粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)就是(shi)懸浮(fu)物于空氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)粉(fen)(fen)塵顆(ke)粒與空氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)充分接觸(chu),在特定條(tiao)件(jian)下瞬(shun)時完成的(de)(de)氧(yang)化反應,反應中(zhong)(zhong)放出(chu)大量熱量,進而產生高(gao)溫、高(gao)壓的(de)(de)現象。任何(he)粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)都必須具備這樣三個條(tiao)件(jian):點火源;可(ke)燃細粉(fen)(fen)塵;粉(fen)(fen)塵懸浮(fu)于空氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)且達(da)到(dao)爆炸(zha)濃度(du)極限范圍(wei)。
防爆袋(dai)式除塵器如何防止粉塵爆炸
1、粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)的特點
(1)粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)要比可燃(ran)物(wu)質及可燃(ran)氣(qi)體復(fu)雜一(yi)般地,可燃(ran)粉塵(chen)(chen)懸浮于(yu)空氣(qi)中形成在爆(bao)炸(zha)濃度(du)范圍(wei)內的(de)(de)粉塵(chen)(chen)云,在點(dian)(dian)火源作(zuo)用(yong)下,與(yu)點(dian)(dian)火源接觸的(de)(de)部分粉塵(chen)(chen)首先(xian)被(bei)(bei)點(dian)(dian)燃(ran)并形成一(yi)個(ge)小火球。在這(zhe)個(ge)小火球燃(ran)燒(shao)放出的(de)(de)熱量作(zuo)用(yong)下,使得(de)周圍(wei)臨近粉塵(chen)(chen)被(bei)(bei)加熱、溫度(du)升高、著火燃(ran)燒(shao)現象產(chan)生,這(zhe)樣(yang)火球就將迅速擴大而(er)形成粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)。
粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)難易程度和劇烈程度與粉塵(chen)的(de)物(wu)理、化學性質以(yi)及周圍空氣(qi)條件密切相關(guan)。一(yi)般地,燃(ran)燒熱(re)越大(da)(da)、顆粒(li)越細,活性越高的(de)粉塵(chen),發生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)危(wei)險性越大(da)(da);輕的(de)懸浮物(wu)可燃(ran)物(wu)質的(de)爆(bao)(bao)炸(zha)危(wei)險性較大(da)(da);空氣(qi)中(zhong)氧氣(qi)含量高時,粉塵(chen)易被燃(ran)點,爆(bao)(bao)炸(zha)也較為劇烈。由于水分具有抑制爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)作用,所(suo)以(yi)粉塵(chen)和氣(qi)體(ti)越干燥,則發生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)危(wei)險性越大(da)(da)。
(2)粉塵爆(bao)炸發生(sheng)(sheng)之后(hou),往往會(hui)產生(sheng)(sheng)二(er)次(ci)(ci)爆(bao)炸這是由于(yu)在(zai)一次(ci)(ci)爆(bao)炸時(shi),有(you)不少粉塵沉(chen)積(ji)在(zai)一起,其濃度超過(guo)了(le)粉塵爆(bao)炸的上限(xian)濃度值(zhi)而不能爆(bao)炸。但是,當一次(ci)(ci)爆(bao)炸形成的沖擊波(bo)或(huo)氣浪將(jiang)沉(chen)積(ji)粉塵重新(xin)揚起時(shi),在(zai)空(kong)中與空(kong)氣混合,濃度在(zai)粉塵爆(bao)炸范圍內,就可能緊接著(zhu)產生(sheng)(sheng)二(er)次(ci)(ci)爆(bao)炸。第(di)二(er)次(ci)(ci)爆(bao)炸所造成的災(zai)害往往比一次(ci)(ci)爆(bao)炸要嚴重得(de)多。
國(guo)內某鋁(lv)品生(sheng)產廠1963年發生(sheng)的(de)塵爆(bao)炸事故的(de)直接原(yuan)因是(shi)排風機(ji)葉輪與(yu)吸入(ru)口端面(mian)摩擦(ca)起(qi)火引(yin)(yin)起(qi)的(de)。風機(ji)吸入(ru)口處的(de)蝦米(mi)彎及褲衩三通氣(qi)流不暢,容(rong)易積(ji)塵。特別是(shi)停(ting)機(ji)時更容(rong)易滯(zhi)留粉(fen)(fen)塵,一旦(dan)啟動(dong),沉積(ji)的(de)粉(fen)(fen)塵被揚起(qi),很快(kuai)達到爆(bao)炸下限,引(yin)(yin)起(qi)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸。
