粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)就是懸(xuan)浮物于空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)粉(fen)塵(chen)(chen)顆粒與空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)氧氣(qi)充分接(jie)觸,在特定(ding)條件下瞬時完成的(de)氧化反(fan)應,反(fan)應中(zhong)放出大量(liang)熱(re)量(liang),進而產(chan)生高(gao)溫、高(gao)壓的(de)現象(xiang)。任何粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)都必須具(ju)備(bei)這(zhe)樣三個條件:點火源;可燃(ran)細粉(fen)塵(chen)(chen);粉(fen)塵(chen)(chen)懸(xuan)浮于空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)且達(da)到爆炸(zha)濃度極限范圍。
防爆袋(dai)式除塵器如何防止(zhi)粉塵爆炸
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉(fen)塵爆炸(zha)要比可(ke)燃(ran)物質及可(ke)燃(ran)氣(qi)體復雜一(yi)般地,可(ke)燃(ran)粉(fen)塵懸(xuan)浮于空氣(qi)中形成(cheng)在爆炸(zha)濃度范圍內(nei)的粉(fen)塵云(yun),在點(dian)火(huo)源作用(yong)下,與點(dian)火(huo)源接觸(chu)的部分粉(fen)塵首先被點(dian)燃(ran)并形成(cheng)一(yi)個小(xiao)火(huo)球。在這個小(xiao)火(huo)球燃(ran)燒(shao)放出的熱量作用(yong)下,使得周圍臨(lin)近粉(fen)塵被加熱、溫度升高、著火(huo)燃(ran)燒(shao)現象產生,這樣火(huo)球就將迅(xun)速擴大而形成(cheng)粉(fen)塵爆炸(zha)。
粉(fen)塵爆炸(zha)的(de)難易(yi)程度(du)和劇烈程度(du)與粉(fen)塵的(de)物理、化學性質(zhi)以(yi)及周圍空(kong)氣(qi)條件密切相(xiang)關。一般地(di),燃燒熱越大(da)、顆粒越細,活性越高(gao)的(de)粉(fen)塵,發(fa)生(sheng)爆炸(zha)的(de)危險(xian)性越大(da);輕的(de)懸浮(fu)物可燃物質(zhi)的(de)爆炸(zha)危險(xian)性較大(da);空(kong)氣(qi)中氧氣(qi)含(han)量高(gao)時(shi),粉(fen)塵易(yi)被燃點,爆炸(zha)也較為劇烈。由(you)于水分具有抑制爆炸(zha)的(de)作用(yong),所以(yi)粉(fen)塵和氣(qi)體越干燥(zao),則發(fa)生(sheng)爆炸(zha)的(de)危險(xian)性越大(da)。
(2)粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)發生(sheng)之后(hou),往(wang)往(wang)會產生(sheng)二(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)這是由于在一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)時,有不(bu)少(shao)粉(fen)塵(chen)沉(chen)積在一(yi)起,其濃度(du)(du)(du)超過了粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的上限濃度(du)(du)(du)值而不(bu)能爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。但是,當一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)形成(cheng)的沖(chong)擊波(bo)或氣浪(lang)將沉(chen)積粉(fen)塵(chen)重(zhong)(zhong)新(xin)揚起時,在空中與空氣混(hun)合,濃度(du)(du)(du)在粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)范圍內,就可能緊接著產生(sheng)二(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。第二(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)所造(zao)成(cheng)的災害(hai)往(wang)往(wang)比一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)要(yao)嚴重(zhong)(zhong)得多。
國(guo)內某(mou)鋁(lv)品生產(chan)廠1963年發生的(de)(de)塵(chen)(chen)爆炸事故的(de)(de)直接原因是排風機(ji)葉(xie)輪(lun)與(yu)吸入口(kou)端面摩擦起(qi)(qi)火(huo)引起(qi)(qi)的(de)(de)。風機(ji)吸入口(kou)處(chu)的(de)(de)蝦米彎(wan)及(ji)褲衩(cha)三通氣流不暢(chang),容易(yi)積塵(chen)(chen)。特別是停機(ji)時更容易(yi)滯留(liu)粉塵(chen)(chen),一旦啟(qi)動,沉積的(de)(de)粉塵(chen)(chen)被揚起(qi)(qi),很快達到(dao)爆炸下限(xian),引起(qi)(qi)粉塵(chen)(chen)爆炸。
