粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸就是(shi)懸浮物于(yu)空氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的粉塵(chen)(chen)顆粒與空氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的氧氣(qi)(qi)充(chong)分(fen)接觸(chu),在特定條件下瞬時完成的氧化反(fan)應(ying),反(fan)應(ying)中(zhong)(zhong)放(fang)出大量(liang)熱量(liang),進而產(chan)生(sheng)高溫、高壓的現象。任何(he)粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸都必須具備這樣(yang)三(san)個(ge)條件:點火源;可(ke)燃(ran)細粉塵(chen)(chen);粉塵(chen)(chen)懸浮于(yu)空氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)且達(da)到爆(bao)炸濃度極限范圍(wei)。
防爆袋式除塵器如(ru)何防止粉塵爆炸
1、粉塵爆(bao)炸的特點
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸要比可(ke)燃(ran)(ran)物(wu)質及可(ke)燃(ran)(ran)氣體復雜一般地,可(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)懸(xuan)浮于空氣中形(xing)成(cheng)在(zai)爆炸濃(nong)度范圍內的粉(fen)(fen)塵(chen)云,在(zai)點(dian)(dian)火源作(zuo)用下,與點(dian)(dian)火源接觸的部分粉(fen)(fen)塵(chen)首先被(bei)點(dian)(dian)燃(ran)(ran)并(bing)形(xing)成(cheng)一個小火球。在(zai)這個小火球燃(ran)(ran)燒放出的熱量作(zuo)用下,使(shi)得周圍臨(lin)近粉(fen)(fen)塵(chen)被(bei)加熱、溫度升高、著(zhu)火燃(ran)(ran)燒現(xian)象產生,這樣火球就將(jiang)迅速擴大而形(xing)成(cheng)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸。
粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)的(de)(de)(de)難易(yi)程度(du)和劇烈程度(du)與粉(fen)塵(chen)的(de)(de)(de)物理、化(hua)學(xue)性(xing)質以(yi)(yi)及周圍(wei)空氣(qi)(qi)條件密切相關。一般地,燃(ran)燒(shao)熱越(yue)大、顆粒越(yue)細,活性(xing)越(yue)高的(de)(de)(de)粉(fen)塵(chen),發(fa)生爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)的(de)(de)(de)危(wei)險(xian)性(xing)越(yue)大;輕的(de)(de)(de)懸(xuan)浮物可(ke)燃(ran)物質的(de)(de)(de)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)危(wei)險(xian)性(xing)較(jiao)大;空氣(qi)(qi)中(zhong)氧(yang)氣(qi)(qi)含量高時,粉(fen)塵(chen)易(yi)被燃(ran)點(dian),爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)也較(jiao)為(wei)劇烈。由于水分(fen)具有抑制爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)的(de)(de)(de)作用,所(suo)以(yi)(yi)粉(fen)塵(chen)和氣(qi)(qi)體越(yue)干燥,則發(fa)生爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)的(de)(de)(de)危(wei)險(xian)性(xing)越(yue)大。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生(sheng)之(zhi)后,往往會產(chan)生(sheng)二(er)次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是由于在一次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)時,有不(bu)少(shao)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)沉積在一起(qi),其濃度(du)超過了粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的上(shang)限濃度(du)值而(er)不(bu)能爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但(dan)是,當一次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)形(xing)成的沖擊波(bo)或氣浪將沉積粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)重新揚起(qi)時,在空(kong)中與空(kong)氣混合(he),濃度(du)在粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內,就(jiu)可能緊接著產(chan)生(sheng)二(er)次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二(er)次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成的災害往往比一次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴重得(de)多。
