粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸就是懸(xuan)浮物(wu)于空氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)粉(fen)塵(chen)(chen)顆粒與空氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)充分接觸,在特定條件(jian)下瞬時(shi)完成的(de)氧(yang)化反(fan)應,反(fan)應中(zhong)(zhong)放(fang)出大量(liang)熱量(liang),進而產(chan)生高溫、高壓的(de)現象。任何粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸都必須具備(bei)這樣三個條件(jian):點火源;可(ke)燃細粉(fen)塵(chen)(chen);粉(fen)塵(chen)(chen)懸(xuan)浮于空氣(qi)中(zhong)(zhong)且達到爆炸濃度極(ji)限范(fan)圍。
防爆袋(dai)式(shi)除(chu)塵器(qi)如何防止粉塵爆炸(zha)
1、粉塵爆(bao)炸的特(te)點
(1)粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸(zha)要比(bi)可燃(ran)(ran)物質及可燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)體復(fu)雜一般地,可燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵懸浮于空氣(qi)(qi)中形(xing)成(cheng)(cheng)在(zai)爆炸(zha)濃度(du)范圍內的粉(fen)(fen)(fen)塵云,在(zai)點(dian)火(huo)(huo)(huo)源作用下,與點(dian)火(huo)(huo)(huo)源接觸的部分粉(fen)(fen)(fen)塵首先被(bei)(bei)點(dian)燃(ran)(ran)并形(xing)成(cheng)(cheng)一個小火(huo)(huo)(huo)球(qiu)。在(zai)這個小火(huo)(huo)(huo)球(qiu)燃(ran)(ran)燒(shao)放出的熱量(liang)作用下,使得周圍臨近(jin)粉(fen)(fen)(fen)塵被(bei)(bei)加熱、溫(wen)度(du)升高、著火(huo)(huo)(huo)燃(ran)(ran)燒(shao)現象產(chan)生(sheng),這樣火(huo)(huo)(huo)球(qiu)就將迅(xun)速擴大而形(xing)成(cheng)(cheng)粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸(zha)。
粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)的難易程度和劇(ju)烈程度與粉塵的物(wu)理(li)、化(hua)學性(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)以(yi)及周圍空氣條件密切相(xiang)關(guan)。一般(ban)地,燃燒(shao)熱(re)越(yue)(yue)大、顆(ke)粒越(yue)(yue)細,活性(xing)(xing)(xing)越(yue)(yue)高的粉塵,發生爆(bao)炸(zha)(zha)的危險(xian)性(xing)(xing)(xing)越(yue)(yue)大;輕(qing)的懸浮物(wu)可燃物(wu)質(zhi)(zhi)的爆(bao)炸(zha)(zha)危險(xian)性(xing)(xing)(xing)較大;空氣中氧氣含量高時(shi),粉塵易被燃點,爆(bao)炸(zha)(zha)也較為劇(ju)烈。由于(yu)水(shui)分具有抑制爆(bao)炸(zha)(zha)的作用,所以(yi)粉塵和氣體越(yue)(yue)干燥,則發生爆(bao)炸(zha)(zha)的危險(xian)性(xing)(xing)(xing)越(yue)(yue)大。
(2)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸發生(sheng)之后(hou),往(wang)往(wang)會產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸這是由于在一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸時(shi),有不少粉塵(chen)沉積在一(yi)起(qi),其濃(nong)度超(chao)過(guo)了粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸的(de)上限(xian)濃(nong)度值(zhi)而不能(neng)爆(bao)(bao)炸。但是,當(dang)一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸形成(cheng)的(de)沖(chong)擊(ji)波或(huo)氣(qi)浪將沉積粉塵(chen)重新(xin)揚起(qi)時(shi),在空中與空氣(qi)混合,濃(nong)度在粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸范圍內,就可(ke)能(neng)緊接著產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸。第(di)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸所(suo)造成(cheng)的(de)災害(hai)往(wang)往(wang)比一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸要嚴重得多(duo)。