(3)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸的(de)機(ji)理可(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)塵(chen)在(zai)(zai)空(kong)氣中(zhong)燃(ran)(ran)燒時(shi)會(hui)釋(shi)放(fang)出(chu)(chu)能量(liang)(liang),井(jing)產生(sheng)大量(liang)(liang)氣體(ti)(ti),而(er)釋(shi)放(fang)出(chu)(chu)能量(liang)(liang)的(de)快慢即燃(ran)(ran)燒速度的(de)大小(xiao)與粉(fen)體(ti)(ti)暴露(lu)在(zai)(zai)空(kong)氣中(zhong)的(de)面(mian)積(ji)(ji)有關(guan)。因此,對于同一種固體(ti)(ti)物質的(de)粉(fen)體(ti)(ti),其粒(li)度越小(xiao),比(bi)表面(mian)積(ji)(ji)則越大,燃(ran)(ran)燒擴散就(jiu)越快。如果這(zhe)種固體(ti)(ti)的(de)粒(li)度很細。以至可(ke)懸浮起來(lai),一旦有點火(huo)源使之引燃(ran)(ran),則可(ke)在(zai)(zai)極短的(de)時(shi)間(jian)內(nei)釋(shi)放(fang)出(chu)(chu)大量(liang)(liang)的(de)能量(liang)(liang)。這(zhe)些能量(liang)(liang)來(lai)不及散逸到(dao)周圍環境中(zhong)去(qu),致(zhi)使該空(kong)間(jian)內(nei)氣體(ti)(ti)受到(dao)加熱并(bing)絕熱膨脹(zhang),而(er)另一方面(mian)粉(fen)體(ti)(ti)燃(ran)(ran)燒時(shi)產生(sheng)大量(liang)(liang)的(de)氣體(ti)(ti),會(hui)使體(ti)(ti)系(xi)形成局(ju)部高壓,以致(zhi)產生(sheng)爆(bao)炸及傳(chuan)播,這(zhe)就(jiu)是(shi)通常(chang)稱作(zuo)的(de)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸。
(4)粉(fen)塵爆炸與(yu)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)的(de)區別大塊(kuai)的(de)固體(ti)可燃(ran)(ran)(ran)物的(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)是以近于平行層向內部推進,例如(ru)煤(mei)的(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)能量的(de)釋(shi)放比(bi)較緩慢。所(suo)產(chan)生的(de)熱量和(he)氣體(ti)可以迅速逸散。可燃(ran)(ran)(ran)性粉(fen)塵的(de)堆狀燃(ran)(ran)(ran)燒(shao),在通風(feng)良(liang)好的(de)情(qing)況下(xia)形(xing)(xing)成明火(huo)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao),而在通風(feng)不好的(de)情(qing)況下(xia)。可形(xing)(xing)成無煙(yan)或焰的(de)隱燃(ran)(ran)(ran)。
可燃粉塵(chen)燃燒時(shi)有幾(ji)個(ge)階段:一階段,表(biao)面(mian)粉也被加熱;第(di)二階段,表(biao)面(mian)層氣(qi)化,溢出(chu)揮發分(fen)(fen);第(di)三階段,揮發分(fen)(fen)發生氣(qi)相(xiang)燃燒。
超細粉(fen)體(ti)發(fa)生(sheng)爆炸也是一個較(jiao)為復雜(za)的過程,由于粉(fen)塵云(yun)的尺(chi)度(du)一般(ban)較(jiao)小(xiao),而火(huo)焰傳播速度(du)較(jiao)快,每(mei)秒幾(ji)百(bai)米,因此在粉(fen)塵中心發(fa)生(sheng)火(huo)源(yuan)點火(huo),在不到(dao)0.1s的時(shi)間內就可(ke)燃遍整個粉(fen)塵云(yun)。在此過程中,如果粉(fen)塵已燃盡,則會生(sheng)成較(jiao)高的壓(ya)強(qiang)(qiang);若(ruo)未燃盡,則生(sheng)成較(jiao)低的壓(ya)強(qiang)(qiang)。可(ke)燃粒(li)子(zi)是否能燃完,取決于粒(li)子(zi)的尺(chi)寸和燃燒(shao)深度(du)。
(5)可燃(ran)粉(fen)塵分(fen)類(lei)粉(fen)體(ti)按其可燃(ran)性可劃分(fen)為兩類(lei):一類(lei)為可燃(ran);一類(lei)為非可燃(ran)。可燃(ran)粉(fen)體(ti)的分(fen)類(lei)方法和標準在(zai)不同的國家有所不同。