(3)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)的機(ji)理可燃(ran)(ran)(ran)粉(fen)塵(chen)在空(kong)氣(qi)(qi)中燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)時(shi)會(hui)釋(shi)(shi)放(fang)出能量(liang),井產生大量(liang)氣(qi)(qi)體(ti),而(er)釋(shi)(shi)放(fang)出能量(liang)的快(kuai)慢即(ji)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)速度的大小與粉(fen)體(ti)暴露(lu)在空(kong)氣(qi)(qi)中的面積有關。因此,對(dui)于同(tong)一(yi)種固(gu)體(ti)物質的粉(fen)體(ti),其粒度越小,比表面積則越大,燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)擴散就越快(kuai)。如果(guo)這(zhe)種固(gu)體(ti)的粒度很細。以至可懸(xuan)浮起來,一(yi)旦(dan)有點火源使(shi)之引燃(ran)(ran)(ran),則可在極短的時(shi)間(jian)內釋(shi)(shi)放(fang)出大量(liang)的能量(liang)。這(zhe)些(xie)能量(liang)來不及散逸到周圍環境中去(qu),致使(shi)該空(kong)間(jian)內氣(qi)(qi)體(ti)受到加熱(re)并絕熱(re)膨脹,而(er)另一(yi)方面粉(fen)體(ti)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)時(shi)產生大量(liang)的氣(qi)(qi)體(ti),會(hui)使(shi)體(ti)系形成局部(bu)高壓(ya),以致產生爆(bao)炸(zha)及傳(chuan)播,這(zhe)就是(shi)通常(chang)稱作(zuo)的粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
(4)粉塵爆炸與燃(ran)燒(shao)的區別大塊的固體可燃(ran)物的燃(ran)燒(shao)是以近于平(ping)行層向內(nei)部推進,例如煤的燃(ran)燒(shao)等(deng)。這種燃(ran)燒(shao)能量(liang)的釋放比較緩慢。所產生的熱(re)量(liang)和(he)氣體可以迅速逸散(san)。可燃(ran)性粉塵的堆狀燃(ran)燒(shao),在(zai)通風(feng)良好的情況下形成明火燃(ran)燒(shao),而在(zai)通風(feng)不好的情況下。可形成無煙或焰(yan)的隱燃(ran)。
可燃粉塵(chen)燃燒時有幾個階(jie)段(duan)(duan):一階(jie)段(duan)(duan),表面(mian)粉也被加熱;第(di)二階(jie)段(duan)(duan),表面(mian)層氣化,溢出揮(hui)發(fa)(fa)分;第(di)三階(jie)段(duan)(duan),揮(hui)發(fa)(fa)分發(fa)(fa)生氣相燃燒。
超細粉(fen)體發生爆(bao)炸(zha)也是一個較(jiao)為復(fu)雜的(de)(de)過程,由于(yu)(yu)粉(fen)塵云的(de)(de)尺度(du)一般(ban)較(jiao)小,而火焰傳(chuan)播速度(du)較(jiao)快(kuai),每秒幾百米(mi),因此在(zai)粉(fen)塵中(zhong)心發生火源(yuan)點火,在(zai)不到0.1s的(de)(de)時(shi)間(jian)內就可燃(ran)(ran)(ran)(ran)遍(bian)整個粉(fen)塵云。在(zai)此過程中(zhong),如果粉(fen)塵已燃(ran)(ran)(ran)(ran)盡,則會生成較(jiao)高的(de)(de)壓(ya)強;若(ruo)未燃(ran)(ran)(ran)(ran)盡,則生成較(jiao)低的(de)(de)壓(ya)強。可燃(ran)(ran)(ran)(ran)粒(li)(li)子是否能燃(ran)(ran)(ran)(ran)完,取決于(yu)(yu)粒(li)(li)子的(de)(de)尺寸和燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒深度(du)。
(5)可(ke)燃粉(fen)塵分類(lei)粉(fen)體(ti)按其可(ke)燃性可(ke)劃(hua)分為(wei)兩類(lei):一(yi)類(lei)為(wei)可(ke)燃;一(yi)類(lei)為(wei)非可(ke)燃。可(ke)燃粉(fen)體(ti)的(de)(de)分類(lei)方(fang)法(fa)和標準在不同的(de)(de)國家有(you)所不同。
