粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)就是懸(xuan)浮(fu)物于空氣(qi)中(zhong)的(de)粉(fen)塵(chen)顆粒與空氣(qi)中(zhong)的(de)氧氣(qi)充分(fen)接(jie)觸(chu),在(zai)特(te)定條件下瞬(shun)時完成的(de)氧化反應(ying),反應(ying)中(zhong)放出大(da)量熱量,進而(er)產生高溫、高壓的(de)現象。任何粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)都必須(xu)具備這樣(yang)三(san)個條件:點火(huo)源;可燃細粉(fen)塵(chen);粉(fen)塵(chen)懸(xuan)浮(fu)于空氣(qi)中(zhong)且達到爆(bao)炸(zha)濃度極(ji)限范(fan)圍。
防爆(bao)袋(dai)式(shi)除塵(chen)器如何防止粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸
1、粉(fen)塵爆炸(zha)的特點
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸要比可燃(ran)(ran)物(wu)質及可燃(ran)(ran)氣體(ti)復(fu)雜一(yi)般地,可燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)懸(xuan)浮(fu)于空氣中形(xing)成(cheng)在爆(bao)炸濃度范圍內的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)云,在點火源(yuan)作用下,與點火源(yuan)接觸的(de)部分粉(fen)(fen)塵(chen)首先被點燃(ran)(ran)并形(xing)成(cheng)一(yi)個小火球。在這個小火球燃(ran)(ran)燒放出的(de)熱量作用下,使得周圍臨近(jin)粉(fen)(fen)塵(chen)被加熱、溫度升高、著火燃(ran)(ran)燒現象產生,這樣火球就(jiu)將迅速擴(kuo)大而形(xing)成(cheng)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸。
粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)的(de)難易程度和(he)劇(ju)烈程度與粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)的(de)物理(li)、化(hua)學性(xing)質(zhi)以及(ji)周(zhou)圍空氣(qi)(qi)條(tiao)件密切相關。一般地,燃燒熱越(yue)(yue)大、顆粒越(yue)(yue)細,活性(xing)越(yue)(yue)高(gao)的(de)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen),發(fa)(fa)生爆炸(zha)的(de)危險(xian)性(xing)越(yue)(yue)大;輕(qing)的(de)懸浮物可燃物質(zhi)的(de)爆炸(zha)危險(xian)性(xing)較(jiao)大;空氣(qi)(qi)中(zhong)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(jiao)為(wei)劇(ju)烈。由于水分(fen)具有抑制爆炸(zha)的(de)作用,所以粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)和(he)氣(qi)(qi)體越(yue)(yue)干燥,則發(fa)(fa)生爆炸(zha)的(de)危險(xian)性(xing)越(yue)(yue)大。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸發生(sheng)之(zhi)后,往(wang)往(wang)會產生(sheng)二次(ci)(ci)爆炸這(zhe)是(shi)由于在一次(ci)(ci)爆炸時,有不少粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)沉積在一起(qi),其濃度超過了粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸的(de)上限(xian)濃度值而不能爆炸。但是(shi),當一次(ci)(ci)爆炸形成的(de)沖擊(ji)波或氣(qi)浪將沉積粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)重新揚(yang)起(qi)時,在空(kong)(kong)中與空(kong)(kong)氣(qi)混(hun)合,濃度在粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸范圍(wei)內,就可能緊接著產生(sheng)二次(ci)(ci)爆炸。第二次(ci)(ci)爆炸所造成的(de)災害往(wang)往(wang)比(bi)一次(ci)(ci)爆炸要嚴重得多。
