩慢。所(suo)產生(sheng)的(de)(de)熱量和氣體可(ke)以迅速逸散(san)。可(ke)燃(ran)性粉塵(chen)的(de)(de)堆狀燃(ran)燒,在通風良好(hao)的(de)(de)情(qing)況下(xia)形成明火燃(ran)燒,而在通風不好(hao)的(de)(de)情(qing)況下(xia)。可(ke)形成無煙或(huo)焰的(de)(de)隱燃(ran)。
可燃粉(fen)塵燃燒時(shi)有(you)幾個階(jie)段:一階(jie)段,表(biao)面粉(fen)也被加熱;第(di)(di)二階(jie)段,表(biao)面層氣化,溢(yi)出(chu)揮發(fa)分(fen);第(di)(di)三階(jie)段,揮發(fa)分(fen)發(fa)生氣相燃燒。
超細粉(fen)(fen)體發生爆炸也是一(yi)個較(jiao)為復雜的過(guo)程,由于(yu)粉(fen)(fen)塵(chen)云(yun)的尺度一(yi)般(ban)較(jiao)小(xiao),而火(huo)(huo)焰傳播速度較(jiao)快,每秒幾百米,因此(ci)在粉(fen)(fen)塵(chen)中(zhong)心發生火(huo)(huo)源(yuan)點火(huo)(huo),在不到0.1s的時間內就可(ke)燃(ran)(ran)遍整(zheng)個粉(fen)(fen)塵(chen)云(yun)。在此(ci)過(guo)程中(zhong),如果(guo)粉(fen)(fen)塵(chen)已燃(ran)(ran)盡,則會生成(cheng)(cheng)較(jiao)高(gao)的壓強(qiang);若未燃(ran)(ran)盡,則生成(cheng)(cheng)較(jiao)低的壓強(qiang)。可(ke)燃(ran)(ran)粒(li)子(zi)是否能燃(ran)(ran)完,取決于(yu)粒(li)子(zi)的尺寸和燃(ran)(ran)燒深(shen)度。
(5)可燃(ran)(ran)粉塵分(fen)類(lei)粉體按其可燃(ran)(ran)性可劃分(fen)為兩(liang)類(lei):一類(lei)為可燃(ran)(ran);一類(lei)為非可燃(ran)(ran)。可燃(ran)(ran)粉體的分(fen)類(lei)方法和標準在不(bu)同(tong)的國家(jia)有所不(bu)同(tong)。
美國(guo)將(jiang)可燃(ran)粉(fen)(fen)體劃為(wei)Ⅱ級危險品(pin),同時(shi)又(you)將(jiang)其中的金屬粉(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)塵、谷物粉(fen)(fen)塵列(lie)入不同的組。美國(guo)制定的分(fen)(fen)(fen)類(lei)方法(fa)是按被測粉(fen)(fen)體在標準試驗裝置內發生粉(fen)(fen)塵爆炸時(shi)所得(de)升壓速度(du)來(lai)進行分(fen)(fen)(fen)類(lei),并(bing)劃分(fen)(fen)(fen)為(wei)三個等(deng)級。我國(guo)目前尚未(wei)見到關于可燃(ran)粉(fen)(fen)塵分(fen)(fen)(fen)類(lei)的現成標準。
2、粉塵濃(nong)度和顆粒對爆炸的影響
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)可燃粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸也存在(zai)粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)的(de)(de)上(shang)下(xia)限(xian)(xian)。該值受點火(huo)能量、氧濃(nong)度(du)、粉(fen)(fen)體粒(li)度(du)、粉(fen)(fen)體品(pin)種、水分等多種因素的(de)(de)影響。采用(yong)簡化公式(shi),可估算出爆炸極限(xian)(xian),一般而言粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸下(xia)限(xian)(xian)濃(nong)度(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)(xian)受到多種因素的(de)(de)影響,其值不如下(xia)限(xian)(xian)易確定,通(tong)常也不易達到上(shang)限(xian)(xian)的(de)(de)濃(nong)度(du)。所以(yi),下(xia)限(xian)(xian)值更(geng)重要、更(geng)有用(yong)。
從物(wu)理意(yi)義上講,粉(fen)塵濃(nong)度(du)上下限(xian)值(zhi)反映(ying)了粒(li)(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)距離對粒(li)(li)子(zi)(zi)燃燒火焰(yan)傳(chuan)播的影響(xiang),若粒(li)(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)距離達到使燃燒火焰(yan)不(bu)能延(yan)伸至相鄰粒(li)(li)子(zi)(zi)時(shi),則燃燒就不(bu)能繼(ji)續進行(xing)(傳(chuan)播),爆(bao)炸(zha)(zha)也(ye)就不(bu)會發生;此(ci)時(shi)粉(fen)塵濃(nong)度(du)即低(di)于爆(bao)炸(zha)(zha)的下限(xian)濃(nong)度(du)值(zhi)。若粒(li)(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)的距離過小,粒(li)(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)氧不(bu)足以提(ti)供充分(fen)燃燒條件(jian),也(ye)就不(bu)能形成爆(bao)炸(zha)(zha),此(ci)時(shi)粒(li)(li)子(zi)(zi)濃(nong)度(du)即高于上限(xian)值(zhi)。
(2)粉(fen)體(ti)粒度(du)(du)可燃物粉(fen)體(ti)顆粒大(da)于400um時,所形成的(de)(de)粉(fen)塵云(yun)不再(zai)具(ju)有可爆(bao)性(xing)。但對于超細粉(fen)體(ti)當其粒度(du)(du)在10um以下時則具(ju)有較(jiao)大(da)的(de)(de)危險性(xing)。應引起(qi)注(zhu)意的(de)(de)是,有時即使(shi)粉(fen)體(ti)的(de)(de)平均粒度(du)(du)大(da)于400um,但其中往往也含有較(jiao)細的(de)(de)粉(fen)體(ti),這少部分的(de)(de)粉(fen)體(ti)也具(ju)備爆(bao)炸性(xing)。
雖然(ran)粉體的(de)(de)粒(li)度對爆炸性(xing)能(neng)影響的(de)(de)規律(lv)性(xing)并不強,但粉體的(de)(de)尺寸越(yue)小,其比表面就越(yue)大(da),燃(ran)燒就越(yue)快,壓(ya)強升高速(su)度隨之(zhi)呈線性(xing)增加。在一定條件下大(da)壓(ya)強變化不大(da),因為這是取決于燃(ran)燒時發出的(de)(de)總能(neng)量,而與釋(shi)放能(neng)量的(de)(de)速(su)度并無明(ming)顯的(de)(de)關系。