美國將可燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體劃為Ⅱ級危險(xian)品,同(tong)時又將其中的(de)(de)金屬粉(fen)(fen)(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)、谷物(wu)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)列入不(bu)同(tong)的(de)(de)組(zu)。美國制定的(de)(de)分(fen)(fen)類(lei)方法是按被測粉(fen)(fen)(fen)(fen)體在標準試驗裝置內發生粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆炸時所得升壓(ya)速度來進行分(fen)(fen)類(lei),并劃分(fen)(fen)為三個等級。我國目前尚(shang)未見到關于(yu)可燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)分(fen)(fen)類(lei)的(de)(de)現成(cheng)標準。
2、粉(fen)塵(chen)濃度和顆粒對(dui)爆炸的(de)影響
(1)粉塵濃度(du)(du)可燃(ran)粉塵爆炸也存(cun)在粉塵濃度(du)(du)的上(shang)下(xia)限(xian)(xian)。該值(zhi)受點火能(neng)量、氧濃度(du)(du)、粉體粒度(du)(du)、粉體品種(zhong)、水分等(deng)多種(zhong)因素(su)的影(ying)響。采用簡化公(gong)式,可估算出爆炸極限(xian)(xian),一(yi)般而言粉塵爆炸下(xia)限(xian)(xian)濃度(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)(xian)介(jie)于(yu)2~6kg/m3。上(shang)限(xian)(xian)受到多種(zhong)因素(su)的影(ying)響,其值(zhi)不如(ru)下(xia)限(xian)(xian)易確定,通常也不易達到上(shang)限(xian)(xian)的濃度(du)(du)。所以(yi),下(xia)限(xian)(xian)值(zhi)更重要、更有(you)用。
從物理意義上講,粉塵濃度上下限值反映了(le)粒子間距離(li)對(dui)粒子燃(ran)燒火(huo)焰(yan)傳播的影(ying)響,若粒子間距離(li)達到使燃(ran)燒火(huo)焰(yan)不(bu)能(neng)(neng)延伸(shen)至相鄰(lin)粒子時(shi),則燃(ran)燒就(jiu)(jiu)不(bu)能(neng)(neng)繼續進行(傳播),爆(bao)炸也(ye)就(jiu)(jiu)不(bu)會發生;此時(shi)粉塵濃度即低于爆(bao)炸的下限濃度值。若粒子間的距離(li)過小,粒子間氧不(bu)足以提(ti)供充分燃(ran)燒條件,也(ye)就(jiu)(jiu)不(bu)能(neng)(neng)形成爆(bao)炸,此時(shi)粒子濃度即高于上限值。
(2)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)粒(li)度(du)可燃物粉(fen)(fen)(fen)體(ti)顆(ke)粒(li)大于400um時,所形成的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)塵云不(bu)再(zai)具(ju)有(you)可爆性。但(dan)(dan)對(dui)于超細(xi)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)當其(qi)粒(li)度(du)在10um以下時則具(ju)有(you)較(jiao)大的(de)(de)(de)危險(xian)性。應引起注(zhu)意(yi)的(de)(de)(de)是,有(you)時即(ji)使粉(fen)(fen)(fen)體(ti)的(de)(de)(de)平(ping)均粒(li)度(du)大于400um,但(dan)(dan)其(qi)中(zhong)往(wang)(wang)往(wang)(wang)也含(han)有(you)較(jiao)細(xi)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)體(ti),這少部分(fen)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)也具(ju)備爆炸性。
雖然粉(fen)體的(de)粒度對爆炸(zha)性能(neng)影響的(de)規律性并不強(qiang),但粉(fen)體的(de)尺(chi)寸越(yue)小,其比表面就越(yue)大,燃(ran)燒就越(yue)快,壓強(qiang)升(sheng)高速(su)度隨之呈線性增加。在一定(ding)條(tiao)件下(xia)大壓強(qiang)變化不大,因為(wei)這是取決于燃(ran)燒時(shi)發出的(de)總(zong)能(neng)量(liang),而與釋放能(neng)量(liang)的(de)速(su)度并無(wu)明顯的(de)關系。