國(guo)內(nei)某(mou)鋁品生產廠1963年發生的(de)(de)塵爆(bao)炸事故的(de)(de)直接原(yuan)因是排風機葉輪(lun)與吸入(ru)口(kou)(kou)端面(mian)摩(mo)擦起(qi)火引起(qi)的(de)(de)。風機吸入(ru)口(kou)(kou)處(chu)的(de)(de)蝦米彎及褲衩三通氣流不暢,容(rong)易積(ji)塵。特別是停機時更容(rong)易滯留粉(fen)塵,一旦啟動,沉積(ji)的(de)(de)粉(fen)塵被揚起(qi),很快達到爆(bao)炸下(xia)限,引起(qi)粉(fen)塵爆(bao)炸。
(3)粉塵爆(bao)炸的(de)(de)(de)機理可(ke)燃(ran)(ran)粉塵在(zai)空氣中燃(ran)(ran)燒(shao)時會釋(shi)放出能(neng)(neng)(neng)(neng)量,井產生大(da)(da)(da)量氣體,而釋(shi)放出能(neng)(neng)(neng)(neng)量的(de)(de)(de)快(kuai)慢即燃(ran)(ran)燒(shao)速度的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)小與粉體暴露在(zai)空氣中的(de)(de)(de)面積(ji)有關。因此(ci),對于同一種(zhong)固體物質(zhi)的(de)(de)(de)粉體,其粒(li)度越(yue)(yue)小,比表面積(ji)則越(yue)(yue)大(da)(da)(da),燃(ran)(ran)燒(shao)擴散就(jiu)越(yue)(yue)快(kuai)。如果這種(zhong)固體的(de)(de)(de)粒(li)度很細。以至可(ke)懸浮(fu)起(qi)來,一旦有點火(huo)源使(shi)之引(yin)燃(ran)(ran),則可(ke)在(zai)極短的(de)(de)(de)時間內釋(shi)放出大(da)(da)(da)量的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量。這些能(neng)(neng)(neng)(neng)量來不(bu)及(ji)(ji)散逸到周(zhou)圍環(huan)境(jing)中去,致使(shi)該空間內氣體受到加熱(re)并絕熱(re)膨脹(zhang),而另一方面粉體燃(ran)(ran)燒(shao)時產生大(da)(da)(da)量的(de)(de)(de)氣體,會使(shi)體系形成(cheng)局(ju)部高(gao)壓,以致產生爆(bao)炸及(ji)(ji)傳播(bo),這就(jiu)是(shi)通常稱作的(de)(de)(de)粉塵爆(bao)炸。
(4)粉塵爆炸與燃燒(shao)的(de)(de)區別大(da)塊的(de)(de)固體可燃物的(de)(de)燃燒(shao)是以(yi)(yi)近于平行層向內部推進,例如煤的(de)(de)燃燒(shao)等。這種燃燒(shao)能量的(de)(de)釋放比(bi)較緩慢。所產(chan)生的(de)(de)熱量和氣體可以(yi)(yi)迅速逸散(san)。可燃性(xing)粉塵的(de)(de)堆(dui)狀燃燒(shao),在(zai)通(tong)風良好(hao)的(de)(de)情(qing)(qing)況下形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)明火(huo)燃燒(shao),而在(zai)通(tong)風不(bu)好(hao)的(de)(de)情(qing)(qing)況下。可形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)無煙(yan)或(huo)焰(yan)的(de)(de)隱燃。
可燃(ran)粉(fen)塵燃(ran)燒時有(you)幾個階(jie)段:一階(jie)段,表面粉(fen)也被加熱(re);第二階(jie)段,表面層氣化,溢出揮發(fa)分;第三階(jie)段,揮發(fa)分發(fa)生(sheng)氣相燃(ran)燒。
超細粉(fen)體發生爆炸也(ye)是(shi)一個較(jiao)為復雜的過(guo)程,由于粉(fen)塵云的尺度(du)一般(ban)較(jiao)小,而火(huo)(huo)焰傳播速(su)度(du)較(jiao)快(kuai),每秒幾百米,因此(ci)在(zai)粉(fen)塵中心發生火(huo)(huo)源點(dian)火(huo)(huo),在(zai)不到(dao)0.1s的時間內就(jiu)可(ke)燃(ran)(ran)遍整個粉(fen)塵云。在(zai)此(ci)過(guo)程中,如果(guo)粉(fen)塵已燃(ran)(ran)盡,則(ze)會生成較(jiao)高(gao)的壓強;若(ruo)未燃(ran)(ran)盡,則(ze)生成較(jiao)低(di)的壓強。可(ke)燃(ran)(ran)粒(li)子(zi)是(shi)否能燃(ran)(ran)完,取(qu)決于粒(li)子(zi)的尺寸和燃(ran)(ran)燒深度(du)。
(5)可(ke)(ke)燃粉塵分類粉體(ti)按(an)其可(ke)(ke)燃性可(ke)(ke)劃分為(wei)(wei)兩類:一類為(wei)(wei)可(ke)(ke)燃;一類為(wei)(wei)非可(ke)(ke)燃。可(ke)(ke)燃粉體(ti)的分類方法和標準在不同(tong)的國家有所不同(tong)。
