粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆炸就是(shi)懸(xuan)浮物(wu)于空氣中(zhong)的粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)顆(ke)粒(li)與空氣中(zhong)的氧(yang)氣充(chong)分接觸(chu),在特定條件下瞬時完成的氧(yang)化反(fan)應,反(fan)應中(zhong)放出大量熱量,進而產生高溫、高壓的現象。任何粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆炸都必須具備這(zhe)樣三(san)個條件:點火源(yuan);可燃(ran)細粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen);粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)懸(xuan)浮于空氣中(zhong)且達到(dao)爆炸濃度極限范圍。
防爆(bao)袋式除塵器(qi)如何防止粉塵爆(bao)炸
1、粉(fen)塵爆炸的特(te)點
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸要比可(ke)燃(ran)物質及可(ke)燃(ran)氣體復雜一般地(di),可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)懸浮于空(kong)氣中形(xing)成在爆(bao)炸濃度范圍內的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云,在點(dian)火源作用下,與點(dian)火源接觸的(de)部分(fen)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)首先被(bei)點(dian)燃(ran)并(bing)形(xing)成一個小(xiao)火球。在這個小(xiao)火球燃(ran)燒放出的(de)熱量作用下,使得周圍臨(lin)近粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)被(bei)加熱、溫(wen)度升高、著火燃(ran)燒現象產(chan)生,這樣(yang)火球就將迅速擴大而形(xing)成粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸。
粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸的(de)(de)難易(yi)程度和劇烈(lie)程度與粉(fen)塵(chen)(chen)的(de)(de)物(wu)(wu)理、化(hua)學性(xing)(xing)質(zhi)以及(ji)周圍空氣(qi)(qi)條件密切相關。一般地(di),燃燒熱越(yue)大、顆粒越(yue)細,活性(xing)(xing)越(yue)高的(de)(de)粉(fen)塵(chen)(chen),發生爆(bao)炸的(de)(de)危(wei)險性(xing)(xing)越(yue)大;輕的(de)(de)懸浮物(wu)(wu)可燃物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)爆(bao)炸危(wei)險性(xing)(xing)較大;空氣(qi)(qi)中(zhong)氧氣(qi)(qi)含量高時,粉(fen)塵(chen)(chen)易(yi)被燃點(dian),爆(bao)炸也較為劇烈(lie)。由于水分具(ju)有抑(yi)制(zhi)爆(bao)炸的(de)(de)作用,所(suo)以粉(fen)塵(chen)(chen)和氣(qi)(qi)體越(yue)干燥(zao),則發生爆(bao)炸的(de)(de)危(wei)險性(xing)(xing)越(yue)大。
(2)粉塵爆(bao)(bao)炸(zha)發(fa)生之后,往往會產(chan)生二次爆(bao)(bao)炸(zha)這是由(you)于在一(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)時,有不少(shao)粉塵沉(chen)積在一(yi)起,其濃度超過(guo)了粉塵爆(bao)(bao)炸(zha)的上(shang)限濃度值(zhi)而不能爆(bao)(bao)炸(zha)。但是,當一(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)形成的沖擊波或氣浪將沉(chen)積粉塵重新揚(yang)起時,在空(kong)中與空(kong)氣混合(he),濃度在粉塵爆(bao)(bao)炸(zha)范圍內(nei),就可能緊接著產(chan)生二次爆(bao)(bao)炸(zha)。第二次爆(bao)(bao)炸(zha)所造成的災害往往比一(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)要嚴(yan)重得多(duo)。