國(guo)內某鋁品生產廠1963年發生的(de)塵爆炸事故(gu)的(de)直接原因是(shi)排風機葉輪與吸入口(kou)端面摩擦起(qi)(qi)火引起(qi)(qi)的(de)。風機吸入口(kou)處的(de)蝦(xia)米彎及(ji)褲衩三(san)通氣流(liu)不暢,容(rong)易積(ji)塵。特別是(shi)停機時更容(rong)易滯(zhi)留粉(fen)(fen)(fen)塵,一旦啟(qi)動,沉積(ji)的(de)粉(fen)(fen)(fen)塵被揚起(qi)(qi),很快達到爆炸下限,引起(qi)(qi)粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸。
(3)粉(fen)塵爆炸(zha)的機(ji)理可燃(ran)粉(fen)塵在空氣(qi)(qi)(qi)中燃(ran)燒時(shi)會(hui)釋(shi)放出(chu)能(neng)(neng)量,井產生(sheng)(sheng)大量氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti),而釋(shi)放出(chu)能(neng)(neng)量的快慢即(ji)燃(ran)燒速度(du)的大小與粉(fen)體(ti)(ti)暴(bao)露在空氣(qi)(qi)(qi)中的面(mian)積(ji)有(you)關。因此,對于(yu)同(tong)一(yi)種(zhong)固體(ti)(ti)物質的粉(fen)體(ti)(ti),其粒(li)度(du)越(yue)(yue)小,比表面(mian)積(ji)則越(yue)(yue)大,燃(ran)燒擴散(san)就(jiu)越(yue)(yue)快。如果這(zhe)種(zhong)固體(ti)(ti)的粒(li)度(du)很細(xi)。以至可懸浮(fu)起來,一(yi)旦有(you)點火源使(shi)之(zhi)引燃(ran),則可在極短的時(shi)間(jian)內釋(shi)放出(chu)大量的能(neng)(neng)量。這(zhe)些(xie)能(neng)(neng)量來不及散(san)逸(yi)到周圍環境(jing)中去,致(zhi)使(shi)該空間(jian)內氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)受到加(jia)熱(re)并絕熱(re)膨脹,而另一(yi)方面(mian)粉(fen)體(ti)(ti)燃(ran)燒時(shi)產生(sheng)(sheng)大量的氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti),會(hui)使(shi)體(ti)(ti)系形成局(ju)部高壓,以致(zhi)產生(sheng)(sheng)爆炸(zha)及傳(chuan)播,這(zhe)就(jiu)是通常稱作的粉(fen)塵爆炸(zha)。
(4)粉塵爆(bao)炸與燃(ran)燒(shao)的區別大塊的固體可燃(ran)物(wu)的燃(ran)燒(shao)是以(yi)(yi)近于平行層(ceng)向內部推進,例(li)如煤的燃(ran)燒(shao)等。這(zhe)種燃(ran)燒(shao)能(neng)量的釋放比較緩慢。所產生(sheng)的熱(re)量和氣體可以(yi)(yi)迅速逸(yi)散(san)。可燃(ran)性粉塵的堆狀燃(ran)燒(shao),在(zai)通(tong)風良好的情況下(xia)形(xing)成明火燃(ran)燒(shao),而在(zai)通(tong)風不(bu)好的情況下(xia)。可形(xing)成無煙或(huo)焰(yan)的隱燃(ran)。
可燃粉(fen)塵燃燒時有幾個(ge)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan):一(yi)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan),表面(mian)粉(fen)也(ye)被加熱;第(di)(di)二階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan),表面(mian)層氣化(hua),溢(yi)出揮發分;第(di)(di)三階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan),揮發分發生氣相燃燒。
超細粉(fen)體(ti)發(fa)生(sheng)(sheng)爆炸也是(shi)一(yi)個較(jiao)為復雜(za)的過程,由于(yu)粉(fen)塵(chen)(chen)云(yun)的尺度(du)(du)一(yi)般較(jiao)小,而火(huo)焰傳播速度(du)(du)較(jiao)快,每秒幾百米(mi),因(yin)此在(zai)粉(fen)塵(chen)(chen)中心發(fa)生(sheng)(sheng)火(huo)源(yuan)點火(huo),在(zai)不到0.1s的時間內(nei)就可(ke)燃(ran)遍整(zheng)個粉(fen)塵(chen)(chen)云(yun)。在(zai)此過程中,如果粉(fen)塵(chen)(chen)已燃(ran)盡(jin)(jin),則會(hui)生(sheng)(sheng)成較(jiao)高的壓(ya)強;若未燃(ran)盡(jin)(jin),則生(sheng)(sheng)成較(jiao)低的壓(ya)強。可(ke)燃(ran)粒(li)子(zi)是(shi)否能燃(ran)完,取決于(yu)粒(li)子(zi)的尺寸和(he)燃(ran)燒(shao)深(shen)度(du)(du)。