美國(guo)將可燃粉(fen)(fen)體(ti)劃(hua)為Ⅱ級危險品,同(tong)時又將其中的(de)金屬粉(fen)(fen)、含(han)碳粉(fen)(fen)塵、谷物粉(fen)(fen)塵列入不(bu)同(tong)的(de)組。美國(guo)制(zhi)定(ding)的(de)分(fen)類方法是按被測(ce)粉(fen)(fen)體(ti)在標準(zhun)試驗裝置(zhi)內發生(sheng)粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)時所得升壓(ya)速度來進行(xing)分(fen)類,并劃(hua)分(fen)為三個等級。我國(guo)目(mu)前尚(shang)未見(jian)到關于可燃粉(fen)(fen)塵分(fen)類的(de)現(xian)成標準(zhun)。
2、粉塵濃度和(he)顆粒對(dui)爆(bao)炸的影響
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)濃度(du)(du)可(ke)燃粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸也存在粉(fen)(fen)塵(chen)濃度(du)(du)的上(shang)(shang)下限(xian)(xian)。該值(zhi)(zhi)受點火能(neng)量、氧濃度(du)(du)、粉(fen)(fen)體粒度(du)(du)、粉(fen)(fen)體品種(zhong)、水分(fen)等(deng)多種(zhong)因素的影響。采用(yong)簡化公(gong)式,可(ke)估算出爆(bao)炸極(ji)限(xian)(xian),一(yi)般而(er)言粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸下限(xian)(xian)濃度(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)(xian)介(jie)于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)(xian)受到多種(zhong)因素的影響,其值(zhi)(zhi)不如下限(xian)(xian)易(yi)確定,通(tong)常也不易(yi)達到上(shang)(shang)限(xian)(xian)的濃度(du)(du)。所(suo)以,下限(xian)(xian)值(zhi)(zhi)更(geng)重要、更(geng)有用(yong)。
從物(wu)理意義上講,粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)上下(xia)限值(zhi)反(fan)映(ying)了粒(li)子(zi)間距(ju)離(li)(li)對粒(li)子(zi)燃燒(shao)(shao)(shao)火焰傳(chuan)播(bo)的(de)影響,若(ruo)粒(li)子(zi)間距(ju)離(li)(li)達到使燃燒(shao)(shao)(shao)火焰不(bu)(bu)能延伸至相鄰粒(li)子(zi)時,則燃燒(shao)(shao)(shao)就不(bu)(bu)能繼續進行(傳(chuan)播(bo)),爆(bao)炸(zha)也就不(bu)(bu)會發生;此時粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)即低于(yu)爆(bao)炸(zha)的(de)下(xia)限濃(nong)度(du)值(zhi)。若(ruo)粒(li)子(zi)間的(de)距(ju)離(li)(li)過小,粒(li)子(zi)間氧(yang)不(bu)(bu)足以提供充分燃燒(shao)(shao)(shao)條件,也就不(bu)(bu)能形成爆(bao)炸(zha),此時粒(li)子(zi)濃(nong)度(du)即高于(yu)上限值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)粒(li)(li)度(du)(du)可(ke)燃物粉(fen)(fen)體(ti)顆粒(li)(li)大于(yu)400um時,所形成的(de)(de)粉(fen)(fen)塵云不再具(ju)有可(ke)爆性。但對于(yu)超(chao)細(xi)粉(fen)(fen)體(ti)當其粒(li)(li)度(du)(du)在(zai)10um以下時則具(ju)有較大的(de)(de)危險性。應(ying)引起注(zhu)意的(de)(de)是,有時即使(shi)粉(fen)(fen)體(ti)的(de)(de)平(ping)均粒(li)(li)度(du)(du)大于(yu)400um,但其中往往也(ye)含有較細(xi)的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti),這(zhe)少部分的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)也(ye)具(ju)備爆炸性。
雖(sui)然粉體的粒度(du)(du)對爆(bao)炸性能影響的規(gui)律性并(bing)不(bu)強,但粉體的尺寸(cun)越(yue)(yue)小(xiao),其比(bi)表面就越(yue)(yue)大(da),燃(ran)燒就越(yue)(yue)快(kuai),壓強升高速度(du)(du)隨(sui)之呈線性增加。在一定條件下(xia)大(da)壓強變化不(bu)大(da),因為這是取決(jue)于燃(ran)燒時(shi)發出的總能量,而與(yu)釋放能量的速度(du)(du)并(bing)無明(ming)顯的關系。