粉塵(chen)爆炸(zha)就是懸浮物于空氣中的(de)粉塵(chen)顆粒與空氣中的(de)氧氣充分(fen)接觸,在特定條件下瞬時完(wan)成的(de)氧化反(fan)應,反(fan)應中放出(chu)大量(liang)熱量(liang),進而產(chan)生(sheng)高溫、高壓(ya)的(de)現象。任(ren)何粉塵(chen)爆炸(zha)都必須具備這樣三個條件:點(dian)火源;可燃細粉塵(chen);粉塵(chen)懸浮于空氣中且達(da)到爆炸(zha)濃度(du)極限范圍。
防爆袋式除塵(chen)器如何(he)防止粉塵(chen)爆炸(zha)
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉塵爆(bao)炸要比可燃(ran)物質及可燃(ran)氣(qi)體復雜一(yi)(yi)般地,可燃(ran)粉塵懸浮于空氣(qi)中形成(cheng)在(zai)爆(bao)炸濃度(du)范圍(wei)內的粉塵云,在(zai)點(dian)火(huo)源作(zuo)用(yong)下,與點(dian)火(huo)源接觸的部分粉塵首先被點(dian)燃(ran)并形成(cheng)一(yi)(yi)個小(xiao)火(huo)球(qiu)。在(zai)這(zhe)個小(xiao)火(huo)球(qiu)燃(ran)燒放出的熱量作(zuo)用(yong)下,使得周圍(wei)臨近(jin)粉塵被加(jia)熱、溫度(du)升高、著(zhu)火(huo)燃(ran)燒現象(xiang)產生,這(zhe)樣火(huo)球(qiu)就將迅速擴大而形成(cheng)粉塵爆(bao)炸。
粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)難易(yi)程(cheng)度(du)和(he)劇烈(lie)程(cheng)度(du)與粉塵的(de)(de)物理、化(hua)學性質(zhi)以(yi)及周圍(wei)空氣(qi)條件密切相關。一(yi)般(ban)地,燃燒(shao)熱越大(da)(da)、顆粒越細,活性越高的(de)(de)粉塵,發(fa)生爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)危險性越大(da)(da);輕的(de)(de)懸浮物可燃物質(zhi)的(de)(de)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)危險性較大(da)(da);空氣(qi)中氧氣(qi)含量高時,粉塵易(yi)被燃點(dian),爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)也較為(wei)劇烈(lie)。由于水分具有(you)抑制(zhi)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)作用,所以(yi)粉塵和(he)氣(qi)體越干燥(zao),則發(fa)生爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)危險性越大(da)(da)。
(2)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)發(fa)生之后,往(wang)往(wang)會產(chan)(chan)生二(er)次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)這是(shi)(shi)由于在(zai)一次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)時(shi),有不(bu)少粉塵(chen)沉積在(zai)一起,其濃度超(chao)過(guo)了粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)的上限(xian)濃度值(zhi)而不(bu)能爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)。但是(shi)(shi),當一次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)形(xing)成的沖(chong)擊波或氣浪(lang)將沉積粉塵(chen)重新(xin)揚起時(shi),在(zai)空中(zhong)與空氣混合,濃度在(zai)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)范圍(wei)內(nei),就可能緊接著產(chan)(chan)生二(er)次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)。第二(er)次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)所造成的災害往(wang)往(wang)比一次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)要嚴重得多。
國(guo)內某鋁品生(sheng)產廠1963年發生(sheng)的塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)事故的直接原因是(shi)排風(feng)機(ji)葉輪與(yu)吸入口(kou)端面摩(mo)擦起(qi)火引(yin)起(qi)的。風(feng)機(ji)吸入口(kou)處的蝦米彎(wan)及褲衩三通(tong)氣流不(bu)暢(chang),容(rong)易積塵(chen)(chen)。特別是(shi)停機(ji)時(shi)更容(rong)易滯(zhi)留粉塵(chen)(chen),一旦啟動,沉積的粉塵(chen)(chen)被揚起(qi),很快達到爆(bao)炸(zha)下限,引(yin)起(qi)粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)。