(5)可(ke)燃粉塵(chen)分(fen)類(lei)粉體按其可(ke)燃性可(ke)劃分(fen)為兩類(lei):一類(lei)為可(ke)燃;一類(lei)為非可(ke)燃。可(ke)燃粉體的(de)分(fen)類(lei)方法和標(biao)準(zhun)在不同的(de)國(guo)家有(you)所不同。
美(mei)國(guo)將(jiang)可燃粉(fen)體劃為Ⅱ級(ji)危險品,同(tong)時又將(jiang)其(qi)中的金屬粉(fen)、含(han)碳粉(fen)塵(chen)、谷物粉(fen)塵(chen)列入不同(tong)的組。美(mei)國(guo)制定的分類方法是按被測(ce)粉(fen)體在標(biao)準試(shi)驗裝置內發生(sheng)粉(fen)塵(chen)爆炸時所得升(sheng)壓速度來(lai)進行(xing)分類,并劃分為三個等級(ji)。我國(guo)目前尚(shang)未見到關于可燃粉(fen)塵(chen)分類的現成標(biao)準。
2、粉(fen)塵濃(nong)度和顆粒對爆炸(zha)的影響(xiang)
(1)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)可燃粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵爆(bao)炸也(ye)存(cun)在粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)的上(shang)下限(xian)(xian)。該值受點火能量、氧濃(nong)(nong)度(du)、粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)粒度(du)、粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)品種、水分等(deng)多種因素(su)的影響。采用簡化公(gong)式,可估算出爆(bao)炸極限(xian)(xian),一般而言粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵爆(bao)炸下限(xian)(xian)濃(nong)(nong)度(du)為(wei)20~60g/m3,上(shang)限(xian)(xian)介于(yu)2~6kg/m3。上(shang)限(xian)(xian)受到多種因素(su)的影響,其值不如下限(xian)(xian)易(yi)確定,通常也(ye)不易(yi)達(da)到上(shang)限(xian)(xian)的濃(nong)(nong)度(du)。所以,下限(xian)(xian)值更(geng)重要(yao)、更(geng)有用。
從物(wu)理意義上(shang)講,粉(fen)塵濃度上(shang)下限(xian)(xian)值反(fan)映了粒子(zi)(zi)(zi)(zi)間距(ju)離(li)(li)對(dui)粒子(zi)(zi)(zi)(zi)燃燒(shao)(shao)(shao)火焰傳播的影響,若(ruo)粒子(zi)(zi)(zi)(zi)間距(ju)離(li)(li)達到使燃燒(shao)(shao)(shao)火焰不(bu)能延伸至相鄰粒子(zi)(zi)(zi)(zi)時,則燃燒(shao)(shao)(shao)就不(bu)能繼續(xu)進行(傳播),爆(bao)炸(zha)也就不(bu)會發生;此時粉(fen)塵濃度即低于爆(bao)炸(zha)的下限(xian)(xian)濃度值。若(ruo)粒子(zi)(zi)(zi)(zi)間的距(ju)離(li)(li)過小,粒子(zi)(zi)(zi)(zi)間氧不(bu)足(zu)以提(ti)供充分(fen)燃燒(shao)(shao)(shao)條件,也就不(bu)能形(xing)成爆(bao)炸(zha),此時粒子(zi)(zi)(zi)(zi)濃度即高于上(shang)限(xian)(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體粒(li)(li)度可(ke)燃(ran)物(wu)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體顆粒(li)(li)大(da)(da)于400um時(shi),所形(xing)成的粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵云不再具(ju)有(you)(you)可(ke)爆(bao)性。但(dan)對于超細粉(fen)(fen)(fen)(fen)體當其(qi)(qi)粒(li)(li)度在10um以下(xia)時(shi)則(ze)具(ju)有(you)(you)較大(da)(da)的危險性。應引(yin)起注意的是,有(you)(you)時(shi)即使粉(fen)(fen)(fen)(fen)體的平均粒(li)(li)度大(da)(da)于400um,但(dan)其(qi)(qi)中往往也含有(you)(you)較細的粉(fen)(fen)(fen)(fen)體,這少部(bu)分的粉(fen)(fen)(fen)(fen)體也具(ju)備爆(bao)炸性。
雖然粉體(ti)的(de)(de)粒度對(dui)爆炸(zha)性能影響的(de)(de)規律性并不強(qiang),但粉體(ti)的(de)(de)尺寸越小(xiao),其比表(biao)面(mian)就(jiu)越大(da),燃燒就(jiu)越快,壓強(qiang)升(sheng)高速度隨(sui)之呈線性增加。在一定條件下大(da)壓強(qiang)變化(hua)不大(da),因為這是取(qu)決(jue)于(yu)燃燒時發出的(de)(de)總能量,而與(yu)釋放(fang)能量的(de)(de)速度并無明顯的(de)(de)關系。