粉塵(chen)爆炸(zha)就是(shi)懸浮(fu)物(wu)于空氣(qi)中的(de)粉塵(chen)顆(ke)粒與(yu)空氣(qi)中的(de)氧氣(qi)充(chong)分接觸,在特(te)定條件下瞬(shun)時完成的(de)氧化反應,反應中放(fang)出大量(liang)(liang)熱量(liang)(liang),進而產生高溫(wen)、高壓的(de)現象。任何粉塵(chen)爆炸(zha)都(dou)必須具備這(zhe)樣(yang)三個條件:點(dian)火源;可燃(ran)細粉塵(chen);粉塵(chen)懸浮(fu)于空氣(qi)中且達到(dao)爆炸(zha)濃度(du)極限范(fan)圍。
防爆袋式除(chu)塵(chen)器如何(he)防止粉塵(chen)爆炸(zha)
1、粉塵爆炸(zha)的(de)特點
(1)粉塵(chen)(chen)爆炸要比(bi)可(ke)燃(ran)物質及可(ke)燃(ran)氣(qi)體復(fu)雜一(yi)般地,可(ke)燃(ran)粉塵(chen)(chen)懸浮于空氣(qi)中形(xing)成在爆炸濃度范圍內的粉塵(chen)(chen)云(yun),在點火(huo)源(yuan)作用(yong)下,與點火(huo)源(yuan)接觸(chu)的部分粉塵(chen)(chen)首(shou)先被(bei)點燃(ran)并形(xing)成一(yi)個小(xiao)(xiao)火(huo)球(qiu)。在這(zhe)個小(xiao)(xiao)火(huo)球(qiu)燃(ran)燒放出的熱(re)量作用(yong)下,使得周圍臨近粉塵(chen)(chen)被(bei)加熱(re)、溫(wen)度升高(gao)、著(zhu)火(huo)燃(ran)燒現象產生,這(zhe)樣(yang)火(huo)球(qiu)就將迅速(su)擴大而形(xing)成粉塵(chen)(chen)爆炸。
粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)難易程(cheng)度(du)和(he)劇(ju)烈程(cheng)度(du)與粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)(de)物(wu)理、化學性質以及周圍空氣(qi)條件(jian)密切(qie)相關。一般地,燃燒(shao)熱越(yue)(yue)(yue)大(da)、顆粒(li)越(yue)(yue)(yue)細,活(huo)性越(yue)(yue)(yue)高(gao)的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen),發(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危(wei)險性越(yue)(yue)(yue)大(da);輕的(de)(de)懸(xuan)浮物(wu)可(ke)燃物(wu)質的(de)(de)爆(bao)炸(zha)危(wei)險性較大(da);空氣(qi)中氧氣(qi)含(han)量高(gao)時,粉(fen)(fen)塵(chen)易被(bei)燃點,爆(bao)炸(zha)也較為劇(ju)烈。由(you)于水分具有抑制爆(bao)炸(zha)的(de)(de)作(zuo)用(yong),所以粉(fen)(fen)塵(chen)和(he)氣(qi)體越(yue)(yue)(yue)干燥,則發(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危(wei)險性越(yue)(yue)(yue)大(da)。
(2)粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)發(fa)生(sheng)(sheng)之后,往往會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)二次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)這是由(you)于在一(yi)(yi)次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)時,有不(bu)少粉塵沉積在一(yi)(yi)起,其濃度(du)超(chao)過了粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)的上限濃度(du)值(zhi)而(er)不(bu)能爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。但是,當一(yi)(yi)次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)形成的沖(chong)擊波或氣浪將(jiang)沉積粉塵重新(xin)揚(yang)起時,在空中與(yu)空氣混合(he),濃度(du)在粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)范(fan)圍(wei)內,就可能緊接著產(chan)生(sheng)(sheng)二次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。第(di)二次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)所(suo)造成的災害往往比一(yi)(yi)次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)要嚴重得多。