(3)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸的(de)(de)機理可(ke)(ke)燃粉(fen)(fen)塵(chen)在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)燃燒(shao)時(shi)會釋放出(chu)能(neng)量(liang),井(jing)產(chan)生(sheng)大(da)(da)量(liang)氣(qi)體(ti)(ti)(ti),而(er)釋放出(chu)能(neng)量(liang)的(de)(de)快(kuai)慢(man)即燃燒(shao)速度的(de)(de)大(da)(da)小與粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)暴露在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)面(mian)積有關。因此,對于同(tong)一(yi)(yi)種固(gu)體(ti)(ti)(ti)物質的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti),其粒度越(yue)(yue)小,比表面(mian)積則越(yue)(yue)大(da)(da),燃燒(shao)擴散(san)就越(yue)(yue)快(kuai)。如(ru)果(guo)這(zhe)種固(gu)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)粒度很細。以至可(ke)(ke)懸浮起來(lai),一(yi)(yi)旦(dan)有點火源使(shi)之引燃,則可(ke)(ke)在(zai)極短(duan)的(de)(de)時(shi)間(jian)內(nei)釋放出(chu)大(da)(da)量(liang)的(de)(de)能(neng)量(liang)。這(zhe)些能(neng)量(liang)來(lai)不及散(san)逸到(dao)周圍環境(jing)中(zhong)(zhong)去(qu),致使(shi)該(gai)空(kong)間(jian)內(nei)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)受到(dao)加熱(re)并絕熱(re)膨脹,而(er)另一(yi)(yi)方面(mian)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)燃燒(shao)時(shi)產(chan)生(sheng)大(da)(da)量(liang)的(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti)(ti),會使(shi)體(ti)(ti)(ti)系形成局部高壓(ya),以致產(chan)生(sheng)爆(bao)炸及傳播,這(zhe)就是通(tong)常稱作的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸。
(4)粉塵爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)的(de)區別大塊的(de)固體可燃(ran)(ran)物的(de)燃(ran)(ran)燒(shao)是以(yi)近于平行層(ceng)向(xiang)內(nei)部推進,例如煤(mei)的(de)燃(ran)(ran)燒(shao)等。這(zhe)種燃(ran)(ran)燒(shao)能(neng)量的(de)釋(shi)放比較緩(huan)慢。所產生(sheng)的(de)熱(re)量和氣體可以(yi)迅(xun)速逸散。可燃(ran)(ran)性粉塵的(de)堆狀(zhuang)燃(ran)(ran)燒(shao),在通風良(liang)好的(de)情況(kuang)下形成明火燃(ran)(ran)燒(shao),而在通風不好的(de)情況(kuang)下。可形成無煙或焰的(de)隱燃(ran)(ran)。
可燃(ran)粉塵燃(ran)燒時有幾個(ge)階(jie)段:一階(jie)段,表(biao)面粉也(ye)被(bei)加熱;第(di)二階(jie)段,表(biao)面層氣化(hua),溢出揮發(fa)分;第(di)三階(jie)段,揮發(fa)分發(fa)生氣相燃(ran)燒。
超(chao)細粉(fen)(fen)體發(fa)生(sheng)爆炸也(ye)是(shi)一(yi)(yi)個較為(wei)復雜的(de)過程(cheng),由于粉(fen)(fen)塵(chen)云的(de)尺(chi)度(du)一(yi)(yi)般較小,而火(huo)焰傳播速度(du)較快,每秒幾(ji)百米,因此在(zai)(zai)粉(fen)(fen)塵(chen)中心發(fa)生(sheng)火(huo)源點火(huo),在(zai)(zai)不到0.1s的(de)時間內就可燃(ran)(ran)(ran)遍(bian)整(zheng)個粉(fen)(fen)塵(chen)云。在(zai)(zai)此過程(cheng)中,如果粉(fen)(fen)塵(chen)已燃(ran)(ran)(ran)盡,則會生(sheng)成較高(gao)的(de)壓強;若未燃(ran)(ran)(ran)盡,則生(sheng)成較低的(de)壓強。可燃(ran)(ran)(ran)粒子(zi)是(shi)否能燃(ran)(ran)(ran)完,取(qu)決于粒子(zi)的(de)尺(chi)寸和(he)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)深度(du)。