國內某鋁(lv)品(pin)生產廠(chang)1963年發生的塵(chen)爆炸事(shi)故的直接(jie)原因(yin)是排(pai)風(feng)機葉輪與吸(xi)入口(kou)端面摩擦起火引起的。風(feng)機吸(xi)入口(kou)處的蝦米(mi)彎及褲衩(cha)三(san)通(tong)氣流不暢,容易積(ji)塵(chen)。特別是停機時更容易滯留(liu)粉(fen)塵(chen),一(yi)旦啟(qi)動,沉積(ji)的粉(fen)塵(chen)被揚起,很(hen)快(kuai)達到爆炸下(xia)限,引起粉(fen)塵(chen)爆炸。
(3)粉(fen)塵爆炸(zha)(zha)的機理可(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)塵在空氣(qi)中燃(ran)(ran)燒時(shi)會(hui)釋(shi)放(fang)出(chu)能(neng)量(liang),井產生大(da)量(liang)氣(qi)體(ti)(ti),而釋(shi)放(fang)出(chu)能(neng)量(liang)的快慢即燃(ran)(ran)燒速度的大(da)小(xiao)(xiao)與粉(fen)體(ti)(ti)暴露在空氣(qi)中的面(mian)積有關。因此,對于(yu)同(tong)一種(zhong)固體(ti)(ti)物(wu)質的粉(fen)體(ti)(ti),其粒(li)度越(yue)小(xiao)(xiao),比表面(mian)積則越(yue)大(da),燃(ran)(ran)燒擴散就(jiu)越(yue)快。如(ru)果這種(zhong)固體(ti)(ti)的粒(li)度很細(xi)。以至可(ke)(ke)懸浮起(qi)來,一旦有點火源(yuan)使之引燃(ran)(ran),則可(ke)(ke)在極短的時(shi)間內釋(shi)放(fang)出(chu)大(da)量(liang)的能(neng)量(liang)。這些能(neng)量(liang)來不及(ji)散逸到(dao)周(zhou)圍環(huan)境中去,致使該空間內氣(qi)體(ti)(ti)受到(dao)加熱(re)并絕熱(re)膨脹,而另(ling)一方面(mian)粉(fen)體(ti)(ti)燃(ran)(ran)燒時(shi)產生大(da)量(liang)的氣(qi)體(ti)(ti),會(hui)使體(ti)(ti)系形成局(ju)部高壓,以致產生爆炸(zha)(zha)及(ji)傳播,這就(jiu)是通(tong)常(chang)稱(cheng)作的粉(fen)塵爆炸(zha)(zha)。
(4)粉塵(chen)爆(bao)炸與燃(ran)(ran)燒(shao)的(de)區(qu)別大塊的(de)固(gu)體可燃(ran)(ran)物的(de)燃(ran)(ran)燒(shao)是以(yi)近于(yu)平行層向內部推進,例如煤的(de)燃(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)燒(shao)能(neng)量(liang)的(de)釋(shi)放比較(jiao)緩慢。所產生的(de)熱量(liang)和氣(qi)體可以(yi)迅速(su)逸散。可燃(ran)(ran)性粉塵(chen)的(de)堆狀燃(ran)(ran)燒(shao),在(zai)通(tong)風良好的(de)情(qing)況下形(xing)(xing)成(cheng)明火(huo)燃(ran)(ran)燒(shao),而在(zai)通(tong)風不(bu)好的(de)情(qing)況下。可形(xing)(xing)成(cheng)無(wu)煙或焰的(de)隱燃(ran)(ran)。
可(ke)燃粉塵燃燒(shao)時有幾個階段:一階段,表(biao)面(mian)粉也被加熱;第二階段,表(biao)面(mian)層氣化,溢出(chu)揮發分(fen);第三階段,揮發分(fen)發生氣相燃燒(shao)。
超細粉(fen)體發生(sheng)爆炸也是(shi)一個較為復雜的(de)(de)過程,由于粉(fen)塵(chen)云的(de)(de)尺度(du)一般較小(xiao),而火(huo)焰傳播速度(du)較快,每秒(miao)幾百米,因此(ci)在粉(fen)塵(chen)中(zhong)心(xin)發生(sheng)火(huo)源(yuan)點火(huo),在不到(dao)0.1s的(de)(de)時間(jian)內就可(ke)燃遍整個粉(fen)塵(chen)云。在此(ci)過程中(zhong),如(ru)果粉(fen)塵(chen)已燃盡,則(ze)(ze)會(hui)生(sheng)成較高的(de)(de)壓強;若未燃盡,則(ze)(ze)生(sheng)成較低的(de)(de)壓強。可(ke)燃粒子是(shi)否(fou)能(neng)燃完,取(qu)決于粒子的(de)(de)尺寸和燃燒深度(du)。
(5)可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)分(fen)類(lei)粉(fen)(fen)體(ti)按其(qi)可(ke)(ke)燃(ran)性可(ke)(ke)劃分(fen)為兩類(lei):一類(lei)為可(ke)(ke)燃(ran);一類(lei)為非可(ke)(ke)燃(ran)。可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)體(ti)的分(fen)類(lei)方法和標準在不同的國家有(you)所不同。
