粉塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)就是懸浮物于空氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的粉塵(chen)(chen)顆(ke)粒(li)與空氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的氧氣(qi)(qi)充分接(jie)觸,在特定條件下瞬時完成的氧化(hua)反應(ying),反應(ying)中(zhong)(zhong)放出大量熱(re)量,進而(er)產生高溫、高壓(ya)的現象(xiang)。任何粉塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)都(dou)必(bi)須具備這(zhe)樣三(san)個條件:點火源(yuan);可燃細粉塵(chen)(chen);粉塵(chen)(chen)懸浮于空氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)且(qie)達到(dao)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)濃度極限范圍。
防爆袋式除塵器如何防止粉塵爆炸(zha)
1、粉塵(chen)爆炸的特點(dian)
(1)粉塵(chen)(chen)爆(bao)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)粉塵(chen)(chen)懸浮(fu)于空氣(qi)中(zhong)形(xing)(xing)成(cheng)在(zai)爆(bao)炸(zha)濃度(du)范圍內(nei)的粉塵(chen)(chen)云,在(zai)點火(huo)源作用下,與(yu)點火(huo)源接觸的部分粉塵(chen)(chen)首(shou)先(xian)被(bei)(bei)點燃(ran)并形(xing)(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)小(xiao)火(huo)球(qiu)。在(zai)這(zhe)個(ge)小(xiao)火(huo)球(qiu)燃(ran)燒放(fang)出的熱量作用下,使得周圍臨近粉塵(chen)(chen)被(bei)(bei)加熱、溫(wen)度(du)升高、著火(huo)燃(ran)燒現象產生,這(zhe)樣火(huo)球(qiu)就將迅(xun)速(su)擴(kuo)大而形(xing)(xing)成(cheng)粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)。
粉塵爆炸(zha)的(de)(de)難易程(cheng)度(du)和劇烈程(cheng)度(du)與(yu)粉塵的(de)(de)物(wu)(wu)理(li)、化學性(xing)質(zhi)以及周圍空氣條件密切(qie)相(xiang)關。一般(ban)地,燃(ran)燒(shao)熱越(yue)大(da)、顆粒(li)越(yue)細,活性(xing)越(yue)高的(de)(de)粉塵,發生爆炸(zha)的(de)(de)危(wei)險性(xing)越(yue)大(da);輕的(de)(de)懸浮物(wu)(wu)可燃(ran)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)爆炸(zha)危(wei)險性(xing)較大(da);空氣中(zhong)氧氣含量(liang)高時,粉塵易被燃(ran)點,爆炸(zha)也較為劇烈。由于水分具有抑制(zhi)爆炸(zha)的(de)(de)作用,所(suo)以粉塵和氣體越(yue)干(gan)燥,則發生爆炸(zha)的(de)(de)危(wei)險性(xing)越(yue)大(da)。
(2)粉(fen)塵爆炸(zha)發(fa)生之后,往(wang)往(wang)會產生二(er)次(ci)(ci)爆炸(zha)這是由于(yu)在(zai)(zai)一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)爆炸(zha)時,有不少粉(fen)塵沉(chen)積在(zai)(zai)一(yi)(yi)(yi)起,其(qi)濃度(du)超過了粉(fen)塵爆炸(zha)的上限濃度(du)值而不能爆炸(zha)。但是,當一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)爆炸(zha)形(xing)成(cheng)的沖(chong)擊波或氣(qi)浪將沉(chen)積粉(fen)塵重新揚起時,在(zai)(zai)空中(zhong)與空氣(qi)混合,濃度(du)在(zai)(zai)粉(fen)塵爆炸(zha)范(fan)圍內,就(jiu)可能緊(jin)接著產生二(er)次(ci)(ci)爆炸(zha)。第(di)二(er)次(ci)(ci)爆炸(zha)所(suo)造成(cheng)的災害(hai)往(wang)往(wang)比(bi)一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)爆炸(zha)要嚴重得多。