(5)可(ke)(ke)燃(ran)粉塵分類(lei)粉體按其可(ke)(ke)燃(ran)性可(ke)(ke)劃分為兩類(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)粉體的(de)分類(lei)方(fang)法(fa)和標準在不同(tong)(tong)的(de)國家(jia)有所不同(tong)(tong)。
美國將可燃粉(fen)(fen)(fen)體(ti)劃(hua)為Ⅱ級危險品,同時又將其(qi)中的(de)金屬粉(fen)(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)、谷物(wu)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)列入不同的(de)組。美國制(zhi)定的(de)分類(lei)方法是(shi)按被測粉(fen)(fen)(fen)體(ti)在標準(zhun)試驗裝置內發(fa)生粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)時所得升壓(ya)速(su)度來進行分類(lei),并劃(hua)分為三個等級。我國目前尚(shang)未見到關于可燃粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)分類(lei)的(de)現(xian)成(cheng)標準(zhun)。
2、粉塵濃(nong)度和顆粒對爆炸的影響(xiang)
(1)粉(fen)塵濃(nong)度(du)可燃粉(fen)塵爆炸(zha)(zha)也(ye)存在粉(fen)塵濃(nong)度(du)的上下(xia)限(xian)(xian)(xian)(xian)。該(gai)值受點火能量、氧濃(nong)度(du)、粉(fen)體(ti)粒度(du)、粉(fen)體(ti)品種(zhong)、水分等多(duo)種(zhong)因素(su)的影(ying)響。采用(yong)簡化公(gong)式,可估(gu)算出(chu)爆炸(zha)(zha)極限(xian)(xian)(xian)(xian),一般而言粉(fen)塵爆炸(zha)(zha)下(xia)限(xian)(xian)(xian)(xian)濃(nong)度(du)為20~60g/m3,上限(xian)(xian)(xian)(xian)介(jie)于(yu)2~6kg/m3。上限(xian)(xian)(xian)(xian)受到多(duo)種(zhong)因素(su)的影(ying)響,其值不如下(xia)限(xian)(xian)(xian)(xian)易確定,通常(chang)也(ye)不易達到上限(xian)(xian)(xian)(xian)的濃(nong)度(du)。所(suo)以,下(xia)限(xian)(xian)(xian)(xian)值更重要、更有用(yong)。
從物(wu)理意義上(shang)(shang)講,粉(fen)塵(chen)濃(nong)度上(shang)(shang)下(xia)限(xian)值(zhi)(zhi)反映了粒(li)子(zi)(zi)間(jian)距離對粒(li)子(zi)(zi)燃(ran)燒(shao)火(huo)焰傳播的(de)影響(xiang),若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)距離達到使(shi)燃(ran)燒(shao)火(huo)焰不(bu)能(neng)延伸至相鄰(lin)粒(li)子(zi)(zi)時,則燃(ran)燒(shao)就不(bu)能(neng)繼續進行(xing)(傳播),爆炸也就不(bu)會發生;此(ci)時粉(fen)塵(chen)濃(nong)度即低于爆炸的(de)下(xia)限(xian)濃(nong)度值(zhi)(zhi)。若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)的(de)距離過(guo)小,粒(li)子(zi)(zi)間(jian)氧不(bu)足以提供充分燃(ran)燒(shao)條(tiao)件,也就不(bu)能(neng)形成爆炸,此(ci)時粒(li)子(zi)(zi)濃(nong)度即高于上(shang)(shang)限(xian)值(zhi)(zhi)。
(2)粉(fen)體(ti)粒(li)度(du)可燃物粉(fen)體(ti)顆粒(li)大(da)于400um時(shi),所形成的粉(fen)塵(chen)云(yun)不再具(ju)(ju)有可爆性(xing)。但(dan)對于超細粉(fen)體(ti)當其粒(li)度(du)在10um以下時(shi)則具(ju)(ju)有較大(da)的危險性(xing)。應引起(qi)注(zhu)意的是,有時(shi)即使(shi)粉(fen)體(ti)的平(ping)均粒(li)度(du)大(da)于400um,但(dan)其中(zhong)往往也(ye)含有較細的粉(fen)體(ti),這少部分的粉(fen)體(ti)也(ye)具(ju)(ju)備爆炸性(xing)。
雖(sui)然粉體的粒度(du)對爆炸(zha)性能影(ying)響(xiang)的規律性并(bing)不(bu)強(qiang),但(dan)粉體的尺寸越小(xiao),其比表面就(jiu)越大,燃(ran)燒就(jiu)越快(kuai),壓強(qiang)升(sheng)高速度(du)隨之呈線性增加。在(zai)一定條件下大壓強(qiang)變化不(bu)大,因為這是取決于燃(ran)燒時發出的總能量(liang),而與釋(shi)放能量(liang)的速度(du)并(bing)無明顯(xian)的關系(xi)。