粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)(zha)就是(shi)懸(xuan)浮(fu)(fu)物于空氣(qi)中的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)顆粒(li)與空氣(qi)中的(de)氧氣(qi)充分接觸(chu),在特定(ding)條(tiao)件下瞬時(shi)完(wan)成的(de)氧化反應(ying),反應(ying)中放出大量熱量,進(jin)而產生(sheng)高(gao)溫、高(gao)壓的(de)現象。任何粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)(zha)都必(bi)須具備這樣(yang)三個條(tiao)件:點火(huo)源;可燃細粉(fen)(fen)塵(chen);粉(fen)(fen)塵(chen)懸(xuan)浮(fu)(fu)于空氣(qi)中且達到(dao)爆炸(zha)(zha)濃度極(ji)限范(fan)圍。
防(fang)爆袋式除(chu)塵(chen)器如(ru)何(he)防(fang)止粉(fen)塵(chen)爆炸
1、粉塵爆炸(zha)的特點
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)要比可燃(ran)(ran)物質及可燃(ran)(ran)氣體(ti)復雜一般地,可燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)懸浮于空氣中形成在爆(bao)炸(zha)濃度范(fan)圍(wei)內(nei)的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云,在點火(huo)(huo)源(yuan)作(zuo)用(yong)下(xia),與點火(huo)(huo)源(yuan)接觸的(de)部分粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)首先被(bei)點燃(ran)(ran)并形成一個小(xiao)火(huo)(huo)球。在這個小(xiao)火(huo)(huo)球燃(ran)(ran)燒放(fang)出的(de)熱(re)量作(zuo)用(yong)下(xia),使(shi)得周圍(wei)臨近(jin)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)被(bei)加熱(re)、溫(wen)度升(sheng)高、著(zhu)火(huo)(huo)燃(ran)(ran)燒現象產(chan)生,這樣(yang)火(huo)(huo)球就將(jiang)迅速(su)擴大而形成粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)。
粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)的(de)(de)難易程(cheng)度(du)和劇烈(lie)程(cheng)度(du)與(yu)粉(fen)塵的(de)(de)物(wu)(wu)理、化(hua)學性(xing)(xing)(xing)質(zhi)以(yi)及周(zhou)圍空(kong)氣(qi)條(tiao)件密(mi)切相關。一(yi)般地,燃(ran)燒熱越(yue)(yue)大、顆粒(li)越(yue)(yue)細,活性(xing)(xing)(xing)越(yue)(yue)高(gao)的(de)(de)粉(fen)塵,發生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危險(xian)性(xing)(xing)(xing)越(yue)(yue)大;輕的(de)(de)懸浮物(wu)(wu)可燃(ran)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)爆(bao)炸(zha)危險(xian)性(xing)(xing)(xing)較大;空(kong)氣(qi)中氧氣(qi)含量高(gao)時,粉(fen)塵易被燃(ran)點,爆(bao)炸(zha)也(ye)較為劇烈(lie)。由于水分具有(you)抑(yi)制爆(bao)炸(zha)的(de)(de)作用,所(suo)以(yi)粉(fen)塵和氣(qi)體越(yue)(yue)干燥,則發生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危險(xian)性(xing)(xing)(xing)越(yue)(yue)大。
(2)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)發生(sheng)之后,往往會產生(sheng)二次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)這(zhe)是由于在一次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)時,有不少(shao)粉塵(chen)沉(chen)積在一起,其(qi)濃度超過了(le)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)上限濃度值而不能爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。但是,當一次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)形(xing)成的(de)(de)(de)沖擊波或氣浪將沉(chen)積粉塵(chen)重新揚起時,在空中與空氣混合,濃度在粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)范圍(wei)內(nei),就可(ke)能緊接著產生(sheng)二次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。第二次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)所造(zao)成的(de)(de)(de)災害往往比一次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)要(yao)嚴重得多。