國內某鋁品生產廠1963年(nian)發生的(de)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸事故的(de)直(zhi)接(jie)原(yuan)因是排風機葉輪(lun)與吸入口端面摩擦起(qi)火(huo)引起(qi)的(de)。風機吸入口處的(de)蝦米(mi)彎及褲衩三通氣流(liu)不暢(chang),容易(yi)積塵(chen)(chen)。特別(bie)是停(ting)機時更容易(yi)滯留粉塵(chen)(chen),一旦啟動,沉積的(de)粉塵(chen)(chen)被揚起(qi),很快達到爆(bao)(bao)炸下(xia)限,引起(qi)粉塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸。
(3)粉(fen)塵爆(bao)(bao)炸的(de)(de)機理可燃(ran)粉(fen)塵在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)燃(ran)燒(shao)(shao)時(shi)會釋放出能(neng)量(liang),井產(chan)生大(da)量(liang)氣(qi)體(ti)(ti),而釋放出能(neng)量(liang)的(de)(de)快慢即燃(ran)燒(shao)(shao)速度的(de)(de)大(da)小與粉(fen)體(ti)(ti)暴露(lu)在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)面積(ji)有(you)關。因此,對于(yu)同一種(zhong)固(gu)(gu)體(ti)(ti)物質的(de)(de)粉(fen)體(ti)(ti),其粒度越(yue)小,比表面積(ji)則越(yue)大(da),燃(ran)燒(shao)(shao)擴(kuo)散就越(yue)快。如果這種(zhong)固(gu)(gu)體(ti)(ti)的(de)(de)粒度很細(xi)。以(yi)(yi)至可懸浮起(qi)來,一旦有(you)點(dian)火源使之引燃(ran),則可在(zai)(zai)極短的(de)(de)時(shi)間內(nei)釋放出大(da)量(liang)的(de)(de)能(neng)量(liang)。這些能(neng)量(liang)來不(bu)及散逸到周(zhou)圍環境中(zhong)去,致(zhi)使該空(kong)間內(nei)氣(qi)體(ti)(ti)受(shou)到加熱并絕熱膨脹,而另一方(fang)面粉(fen)體(ti)(ti)燃(ran)燒(shao)(shao)時(shi)產(chan)生大(da)量(liang)的(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti),會使體(ti)(ti)系形成局部(bu)高壓,以(yi)(yi)致(zhi)產(chan)生爆(bao)(bao)炸及傳播(bo),這就是通常稱作的(de)(de)粉(fen)塵爆(bao)(bao)炸。
(4)粉塵(chen)爆炸與燃(ran)(ran)燒的區別大塊(kuai)的固體(ti)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)物的燃(ran)(ran)燒是以近(jin)于(yu)平(ping)行(xing)層向內(nei)部推進,例如煤的燃(ran)(ran)燒等。這種燃(ran)(ran)燒能量(liang)的釋放比較緩慢。所產(chan)生(sheng)的熱(re)量(liang)和氣體(ti)可(ke)(ke)以迅速逸(yi)散。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)性粉塵(chen)的堆(dui)狀燃(ran)(ran)燒,在(zai)通風(feng)良(liang)好(hao)的情況下形(xing)成(cheng)明火燃(ran)(ran)燒,而在(zai)通風(feng)不好(hao)的情況下。可(ke)(ke)形(xing)成(cheng)無煙或(huo)焰的隱燃(ran)(ran)。
可燃粉(fen)塵燃燒時(shi)有幾個(ge)階段:一階段,表面粉(fen)也(ye)被加熱;第二階段,表面層氣(qi)化,溢出揮發分(fen)(fen);第三階段,揮發分(fen)(fen)發生氣(qi)相燃燒。
超細粉體發生爆(bao)炸也是一(yi)個(ge)較(jiao)(jiao)為復雜的(de)(de)過程,由(you)于粉塵(chen)云的(de)(de)尺(chi)度(du)一(yi)般較(jiao)(jiao)小,而(er)火(huo)焰傳播速(su)度(du)較(jiao)(jiao)快,每秒幾百(bai)米,因此在粉塵(chen)中(zhong)心(xin)發生火(huo)源點(dian)火(huo),在不(bu)到0.1s的(de)(de)時間內就可(ke)燃(ran)遍(bian)整個(ge)粉塵(chen)云。在此過程中(zhong),如果粉塵(chen)已燃(ran)盡(jin),則(ze)會(hui)生成較(jiao)(jiao)高的(de)(de)壓強(qiang);若未燃(ran)盡(jin),則(ze)生成較(jiao)(jiao)低的(de)(de)壓強(qiang)。可(ke)燃(ran)粒(li)子是否能燃(ran)完,取決于粒(li)子的(de)(de)尺(chi)寸和燃(ran)燒深度(du)。
(5)可燃(ran)粉塵(chen)分(fen)類(lei)(lei)粉體按其可燃(ran)性可劃分(fen)為兩類(lei)(lei):一類(lei)(lei)為可燃(ran);一類(lei)(lei)為非可燃(ran)。可燃(ran)粉體的分(fen)類(lei)(lei)方法和標準在不同的國(guo)家有所不同。
