粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)就是懸(xuan)浮(fu)物(wu)于空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)粉(fen)(fen)塵顆粒與空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)氧氣(qi)(qi)充分接觸,在(zai)特定條件下(xia)瞬時完(wan)成的(de)(de)氧化反應(ying),反應(ying)中(zhong)放出大量(liang)熱量(liang),進而產生高溫、高壓(ya)的(de)(de)現象。任何粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)都(dou)必須具備這樣三(san)個條件:點火源;可(ke)燃細粉(fen)(fen)塵;粉(fen)(fen)塵懸(xuan)浮(fu)于空氣(qi)(qi)中(zhong)且達到爆(bao)炸(zha)濃度(du)極限范圍。
防(fang)(fang)爆袋式(shi)除塵(chen)器如何防(fang)(fang)止(zhi)粉塵(chen)爆炸(zha)
1、粉塵(chen)爆(bao)炸的(de)特點
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)要比可燃(ran)物(wu)質及可燃(ran)氣體復雜(za)一般地,可燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)懸浮(fu)于空氣中形成在爆炸(zha)濃度(du)范(fan)圍內的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)云,在點火源作用下,與點火源接(jie)觸的(de)部分(fen)粉(fen)(fen)塵(chen)首先被點燃(ran)并形成一個(ge)小火球。在這個(ge)小火球燃(ran)燒放出的(de)熱量作用下,使得周(zhou)圍臨近粉(fen)(fen)塵(chen)被加熱、溫度(du)升高、著火燃(ran)燒現象產生,這樣火球就將迅速擴(kuo)大而(er)形成粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)。
粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)難易程度和劇烈程度與粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)(de)(de)物理、化學性(xing)(xing)(xing)質以及周圍空氣(qi)(qi)條件密切相關。一般地,燃(ran)燒熱越大、顆粒越細,活性(xing)(xing)(xing)越高的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen),發生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)(xing)越大;輕的(de)(de)(de)懸浮物可燃(ran)物質的(de)(de)(de)爆(bao)炸(zha)危險性(xing)(xing)(xing)較大;空氣(qi)(qi)中(zhong)氧氣(qi)(qi)含量高時,粉(fen)(fen)塵(chen)易被燃(ran)點,爆(bao)炸(zha)也(ye)較為(wei)劇烈。由于水分具(ju)有抑制(zhi)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)作用,所以粉(fen)(fen)塵(chen)和氣(qi)(qi)體越干燥,則發生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)(xing)越大。
(2)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)發生(sheng)之后,往往會產生(sheng)二(er)次(ci)(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)這(zhe)是(shi)由于在一次(ci)(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)時,有不少粉(fen)塵(chen)沉積在一起,其濃(nong)度超過了(le)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)的上限濃(nong)度值(zhi)而不能爆(bao)炸(zha)(zha)。但是(shi),當一次(ci)(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)形成(cheng)的沖擊波或氣(qi)浪將沉積粉(fen)塵(chen)重(zhong)(zhong)新揚(yang)起時,在空(kong)中與空(kong)氣(qi)混合,濃(nong)度在粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)范圍內,就可(ke)能緊(jin)接著產生(sheng)二(er)次(ci)(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)。第(di)二(er)次(ci)(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)所造成(cheng)的災害(hai)往往比(bi)一次(ci)(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)要(yao)嚴重(zhong)(zhong)得多。
國內某(mou)鋁品(pin)生產(chan)廠1963年發(fa)生的塵爆(bao)炸(zha)事故的直接原因是排風機葉輪與(yu)吸入(ru)口端面摩擦起(qi)(qi)火引起(qi)(qi)的。風機吸入(ru)口處的蝦米彎及褲衩三通氣(qi)流不暢,容(rong)易積塵。特別是停(ting)機時更容(rong)易滯留粉(fen)塵,一旦啟動,沉積的粉(fen)塵被揚(yang)起(qi)(qi),很(hen)快達到爆(bao)炸(zha)下限,引起(qi)(qi)粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)。