國(guo)內某鋁品(pin)生產廠1963年(nian)發生的(de)(de)(de)塵(chen)爆炸事故的(de)(de)(de)直(zhi)接原因是排風機葉輪與吸(xi)入(ru)口端面摩(mo)擦起(qi)(qi)火引(yin)(yin)起(qi)(qi)的(de)(de)(de)。風機吸(xi)入(ru)口處的(de)(de)(de)蝦(xia)米彎及褲衩三(san)通(tong)氣流不暢(chang),容(rong)易積塵(chen)。特別是停機時更容(rong)易滯留粉(fen)塵(chen),一旦啟動,沉積的(de)(de)(de)粉(fen)塵(chen)被揚(yang)起(qi)(qi),很快達到爆炸下限,引(yin)(yin)起(qi)(qi)粉(fen)塵(chen)爆炸。
(3)粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)機(ji)理可(ke)燃(ran)(ran)粉塵(chen)在(zai)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)中燃(ran)(ran)燒時(shi)會釋放出能(neng)量(liang)(liang),井產(chan)生大量(liang)(liang)氣(qi)體(ti),而(er)釋放出能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)快慢即(ji)燃(ran)(ran)燒速度的(de)(de)大小(xiao)與(yu)粉體(ti)暴(bao)露(lu)在(zai)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)中的(de)(de)面(mian)積有(you)關(guan)。因(yin)此,對(dui)于同一(yi)種固體(ti)物質的(de)(de)粉體(ti),其粒(li)度越(yue)小(xiao),比表面(mian)積則越(yue)大,燃(ran)(ran)燒擴散就越(yue)快。如(ru)果這種固體(ti)的(de)(de)粒(li)度很細(xi)。以至可(ke)懸浮起來,一(yi)旦有(you)點火源(yuan)使(shi)之(zhi)引燃(ran)(ran),則可(ke)在(zai)極短的(de)(de)時(shi)間(jian)內(nei)釋放出大量(liang)(liang)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。這些(xie)能(neng)量(liang)(liang)來不及散逸到(dao)周圍環(huan)境中去,致使(shi)該(gai)空(kong)(kong)(kong)間(jian)內(nei)氣(qi)體(ti)受到(dao)加(jia)熱(re)并絕熱(re)膨脹,而(er)另一(yi)方面(mian)粉體(ti)燃(ran)(ran)燒時(shi)產(chan)生大量(liang)(liang)的(de)(de)氣(qi)體(ti),會使(shi)體(ti)系形(xing)成局部高壓,以致產(chan)生爆(bao)炸(zha)及傳播,這就是通(tong)常稱作的(de)(de)粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
(4)粉塵(chen)爆炸與燃(ran)(ran)燒的(de)區別大塊(kuai)的(de)固(gu)體可燃(ran)(ran)物的(de)燃(ran)(ran)燒是以近于平行層向內(nei)部推進(jin),例如煤的(de)燃(ran)(ran)燒等。這種燃(ran)(ran)燒能(neng)量的(de)釋放比較緩慢。所(suo)產生的(de)熱量和氣體可以迅(xun)速逸散(san)。可燃(ran)(ran)性粉塵(chen)的(de)堆狀燃(ran)(ran)燒,在通風良好的(de)情況下形成明火燃(ran)(ran)燒,而(er)在通風不(bu)好的(de)情況下。可形成無(wu)煙(yan)或焰(yan)的(de)隱燃(ran)(ran)。
可燃粉塵燃燒時有幾個階段:一階段,表(biao)面粉也被(bei)加熱;第(di)二(er)階段,表(biao)面層氣化,溢出揮發分;第(di)三階段,揮發分發生(sheng)氣相燃燒。
超細粉(fen)體發生爆炸也(ye)是一個較(jiao)(jiao)(jiao)為復雜的(de)(de)過程(cheng),由于(yu)粉(fen)塵(chen)(chen)云的(de)(de)尺(chi)度(du)(du)(du)一般較(jiao)(jiao)(jiao)小,而火(huo)(huo)焰傳(chuan)播速度(du)(du)(du)較(jiao)(jiao)(jiao)快,每(mei)秒幾百(bai)米(mi),因此(ci)在粉(fen)塵(chen)(chen)中心發生火(huo)(huo)源(yuan)點火(huo)(huo),在不到0.1s的(de)(de)時間內就可燃(ran)(ran)遍整個粉(fen)塵(chen)(chen)云。在此(ci)過程(cheng)中,如果粉(fen)塵(chen)(chen)已(yi)燃(ran)(ran)盡,則會生成(cheng)(cheng)較(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)(de)壓(ya)強(qiang);若未燃(ran)(ran)盡,則生成(cheng)(cheng)較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)的(de)(de)壓(ya)強(qiang)。可燃(ran)(ran)粒子(zi)是否能燃(ran)(ran)完,取決(jue)于(yu)粒子(zi)的(de)(de)尺(chi)寸和燃(ran)(ran)燒深度(du)(du)(du)。