美(mei)國(guo)(guo)將(jiang)可(ke)燃粉(fen)體劃(hua)為Ⅱ級危(wei)險品,同(tong)時又將(jiang)其中的金(jin)屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵(chen)、谷(gu)物粉(fen)塵(chen)列入不同(tong)的組(zu)。美(mei)國(guo)(guo)制定的分類方法是按(an)被測粉(fen)體在標準試驗裝置內(nei)發生粉(fen)塵(chen)爆炸時所得升壓速度來進行分類,并劃(hua)分為三個等級。我國(guo)(guo)目前尚未見到關于(yu)可(ke)燃粉(fen)塵(chen)分類的現(xian)成標準。
2、粉塵濃度和顆(ke)粒對爆炸的影響
(1)粉(fen)(fen)塵濃(nong)度(du)(du)可燃粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)也存在粉(fen)(fen)塵濃(nong)度(du)(du)的(de)上(shang)下(xia)限(xian)。該(gai)值受點火能(neng)量(liang)、氧濃(nong)度(du)(du)、粉(fen)(fen)體粒度(du)(du)、粉(fen)(fen)體品(pin)種、水分等多種因(yin)素的(de)影響(xiang)。采用(yong)簡化(hua)公式,可估算出(chu)爆炸(zha)極(ji)限(xian),一般而言(yan)粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)下(xia)限(xian)濃(nong)度(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)受到多種因(yin)素的(de)影響(xiang),其值不如下(xia)限(xian)易(yi)確(que)定,通常也不易(yi)達到上(shang)限(xian)的(de)濃(nong)度(du)(du)。所(suo)以,下(xia)限(xian)值更(geng)重(zhong)要、更(geng)有用(yong)。
從物理意義(yi)上(shang)講(jiang),粉塵濃(nong)(nong)度(du)上(shang)下(xia)限(xian)值(zhi)反(fan)映(ying)了粒(li)(li)子(zi)間(jian)距(ju)離(li)對粒(li)(li)子(zi)燃(ran)燒(shao)(shao)火焰傳播(bo)的(de)影響,若粒(li)(li)子(zi)間(jian)距(ju)離(li)達到(dao)使燃(ran)燒(shao)(shao)火焰不(bu)(bu)能(neng)(neng)延(yan)伸至相鄰粒(li)(li)子(zi)時(shi),則燃(ran)燒(shao)(shao)就(jiu)(jiu)不(bu)(bu)能(neng)(neng)繼續進行(傳播(bo)),爆(bao)炸(zha)也(ye)(ye)就(jiu)(jiu)不(bu)(bu)會(hui)發(fa)生;此(ci)時(shi)粉塵濃(nong)(nong)度(du)即(ji)低于爆(bao)炸(zha)的(de)下(xia)限(xian)濃(nong)(nong)度(du)值(zhi)。若粒(li)(li)子(zi)間(jian)的(de)距(ju)離(li)過小,粒(li)(li)子(zi)間(jian)氧不(bu)(bu)足以提(ti)供充分燃(ran)燒(shao)(shao)條件,也(ye)(ye)就(jiu)(jiu)不(bu)(bu)能(neng)(neng)形成爆(bao)炸(zha),此(ci)時(shi)粒(li)(li)子(zi)濃(nong)(nong)度(du)即(ji)高于上(shang)限(xian)值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)粒度(du)可燃物粉(fen)(fen)體(ti)(ti)顆粒大(da)(da)于(yu)400um時,所形成的粉(fen)(fen)塵云不再具(ju)有(you)可爆性(xing)。但(dan)對于(yu)超(chao)細粉(fen)(fen)體(ti)(ti)當其粒度(du)在(zai)10um以(yi)下時則(ze)具(ju)有(you)較大(da)(da)的危險性(xing)。應引(yin)起注(zhu)意的是,有(you)時即使粉(fen)(fen)體(ti)(ti)的平均粒度(du)大(da)(da)于(yu)400um,但(dan)其中(zhong)往往也(ye)含有(you)較細的粉(fen)(fen)體(ti)(ti),這少部分的粉(fen)(fen)體(ti)(ti)也(ye)具(ju)備爆炸性(xing)。
雖然粉(fen)體的(de)粒度對爆(bao)炸(zha)性能(neng)(neng)影響(xiang)的(de)規(gui)律性并(bing)不強(qiang),但粉(fen)體的(de)尺寸越(yue)小,其(qi)比表(biao)面就越(yue)大,燃燒就越(yue)快,壓強(qiang)升高速度隨之呈線性增(zeng)加(jia)。在一(yi)定(ding)條件下大壓強(qiang)變化不大,因為這(zhe)是取決于燃燒時發出的(de)總能(neng)(neng)量(liang),而(er)與釋放能(neng)(neng)量(liang)的(de)速度并(bing)無明顯的(de)關系。