國(guo)內某鋁品(pin)生(sheng)產廠1963年(nian)發生(sheng)的(de)塵(chen)爆炸事故的(de)直接(jie)原因(yin)是排風機(ji)葉輪(lun)與(yu)吸入(ru)(ru)口端面摩擦起火引起的(de)。風機(ji)吸入(ru)(ru)口處的(de)蝦(xia)米彎及褲衩三通氣(qi)流不(bu)暢,容易積(ji)塵(chen)。特別是停機(ji)時(shi)更(geng)容易滯留粉(fen)(fen)塵(chen),一旦啟動,沉積(ji)的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)被揚起,很快達到爆炸下(xia)限,引起粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸。
(3)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸的(de)機理可燃(ran)粉塵(chen)在(zai)空氣(qi)中燃(ran)燒(shao)時會釋放出能量(liang)(liang),井產生(sheng)大量(liang)(liang)氣(qi)體(ti)(ti),而釋放出能量(liang)(liang)的(de)快(kuai)慢即燃(ran)燒(shao)速度(du)的(de)大小與粉體(ti)(ti)暴露在(zai)空氣(qi)中的(de)面(mian)(mian)積有關(guan)。因(yin)此,對于同一種固體(ti)(ti)物質的(de)粉體(ti)(ti),其粒度(du)越(yue)小,比表(biao)面(mian)(mian)積則越(yue)大,燃(ran)燒(shao)擴(kuo)散就(jiu)越(yue)快(kuai)。如果這(zhe)種固體(ti)(ti)的(de)粒度(du)很細。以(yi)至可懸浮起來,一旦有點火源使之引燃(ran),則可在(zai)極(ji)短的(de)時間內(nei)釋放出大量(liang)(liang)的(de)能量(liang)(liang)。這(zhe)些能量(liang)(liang)來不及(ji)散逸到(dao)周圍環(huan)境中去,致使該空間內(nei)氣(qi)體(ti)(ti)受(shou)到(dao)加(jia)熱并(bing)絕熱膨脹(zhang),而另一方面(mian)(mian)粉體(ti)(ti)燃(ran)燒(shao)時產生(sheng)大量(liang)(liang)的(de)氣(qi)體(ti)(ti),會使體(ti)(ti)系形成局部高壓(ya),以(yi)致產生(sheng)爆(bao)(bao)炸及(ji)傳(chuan)播,這(zhe)就(jiu)是通常稱作(zuo)的(de)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸。
(4)粉塵爆炸與(yu)燃(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)區別大塊的(de)(de)(de)(de)固體可(ke)燃(ran)物的(de)(de)(de)(de)燃(ran)燒(shao)(shao)是以近(jin)于平行層(ceng)向內部推(tui)進,例(li)如煤(mei)的(de)(de)(de)(de)燃(ran)燒(shao)(shao)等。這種燃(ran)燒(shao)(shao)能量的(de)(de)(de)(de)釋(shi)放(fang)比較緩慢。所(suo)產生的(de)(de)(de)(de)熱量和氣體可(ke)以迅速(su)逸(yi)散。可(ke)燃(ran)性(xing)粉塵的(de)(de)(de)(de)堆(dui)狀燃(ran)燒(shao)(shao),在通(tong)(tong)風良好(hao)的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下形成明火(huo)燃(ran)燒(shao)(shao),而在通(tong)(tong)風不好(hao)的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下。可(ke)形成無煙或(huo)焰的(de)(de)(de)(de)隱燃(ran)。
可燃(ran)(ran)(ran)粉(fen)塵燃(ran)(ran)(ran)燒時有幾個階(jie)段:一(yi)階(jie)段,表面(mian)粉(fen)也被加熱;第二階(jie)段,表面(mian)層氣(qi)化,溢出揮(hui)發分;第三階(jie)段,揮(hui)發分發生氣(qi)相燃(ran)(ran)(ran)燒。
超細(xi)粉體發生(sheng)爆炸也(ye)是一(yi)個較(jiao)(jiao)(jiao)為復雜的(de)過程,由于粉塵(chen)云的(de)尺(chi)度(du)一(yi)般(ban)較(jiao)(jiao)(jiao)小,而火焰傳播速度(du)較(jiao)(jiao)(jiao)快,每(mei)秒幾百米(mi),因此在(zai)粉塵(chen)中(zhong)心發生(sheng)火源點火,在(zai)不到0.1s的(de)時(shi)間內就可(ke)燃遍整個粉塵(chen)云。在(zai)此過程中(zhong),如果粉塵(chen)已燃盡,則會生(sheng)成較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)的(de)壓強;若未燃盡,則生(sheng)成較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)的(de)壓強。可(ke)燃粒子是否能燃完,取決于粒子的(de)尺(chi)寸(cun)和燃燒深度(du)。
