粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)就是懸(xuan)浮物于空(kong)氣中(zhong)的粉塵(chen)顆(ke)粒與空(kong)氣中(zhong)的氧氣充分接觸,在特定條(tiao)件下瞬(shun)時完(wan)成(cheng)的氧化反應,反應中(zhong)放出大量(liang)熱(re)量(liang),進而產(chan)生高溫、高壓的現象。任何粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)都必須具(ju)備這樣三個條(tiao)件:點火源;可燃細粉塵(chen);粉塵(chen)懸(xuan)浮于空(kong)氣中(zhong)且達到爆(bao)炸(zha)濃度極限范圍(wei)。
防爆(bao)袋式除塵器如何防止(zhi)粉(fen)塵爆(bao)炸
1、粉塵爆炸(zha)的特(te)點(dian)
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆炸(zha)要比可(ke)燃(ran)物質(zhi)及可(ke)燃(ran)氣體(ti)復雜一般地,可(ke)燃(ran)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)懸浮于空氣中(zhong)形(xing)成(cheng)在(zai)爆炸(zha)濃度(du)范圍內的(de)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)云,在(zai)點(dian)火(huo)源作用(yong)下,與點(dian)火(huo)源接觸的(de)部分粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)首先被點(dian)燃(ran)并形(xing)成(cheng)一個(ge)小火(huo)球。在(zai)這個(ge)小火(huo)球燃(ran)燒放出的(de)熱量(liang)作用(yong)下,使得周圍臨(lin)近粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)被加熱、溫度(du)升高、著火(huo)燃(ran)燒現象產生,這樣(yang)火(huo)球就將迅速擴大而形(xing)成(cheng)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆炸(zha)。
粉(fen)塵爆炸(zha)的(de)難易(yi)程度和劇烈(lie)(lie)程度與(yu)粉(fen)塵的(de)物理、化學性(xing)(xing)(xing)質以及周圍空氣條件(jian)密切相關。一般地,燃(ran)燒熱越大、顆粒越細,活性(xing)(xing)(xing)越高的(de)粉(fen)塵,發生爆炸(zha)的(de)危險性(xing)(xing)(xing)越大;輕(qing)的(de)懸浮物可(ke)燃(ran)物質的(de)爆炸(zha)危險性(xing)(xing)(xing)較大;空氣中氧氣含量高時,粉(fen)塵易(yi)被燃(ran)點,爆炸(zha)也(ye)較為(wei)劇烈(lie)(lie)。由(you)于水分具有抑制爆炸(zha)的(de)作(zuo)用,所(suo)以粉(fen)塵和氣體越干燥,則發生爆炸(zha)的(de)危險性(xing)(xing)(xing)越大。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生之后,往往會產生二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)這(zhe)是由于(yu)在一次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)時(shi),有不少粉(fen)(fen)塵(chen)沉積在一起(qi),其(qi)濃(nong)度(du)超過了粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)的(de)上限濃(nong)度(du)值而不能(neng)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是,當一次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成的(de)沖(chong)擊波或氣浪將沉積粉(fen)(fen)塵(chen)重新(xin)揚起(qi)時(shi),在空(kong)中與空(kong)氣混合,濃(nong)度(du)在粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內,就(jiu)可能(neng)緊接著產生二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造(zao)成的(de)災害(hai)往往比一次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴重得多。
國內某(mou)鋁品生(sheng)產廠1963年(nian)發(fa)生(sheng)的塵(chen)爆(bao)(bao)炸事故的直(zhi)接原因是排(pai)風機葉輪與吸入口端面摩擦起(qi)(qi)火(huo)引起(qi)(qi)的。風機吸入口處的蝦米彎及褲衩三通氣流不暢,容易積(ji)(ji)塵(chen)。特(te)別(bie)是停(ting)機時更(geng)容易滯留粉(fen)塵(chen),一(yi)旦(dan)啟動,沉積(ji)(ji)的粉(fen)塵(chen)被揚起(qi)(qi),很快達(da)到(dao)爆(bao)(bao)炸下限,引起(qi)(qi)粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸。