國內(nei)某鋁品生產(chan)廠1963年發(fa)生的(de)(de)塵(chen)爆炸事故的(de)(de)直接原因(yin)是(shi)排(pai)風機葉輪(lun)與吸入口端面(mian)摩(mo)擦(ca)起(qi)火引起(qi)的(de)(de)。風機吸入口處(chu)的(de)(de)蝦米彎及褲衩三(san)通氣流(liu)不暢(chang),容(rong)易積塵(chen)。特別是(shi)停機時更容(rong)易滯留(liu)粉(fen)塵(chen),一(yi)旦啟動(dong),沉積的(de)(de)粉(fen)塵(chen)被(bei)揚起(qi),很快達到爆炸下限,引起(qi)粉(fen)塵(chen)爆炸。
(3)粉塵(chen)爆(bao)炸的(de)(de)(de)機理可燃粉塵(chen)在空(kong)氣中(zhong)燃燒(shao)時(shi)會(hui)釋(shi)(shi)放出能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang),井產(chan)生大量(liang)(liang)(liang)(liang)氣體,而釋(shi)(shi)放出能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)快慢即燃燒(shao)速度(du)的(de)(de)(de)大小與粉體暴露(lu)在空(kong)氣中(zhong)的(de)(de)(de)面(mian)積有關。因此(ci),對于(yu)同一種固體物(wu)質的(de)(de)(de)粉體,其粒度(du)越小,比表面(mian)積則(ze)越大,燃燒(shao)擴散就(jiu)越快。如果這(zhe)種固體的(de)(de)(de)粒度(du)很細。以至可懸浮起來,一旦有點火源使(shi)之(zhi)引燃,則(ze)可在極短(duan)的(de)(de)(de)時(shi)間內釋(shi)(shi)放出大量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)。這(zhe)些能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)來不及散逸到周圍環(huan)境(jing)中(zhong)去,致使(shi)該空(kong)間內氣體受到加(jia)熱并絕熱膨脹,而另(ling)一方面(mian)粉體燃燒(shao)時(shi)產(chan)生大量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)氣體,會(hui)使(shi)體系形成局部高(gao)壓(ya),以致產(chan)生爆(bao)炸及傳播,這(zhe)就(jiu)是通常(chang)稱(cheng)作的(de)(de)(de)粉塵(chen)爆(bao)炸。
(4)粉(fen)塵(chen)爆炸與(yu)燃(ran)燒的(de)區別大塊的(de)固(gu)體可燃(ran)物的(de)燃(ran)燒是以近于平(ping)行層向內部推進,例(li)如煤的(de)燃(ran)燒等(deng)。這種燃(ran)燒能量的(de)釋放比較(jiao)緩(huan)慢。所產生(sheng)的(de)熱量和氣體可以迅(xun)速逸(yi)散。可燃(ran)性(xing)粉(fen)塵(chen)的(de)堆狀燃(ran)燒,在(zai)通風良(liang)好(hao)的(de)情(qing)(qing)況下形(xing)成明火燃(ran)燒,而(er)在(zai)通風不好(hao)的(de)情(qing)(qing)況下。可形(xing)成無煙或焰的(de)隱燃(ran)。
可燃(ran)粉(fen)塵燃(ran)燒時有幾個(ge)階段:一(yi)階段,表(biao)面粉(fen)也被加熱;第二階段,表(biao)面層氣化(hua),溢出揮(hui)發(fa)(fa)分(fen);第三階段,揮(hui)發(fa)(fa)分(fen)發(fa)(fa)生氣相燃(ran)燒。
超細粉(fen)體(ti)發(fa)生(sheng)爆炸也是(shi)一(yi)個較(jiao)為(wei)復雜(za)的過程,由于粉(fen)塵云的尺(chi)度一(yi)般(ban)較(jiao)小(xiao),而火(huo)焰傳播(bo)速度較(jiao)快,每秒幾(ji)百米,因此在粉(fen)塵中(zhong)心發(fa)生(sheng)火(huo)源(yuan)點火(huo),在不到(dao)0.1s的時(shi)間內就(jiu)可燃(ran)(ran)遍整個粉(fen)塵云。在此過程中(zhong),如(ru)果粉(fen)塵已燃(ran)(ran)盡,則(ze)會生(sheng)成(cheng)較(jiao)高(gao)的壓(ya)強(qiang);若未燃(ran)(ran)盡,則(ze)生(sheng)成(cheng)較(jiao)低的壓(ya)強(qiang)。可燃(ran)(ran)粒子是(shi)否能燃(ran)(ran)完,取決于粒子的尺(chi)寸和燃(ran)(ran)燒深度。
(5)可(ke)燃粉塵分(fen)類粉體按其可(ke)燃性可(ke)劃(hua)分(fen)為(wei)兩類:一(yi)類為(wei)可(ke)燃;一(yi)類為(wei)非可(ke)燃。可(ke)燃粉體的分(fen)類方法和標準在不同的國家有所不同。