(5)可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)分(fen)類(lei)(lei)粉(fen)(fen)體按(an)其可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)性可(ke)(ke)(ke)劃分(fen)為(wei)兩(liang)類(lei)(lei):一類(lei)(lei)為(wei)可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran);一類(lei)(lei)為(wei)非可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)。可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)體的分(fen)類(lei)(lei)方法和標準在不(bu)同(tong)(tong)的國家有所不(bu)同(tong)(tong)。
美(mei)國(guo)將可(ke)燃粉(fen)體劃(hua)(hua)為(wei)Ⅱ級危險(xian)品,同時又將其(qi)中的金屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵、谷物粉(fen)塵列入不同的組(zu)。美(mei)國(guo)制定的分(fen)(fen)類(lei)方法是按被測(ce)粉(fen)體在標(biao)準試驗裝置內發生粉(fen)塵爆炸時所得升壓速度來進行分(fen)(fen)類(lei),并劃(hua)(hua)分(fen)(fen)為(wei)三個等(deng)級。我國(guo)目前尚未見到關于可(ke)燃粉(fen)塵分(fen)(fen)類(lei)的現成(cheng)標(biao)準。
2、粉塵(chen)濃度和顆粒對(dui)爆炸(zha)的(de)影響
(1)粉塵濃(nong)度可(ke)燃粉塵爆炸(zha)也存(cun)在粉塵濃(nong)度的(de)上(shang)下限。該值(zhi)受點火能量、氧濃(nong)度、粉體粒度、粉體品種(zhong)(zhong)、水分等多種(zhong)(zhong)因(yin)素的(de)影響。采用(yong)簡化公式,可(ke)估算出爆炸(zha)極限,一般而言粉塵爆炸(zha)下限濃(nong)度為20~60g/m3,上(shang)限介于2~6kg/m3。上(shang)限受到多種(zhong)(zhong)因(yin)素的(de)影響,其值(zhi)不如下限易確定,通常也不易達到上(shang)限的(de)濃(nong)度。所以,下限值(zhi)更重要(yao)、更有用(yong)。
從(cong)物理(li)意義上講(jiang),粉塵濃(nong)度上下限(xian)值反映(ying)了(le)粒子(zi)(zi)間(jian)距離(li)對(dui)粒子(zi)(zi)燃(ran)燒火(huo)焰傳播的(de)影響,若粒子(zi)(zi)間(jian)距離(li)達到使燃(ran)燒火(huo)焰不能(neng)延伸(shen)至(zhi)相鄰粒子(zi)(zi)時,則燃(ran)燒就(jiu)(jiu)不能(neng)繼續進行(xing)(傳播),爆(bao)炸(zha)也就(jiu)(jiu)不會發生;此時粉塵濃(nong)度即低于爆(bao)炸(zha)的(de)下限(xian)濃(nong)度值。若粒子(zi)(zi)間(jian)的(de)距離(li)過(guo)小,粒子(zi)(zi)間(jian)氧不足以提供充分燃(ran)燒條件,也就(jiu)(jiu)不能(neng)形成(cheng)爆(bao)炸(zha),此時粒子(zi)(zi)濃(nong)度即高于上限(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)體粒(li)度可(ke)燃物粉(fen)(fen)體顆粒(li)大(da)(da)于(yu)400um時,所形(xing)成的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵云(yun)不再具有(you)可(ke)爆性(xing)。但(dan)(dan)對于(yu)超細粉(fen)(fen)體當其(qi)粒(li)度在10um以下(xia)時則具有(you)較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)危險性(xing)。應引起注意的(de)(de)(de)(de)是(shi),有(you)時即使(shi)粉(fen)(fen)體的(de)(de)(de)(de)平(ping)均粒(li)度大(da)(da)于(yu)400um,但(dan)(dan)其(qi)中往(wang)往(wang)也(ye)含(han)有(you)較(jiao)細的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體,這少部分的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體也(ye)具備爆炸性(xing)。
雖然粉(fen)體的(de)(de)粒(li)度(du)對爆炸性(xing)(xing)能影響(xiang)的(de)(de)規律性(xing)(xing)并(bing)不強(qiang)(qiang),但粉(fen)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(kuai),壓(ya)強(qiang)(qiang)升(sheng)高(gao)速度(du)隨之呈線性(xing)(xing)增加。在一定條件下(xia)大(da)壓(ya)強(qiang)(qiang)變化不大(da),因為(wei)這是取決于燃(ran)燒時發出的(de)(de)總能量(liang),而與釋放(fang)能量(liang)的(de)(de)速度(du)并(bing)無明顯的(de)(de)關系(xi)。