(3)粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)的機理可燃(ran)粉(fen)塵(chen)(chen)在空氣(qi)中(zhong)燃(ran)燒(shao)(shao)時會(hui)釋放出能量(liang)(liang)(liang),井產(chan)生(sheng)大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti),而釋放出能量(liang)(liang)(liang)的快(kuai)慢即(ji)燃(ran)燒(shao)(shao)速(su)度(du)的大(da)(da)小與粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti)暴露在空氣(qi)中(zhong)的面積有關。因此,對于同一(yi)(yi)種(zhong)固(gu)體(ti)(ti)(ti)(ti)物質的粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti),其粒度(du)越小,比表(biao)面積則(ze)越大(da)(da),燃(ran)燒(shao)(shao)擴散就(jiu)越快(kuai)。如(ru)果這(zhe)種(zhong)固(gu)體(ti)(ti)(ti)(ti)的粒度(du)很細。以至可懸(xuan)浮起來(lai),一(yi)(yi)旦有點火源使之引燃(ran),則(ze)可在極短(duan)的時間內釋放出大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)的能量(liang)(liang)(liang)。這(zhe)些能量(liang)(liang)(liang)來(lai)不(bu)及散逸到周圍(wei)環境中(zhong)去,致使該(gai)空間內氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)受到加熱并(bing)絕熱膨脹,而另一(yi)(yi)方面粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti)燃(ran)燒(shao)(shao)時產(chan)生(sheng)大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)的氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti),會(hui)使體(ti)(ti)(ti)(ti)系形成局部高壓(ya),以致產(chan)生(sheng)爆炸(zha)及傳播,這(zhe)就(jiu)是通常稱作(zuo)的粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)。
(4)粉塵爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)區別(bie)大(da)塊的(de)(de)(de)固體(ti)可燃(ran)(ran)物的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以近于平行(xing)層向內部推(tui)進,例如煤的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)等(deng)。這種燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量的(de)(de)(de)釋放比較緩慢。所產生的(de)(de)(de)熱量和氣(qi)體(ti)可以迅速逸散。可燃(ran)(ran)性粉塵的(de)(de)(de)堆狀(zhuang)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),在通風(feng)良好(hao)的(de)(de)(de)情況下(xia)形成明火燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在通風(feng)不好(hao)的(de)(de)(de)情況下(xia)。可形成無煙(yan)或焰的(de)(de)(de)隱燃(ran)(ran)。
可燃(ran)(ran)粉(fen)塵燃(ran)(ran)燒時有幾(ji)個階段(duan)(duan):一階段(duan)(duan),表面粉(fen)也被(bei)加熱;第二階段(duan)(duan),表面層(ceng)氣(qi)化,溢出(chu)揮(hui)發(fa)分;第三階段(duan)(duan),揮(hui)發(fa)分發(fa)生氣(qi)相燃(ran)(ran)燒。
超細粉體發(fa)生(sheng)爆炸也是一個(ge)較(jiao)為復雜的過程(cheng)(cheng),由于粉塵(chen)(chen)云的尺(chi)度(du)(du)一般較(jiao)小,而火(huo)焰傳播速度(du)(du)較(jiao)快,每秒幾百米,因此(ci)在(zai)粉塵(chen)(chen)中心(xin)發(fa)生(sheng)火(huo)源點火(huo),在(zai)不到0.1s的時間內就可(ke)燃遍(bian)整個(ge)粉塵(chen)(chen)云。在(zai)此(ci)過程(cheng)(cheng)中,如果粉塵(chen)(chen)已燃盡,則會生(sheng)成(cheng)較(jiao)高的壓強;若(ruo)未(wei)燃盡,則生(sheng)成(cheng)較(jiao)低的壓強。可(ke)燃粒子(zi)是否能燃完,取決于粒子(zi)的尺(chi)寸和燃燒深度(du)(du)。