美(mei)國(guo)(guo)將(jiang)可燃粉(fen)(fen)(fen)體(ti)劃為Ⅱ級危險品,同時又將(jiang)其中的(de)(de)金屬粉(fen)(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)、谷物粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)列(lie)入不同的(de)(de)組。美(mei)國(guo)(guo)制定(ding)的(de)(de)分類方法(fa)是按被測粉(fen)(fen)(fen)體(ti)在標準(zhun)試(shi)驗裝置內(nei)發生粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸時所得升壓(ya)速度來(lai)進行分類,并劃分為三個等級。我國(guo)(guo)目前(qian)尚未見到關于可燃粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)分類的(de)(de)現成標準(zhun)。
2、粉塵(chen)濃度和顆粒對爆(bao)炸(zha)的影響
(1)粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)(du)可(ke)燃粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸也存在(zai)粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)(du)的上下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)。該值(zhi)受(shou)點火能(neng)量、氧濃(nong)度(du)(du)、粉(fen)體粒度(du)(du)、粉(fen)體品種(zhong)、水分等(deng)多種(zhong)因(yin)(yin)素(su)的影響(xiang)。采(cai)用簡化公式,可(ke)估算出爆(bao)炸極限(xian)(xian)(xian),一般而言粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)濃(nong)度(du)(du)為20~60g/m3,上限(xian)(xian)(xian)介于(yu)2~6kg/m3。上限(xian)(xian)(xian)受(shou)到多種(zhong)因(yin)(yin)素(su)的影響(xiang),其值(zhi)不(bu)(bu)如下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)易(yi)確定,通常也不(bu)(bu)易(yi)達(da)到上限(xian)(xian)(xian)的濃(nong)度(du)(du)。所以,下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)值(zhi)更重(zhong)要、更有用。
從物理意義上講,粉塵(chen)濃(nong)(nong)度上下限值反映了粒(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)距離對粒(li)(li)子(zi)燃(ran)(ran)燒(shao)火焰傳播的(de)影響,若(ruo)粒(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)距離達到使燃(ran)(ran)燒(shao)火焰不能延伸至(zhi)相(xiang)鄰(lin)粒(li)(li)子(zi)時,則燃(ran)(ran)燒(shao)就(jiu)不能繼續進行(傳播),爆(bao)炸也就(jiu)不會發(fa)生;此時粉塵(chen)濃(nong)(nong)度即低于(yu)爆(bao)炸的(de)下限濃(nong)(nong)度值。若(ruo)粒(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)的(de)距離過小,粒(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)氧(yang)不足以提供(gong)充分燃(ran)(ran)燒(shao)條件,也就(jiu)不能形成爆(bao)炸,此時粒(li)(li)子(zi)濃(nong)(nong)度即高于(yu)上限值。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)粒度(du)可燃(ran)物粉(fen)(fen)體(ti)(ti)顆粒大于400um時(shi),所形(xing)成(cheng)的(de)(de)粉(fen)(fen)塵云不再具有可爆性。但對(dui)于超細粉(fen)(fen)體(ti)(ti)當其粒度(du)在10um以(yi)下時(shi)則具有較大的(de)(de)危險性。應(ying)引(yin)起注意的(de)(de)是,有時(shi)即使粉(fen)(fen)體(ti)(ti)的(de)(de)平均粒度(du)大于400um,但其中往(wang)往(wang)也含有較細的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti),這少部分(fen)的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)也具備(bei)爆炸(zha)性。
雖(sui)然粉體的(de)(de)粒度(du)對(dui)爆(bao)炸性(xing)能(neng)(neng)影響(xiang)的(de)(de)規律性(xing)并不強,但粉體的(de)(de)尺寸越(yue)小,其比(bi)表面就越(yue)大,燃燒就越(yue)快,壓強升高速度(du)隨之(zhi)呈線性(xing)增加。在(zai)一定條件(jian)下大壓強變化不大,因為這是取(qu)決(jue)于(yu)燃燒時(shi)發出(chu)的(de)(de)總能(neng)(neng)量(liang)(liang),而與(yu)釋放能(neng)(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)速度(du)并無(wu)明顯的(de)(de)關系。