美國(guo)將可燃粉(fen)體劃(hua)為Ⅱ級危險(xian)品,同時又(you)將其中的(de)金(jin)屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵(chen)、谷物(wu)粉(fen)塵(chen)列入不同的(de)組。美國(guo)制定的(de)分(fen)(fen)類(lei)方法是按被測粉(fen)體在標(biao)準試(shi)驗裝置內發生粉(fen)塵(chen)爆炸時所得升(sheng)壓速(su)度來(lai)進(jin)行(xing)分(fen)(fen)類(lei),并劃(hua)分(fen)(fen)為三個等級。我(wo)國(guo)目前尚未(wei)見(jian)到關于可燃粉(fen)塵(chen)分(fen)(fen)類(lei)的(de)現成(cheng)標(biao)準。
2、粉塵濃(nong)度和顆粒(li)對爆炸的影響
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)濃(nong)(nong)(nong)度(du)可燃粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸也存在粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)濃(nong)(nong)(nong)度(du)的(de)上(shang)下限(xian)(xian)。該值受點火能量(liang)、氧濃(nong)(nong)(nong)度(du)、粉(fen)體粒度(du)、粉(fen)體品種(zhong)(zhong)、水(shui)分等(deng)多(duo)種(zhong)(zhong)因素的(de)影響。采用簡化(hua)公(gong)式,可估算(suan)出爆(bao)(bao)(bao)炸極限(xian)(xian),一般(ban)而言(yan)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸下限(xian)(xian)濃(nong)(nong)(nong)度(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)(xian)介于(yu)2~6kg/m3。上(shang)限(xian)(xian)受到(dao)多(duo)種(zhong)(zhong)因素的(de)影響,其(qi)值不(bu)如下限(xian)(xian)易確定,通(tong)常也不(bu)易達(da)到(dao)上(shang)限(xian)(xian)的(de)濃(nong)(nong)(nong)度(du)。所(suo)以,下限(xian)(xian)值更(geng)重要(yao)、更(geng)有用。
從物理意義(yi)上講,粉塵(chen)(chen)濃(nong)度(du)(du)上下(xia)(xia)限(xian)值反映(ying)了粒(li)(li)(li)(li)子(zi)間(jian)距離對粒(li)(li)(li)(li)子(zi)燃(ran)燒(shao)火焰傳(chuan)播(bo)的(de)影響,若粒(li)(li)(li)(li)子(zi)間(jian)距離達到使燃(ran)燒(shao)火焰不(bu)(bu)(bu)能延伸至相(xiang)鄰粒(li)(li)(li)(li)子(zi)時,則(ze)燃(ran)燒(shao)就(jiu)不(bu)(bu)(bu)能繼續進行(傳(chuan)播(bo)),爆(bao)炸也就(jiu)不(bu)(bu)(bu)會發(fa)生;此(ci)(ci)時粉塵(chen)(chen)濃(nong)度(du)(du)即(ji)低于爆(bao)炸的(de)下(xia)(xia)限(xian)濃(nong)度(du)(du)值。若粒(li)(li)(li)(li)子(zi)間(jian)的(de)距離過小,粒(li)(li)(li)(li)子(zi)間(jian)氧不(bu)(bu)(bu)足以(yi)提供充分燃(ran)燒(shao)條件,也就(jiu)不(bu)(bu)(bu)能形成爆(bao)炸,此(ci)(ci)時粒(li)(li)(li)(li)子(zi)濃(nong)度(du)(du)即(ji)高于上限(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)粒(li)度(du)可(ke)燃物粉(fen)(fen)(fen)體(ti)顆粒(li)大(da)于400um時,所形成(cheng)的粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)云不再(zai)具有(you)(you)可(ke)爆(bao)性(xing)。但對于超(chao)細粉(fen)(fen)(fen)體(ti)當其粒(li)度(du)在10um以(yi)下(xia)時則具有(you)(you)較大(da)的危險(xian)性(xing)。應引起注意(yi)的是(shi),有(you)(you)時即使粉(fen)(fen)(fen)體(ti)的平均(jun)粒(li)度(du)大(da)于400um,但其中往往也(ye)含有(you)(you)較細的粉(fen)(fen)(fen)體(ti),這少(shao)部分的粉(fen)(fen)(fen)體(ti)也(ye)具備爆(bao)炸性(xing)。
雖(sui)然粉(fen)體(ti)的粒度對爆(bao)炸(zha)性(xing)能影響的規律性(xing)并(bing)不(bu)強(qiang),但粉(fen)體(ti)的尺(chi)寸越小,其比(bi)表(biao)面就(jiu)越大(da)(da),燃燒就(jiu)越快,壓強(qiang)升高(gao)速度隨(sui)之呈(cheng)線(xian)性(xing)增加。在一定條件下大(da)(da)壓強(qiang)變(bian)化不(bu)大(da)(da),因為這(zhe)是取決于燃燒時(shi)發出的總能量,而(er)與釋放(fang)能量的速度并(bing)無明顯的關系(xi)。