(5)可(ke)燃(ran)粉塵分(fen)類粉體(ti)按其可(ke)燃(ran)性可(ke)劃分(fen)為兩類:一類為可(ke)燃(ran);一類為非(fei)可(ke)燃(ran)。可(ke)燃(ran)粉體(ti)的分(fen)類方(fang)法和(he)標準在不同(tong)的國家(jia)有(you)所不同(tong)。
美國將(jiang)(jiang)可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)體(ti)劃(hua)(hua)為(wei)Ⅱ級危險品(pin),同(tong)時又將(jiang)(jiang)其中(zhong)的金屬粉(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)塵、谷物粉(fen)(fen)塵列入不同(tong)的組。美國制定的分類方法是按被測粉(fen)(fen)體(ti)在標準試驗裝置內發生粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸時所得升壓(ya)速度(du)來進行分類,并劃(hua)(hua)分為(wei)三個(ge)等級。我國目(mu)前(qian)尚未見到(dao)關(guan)于(yu)可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵分類的現成(cheng)標準。
2、粉(fen)塵濃度和(he)顆粒(li)對爆炸的影響
(1)粉塵(chen)濃(nong)度可燃粉塵(chen)爆炸(zha)也存在粉塵(chen)濃(nong)度的(de)上(shang)(shang)下(xia)限(xian)(xian)(xian)。該值(zhi)受(shou)(shou)點火能量、氧(yang)濃(nong)度、粉體(ti)(ti)粒度、粉體(ti)(ti)品種(zhong)、水(shui)分等(deng)多種(zhong)因素的(de)影(ying)(ying)響。采用簡化公式,可估算出爆炸(zha)極(ji)限(xian)(xian)(xian),一般而言(yan)粉塵(chen)爆炸(zha)下(xia)限(xian)(xian)(xian)濃(nong)度為(wei)20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)介于(yu)2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)受(shou)(shou)到(dao)多種(zhong)因素的(de)影(ying)(ying)響,其值(zhi)不(bu)如下(xia)限(xian)(xian)(xian)易確定,通(tong)常(chang)也不(bu)易達到(dao)上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)的(de)濃(nong)度。所以,下(xia)限(xian)(xian)(xian)值(zhi)更重要(yao)、更有(you)用。
從物理意義上講,粉塵濃(nong)度(du)上下(xia)限值反映了粒子(zi)(zi)(zi)間(jian)距(ju)(ju)離對粒子(zi)(zi)(zi)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)火焰傳(chuan)播(bo)的(de)影響(xiang),若(ruo)粒子(zi)(zi)(zi)間(jian)距(ju)(ju)離達到使燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)火焰不(bu)(bu)能(neng)延(yan)伸至相(xiang)鄰粒子(zi)(zi)(zi)時(shi),則(ze)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)就不(bu)(bu)能(neng)繼續進(jin)行(傳(chuan)播(bo)),爆(bao)(bao)炸(zha)也(ye)(ye)就不(bu)(bu)會(hui)發生;此時(shi)粉塵濃(nong)度(du)即(ji)低(di)于(yu)(yu)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)下(xia)限濃(nong)度(du)值。若(ruo)粒子(zi)(zi)(zi)間(jian)的(de)距(ju)(ju)離過小,粒子(zi)(zi)(zi)間(jian)氧不(bu)(bu)足以(yi)提供充分(fen)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)條(tiao)件,也(ye)(ye)就不(bu)(bu)能(neng)形成爆(bao)(bao)炸(zha),此時(shi)粒子(zi)(zi)(zi)濃(nong)度(du)即(ji)高于(yu)(yu)上限值。
(2)粉體(ti)粒(li)度可燃物粉體(ti)顆粒(li)大于400um時(shi),所(suo)形成的(de)(de)粉塵(chen)云(yun)不再具有(you)可爆(bao)性。但對于超細粉體(ti)當其粒(li)度在10um以下時(shi)則(ze)具有(you)較大的(de)(de)危險性。應引起注意的(de)(de)是,有(you)時(shi)即使粉體(ti)的(de)(de)平(ping)均粒(li)度大于400um,但其中往(wang)往(wang)也含(han)有(you)較細的(de)(de)粉體(ti),這少部分(fen)的(de)(de)粉體(ti)也具備爆(bao)炸(zha)性。
雖(sui)然(ran)粉體的(de)粒度對爆炸性(xing)(xing)能(neng)影響的(de)規律性(xing)(xing)并不強(qiang),但粉體的(de)尺寸越(yue)小,其比表面就越(yue)大,燃燒(shao)就越(yue)快,壓強(qiang)升(sheng)高(gao)速(su)度隨之呈線性(xing)(xing)增(zeng)加。在(zai)一定條件下大壓強(qiang)變化不大,因(yin)為(wei)這是取決于燃燒(shao)時發出的(de)總能(neng)量(liang)(liang),而與釋放能(neng)量(liang)(liang)的(de)速(su)度并無明顯(xian)的(de)關系。