(5)可(ke)燃粉(fen)(fen)塵(chen)分(fen)類粉(fen)(fen)體(ti)按其(qi)可(ke)燃性(xing)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(fen)(fen)體(ti)的分(fen)類方(fang)法和(he)標準在不(bu)同的國家有所(suo)不(bu)同。
美(mei)國將可燃(ran)粉體劃(hua)為Ⅱ級危險品,同時(shi)又將其中(zhong)的(de)(de)金屬(shu)粉、含碳粉塵、谷物粉塵列(lie)入不同的(de)(de)組。美(mei)國制定的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)類(lei)方法是按被測粉體在標(biao)準試驗裝(zhuang)置內發生粉塵爆炸時(shi)所得升壓速(su)度來進行(xing)分(fen)(fen)(fen)類(lei),并劃(hua)分(fen)(fen)(fen)為三個等級。我國目前尚未見到(dao)關于可燃(ran)粉塵分(fen)(fen)(fen)類(lei)的(de)(de)現(xian)成標(biao)準。
2、粉塵濃度和顆粒對(dui)爆炸的影響
(1)粉塵(chen)濃(nong)度(du)可燃粉塵(chen)爆炸也存在粉塵(chen)濃(nong)度(du)的上(shang)下限(xian)(xian)(xian)。該值(zhi)(zhi)受點火能量、氧濃(nong)度(du)、粉體粒度(du)、粉體品種、水分等多(duo)種因素(su)的影響。采(cai)用簡化公式,可估算出爆炸極限(xian)(xian)(xian),一(yi)般而(er)言(yan)粉塵(chen)爆炸下限(xian)(xian)(xian)濃(nong)度(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)(xian)(xian)受到多(duo)種因素(su)的影響,其值(zhi)(zhi)不(bu)如下限(xian)(xian)(xian)易確定,通常也不(bu)易達到上(shang)限(xian)(xian)(xian)的濃(nong)度(du)。所以,下限(xian)(xian)(xian)值(zhi)(zhi)更重要(yao)、更有用。
從物(wu)理意義上講,粉塵(chen)濃(nong)度上下限(xian)(xian)值反映了粒(li)(li)(li)(li)子(zi)間(jian)距(ju)離對粒(li)(li)(li)(li)子(zi)燃(ran)(ran)燒(shao)火(huo)焰(yan)傳(chuan)播的(de)影響(xiang),若粒(li)(li)(li)(li)子(zi)間(jian)距(ju)離達到使燃(ran)(ran)燒(shao)火(huo)焰(yan)不(bu)能延伸至相鄰(lin)粒(li)(li)(li)(li)子(zi)時,則(ze)燃(ran)(ran)燒(shao)就(jiu)不(bu)能繼續(xu)進行(傳(chuan)播),爆(bao)(bao)炸(zha)也(ye)就(jiu)不(bu)會發生;此時粉塵(chen)濃(nong)度即低于爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)下限(xian)(xian)濃(nong)度值。若粒(li)(li)(li)(li)子(zi)間(jian)的(de)距(ju)離過小,粒(li)(li)(li)(li)子(zi)間(jian)氧(yang)不(bu)足以提供充分燃(ran)(ran)燒(shao)條件,也(ye)就(jiu)不(bu)能形成爆(bao)(bao)炸(zha),此時粒(li)(li)(li)(li)子(zi)濃(nong)度即高于上限(xian)(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)粒(li)度可燃(ran)物粉(fen)(fen)體(ti)(ti)顆粒(li)大于(yu)400um時(shi)(shi),所形成(cheng)的(de)(de)粉(fen)(fen)塵云不再具(ju)有(you)可爆性。但對于(yu)超細粉(fen)(fen)體(ti)(ti)當其(qi)粒(li)度在10um以(yi)下時(shi)(shi)則(ze)具(ju)有(you)較大的(de)(de)危險性。應引起(qi)注(zhu)意的(de)(de)是,有(you)時(shi)(shi)即使粉(fen)(fen)體(ti)(ti)的(de)(de)平均粒(li)度大于(yu)400um,但其(qi)中往往也含有(you)較細的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti),這少部分的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)也具(ju)備(bei)爆炸(zha)性。
雖然粉(fen)體的(de)粒度對爆炸性能(neng)影響(xiang)的(de)規律(lv)性并不(bu)強(qiang)(qiang),但粉(fen)體的(de)尺寸(cun)越(yue)(yue)(yue)小,其比表面就越(yue)(yue)(yue)大(da)(da),燃燒(shao)就越(yue)(yue)(yue)快,壓強(qiang)(qiang)升高(gao)速度隨之(zhi)呈線性增加。在一定(ding)條件下大(da)(da)壓強(qiang)(qiang)變化(hua)不(bu)大(da)(da),因為這是取決(jue)于燃燒(shao)時(shi)發出的(de)總能(neng)量,而與釋放能(neng)量的(de)速度并無明顯(xian)的(de)關系。