美國將可燃粉(fen)體劃為Ⅱ級危險(xian)品,同時又將其中(zhong)的金(jin)屬粉(fen)、含碳(tan)粉(fen)塵(chen)、谷物粉(fen)塵(chen)列入(ru)不同的組。美國制定的分(fen)類(lei)(lei)方(fang)法是按被測粉(fen)體在標準(zhun)試(shi)驗裝置內發(fa)生粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸時所得升壓速度來進(jin)行分(fen)類(lei)(lei),并劃分(fen)為三個等(deng)級。我國目前尚未(wei)見到關(guan)于可燃粉(fen)塵(chen)分(fen)類(lei)(lei)的現(xian)成標準(zhun)。
2、粉塵濃度和顆粒對爆炸的影響(xiang)
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)濃度可燃粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)也存(cun)在粉(fen)(fen)塵(chen)濃度的(de)上下限(xian)(xian)(xian)(xian)。該(gai)值(zhi)(zhi)受點火(huo)能量、氧濃度、粉(fen)(fen)體粒(li)度、粉(fen)(fen)體品(pin)種、水分等多種因(yin)素(su)(su)的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。采用(yong)簡化公式,可估算出爆炸(zha)極限(xian)(xian)(xian)(xian),一般而言粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)下限(xian)(xian)(xian)(xian)濃度為(wei)20~60g/m3,上限(xian)(xian)(xian)(xian)介(jie)于2~6kg/m3。上限(xian)(xian)(xian)(xian)受到多種因(yin)素(su)(su)的(de)影(ying)響(xiang)(xiang),其值(zhi)(zhi)不如(ru)下限(xian)(xian)(xian)(xian)易(yi)確定(ding),通常也不易(yi)達到上限(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)濃度。所以(yi),下限(xian)(xian)(xian)(xian)值(zhi)(zhi)更(geng)重要(yao)、更(geng)有用(yong)。
從物理(li)意義上講,粉塵濃度上下限值(zhi)反(fan)映了粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間距(ju)離(li)對粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)燃(ran)燒(shao)火焰(yan)傳(chuan)播(bo)的影(ying)響,若粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間距(ju)離(li)達(da)到使燃(ran)燒(shao)火焰(yan)不能(neng)(neng)延(yan)伸(shen)至相(xiang)鄰粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)時,則燃(ran)燒(shao)就不能(neng)(neng)繼續進行(傳(chuan)播(bo)),爆炸(zha)也(ye)就不會發生(sheng);此(ci)時粉塵濃度即(ji)低于爆炸(zha)的下限濃度值(zhi)。若粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間的距(ju)離(li)過小,粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間氧不足以提供充分燃(ran)燒(shao)條(tiao)件,也(ye)就不能(neng)(neng)形成爆炸(zha),此(ci)時粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)濃度即(ji)高(gao)于上限值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)體粒度可(ke)(ke)燃物粉(fen)(fen)體顆粒大(da)于(yu)400um時,所(suo)形(xing)成的粉(fen)(fen)塵云不再具有可(ke)(ke)爆性(xing)。但對于(yu)超細粉(fen)(fen)體當其(qi)粒度在10um以下時則具有較(jiao)大(da)的危險性(xing)。應引起(qi)注意的是(shi),有時即(ji)使(shi)粉(fen)(fen)體的平均粒度大(da)于(yu)400um,但其(qi)中往往也含(han)有較(jiao)細的粉(fen)(fen)體,這少部分(fen)的粉(fen)(fen)體也具備爆炸性(xing)。
雖然(ran)粉(fen)體的粒(li)度對爆炸性(xing)(xing)能影響的規律(lv)性(xing)(xing)并不強(qiang),但粉(fen)體的尺寸越(yue)小,其比表(biao)面(mian)就越(yue)大(da),燃燒就越(yue)快,壓強(qiang)升(sheng)高速度隨(sui)之呈線性(xing)(xing)增(zeng)加(jia)。在一定條件下大(da)壓強(qiang)變化不大(da),因(yin)為這是取(qu)決于燃燒時發出的總能量,而與釋放(fang)能量的速度并無明顯的關(guan)系。