(3)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)的(de)(de)(de)機理可燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)在(zai)空氣(qi)中燃(ran)燒(shao)時(shi)會(hui)釋放出(chu)能(neng)量,井產(chan)生大(da)量氣(qi)體(ti),而(er)(er)釋放出(chu)能(neng)量的(de)(de)(de)快(kuai)慢(man)即燃(ran)燒(shao)速度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)大(da)小與(yu)粉(fen)(fen)體(ti)暴(bao)露在(zai)空氣(qi)中的(de)(de)(de)面積有(you)(you)關(guan)。因此,對于同(tong)一種(zhong)固體(ti)物質的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti),其粒度(du)(du)(du)越(yue)小,比表面積則越(yue)大(da),燃(ran)燒(shao)擴散就越(yue)快(kuai)。如果(guo)這種(zhong)固體(ti)的(de)(de)(de)粒度(du)(du)(du)很細。以(yi)至可懸浮起來(lai),一旦(dan)有(you)(you)點火(huo)源使之引燃(ran),則可在(zai)極短的(de)(de)(de)時(shi)間內(nei)(nei)釋放出(chu)大(da)量的(de)(de)(de)能(neng)量。這些(xie)能(neng)量來(lai)不(bu)及散逸(yi)到周(zhou)圍環境中去,致使該(gai)空間內(nei)(nei)氣(qi)體(ti)受到加熱并絕熱膨脹,而(er)(er)另一方面粉(fen)(fen)體(ti)燃(ran)燒(shao)時(shi)產(chan)生大(da)量的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti),會(hui)使體(ti)系形成局(ju)部高(gao)壓,以(yi)致產(chan)生爆炸(zha)及傳播,這就是通常稱作的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)。
(4)粉塵爆炸與燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)的區別大塊的固體可燃(ran)(ran)(ran)物的燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)是以(yi)近于平行層向內部推進,例如煤(mei)的燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)能量的釋放比較(jiao)緩慢(man)。所產生的熱量和(he)氣(qi)體可以(yi)迅速逸散。可燃(ran)(ran)(ran)性(xing)粉塵的堆狀(zhuang)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao),在(zai)通風(feng)良好的情況(kuang)下形成(cheng)明火燃(ran)(ran)(ran)燒(shao),而在(zai)通風(feng)不好的情況(kuang)下。可形成(cheng)無(wu)煙或焰(yan)的隱燃(ran)(ran)(ran)。
可燃(ran)(ran)粉(fen)塵(chen)燃(ran)(ran)燒時(shi)有幾(ji)個階(jie)(jie)(jie)段:一階(jie)(jie)(jie)段,表面粉(fen)也(ye)被(bei)加熱;第(di)二(er)階(jie)(jie)(jie)段,表面層氣化,溢出揮(hui)發(fa)(fa)分;第(di)三階(jie)(jie)(jie)段,揮(hui)發(fa)(fa)分發(fa)(fa)生氣相燃(ran)(ran)燒。
超細粉(fen)(fen)體發生(sheng)(sheng)爆炸也是一個較為復雜的(de)過(guo)程,由于(yu)粉(fen)(fen)塵(chen)云的(de)尺(chi)度一般(ban)較小,而火(huo)焰(yan)傳播速度較快,每秒幾百(bai)米,因(yin)此在粉(fen)(fen)塵(chen)中心發生(sheng)(sheng)火(huo)源點(dian)火(huo),在不到0.1s的(de)時間內就(jiu)可燃(ran)(ran)遍整個粉(fen)(fen)塵(chen)云。在此過(guo)程中,如果粉(fen)(fen)塵(chen)已燃(ran)(ran)盡(jin),則會生(sheng)(sheng)成較高(gao)的(de)壓強;若(ruo)未燃(ran)(ran)盡(jin),則生(sheng)(sheng)成較低的(de)壓強。可燃(ran)(ran)粒子是否(fou)能(neng)燃(ran)(ran)完,取決于(yu)粒子的(de)尺(chi)寸和(he)燃(ran)(ran)燒深度。
(5)可(ke)(ke)(ke)燃粉(fen)塵分類(lei)(lei)(lei)粉(fen)體按其(qi)可(ke)(ke)(ke)燃性可(ke)(ke)(ke)劃(hua)分為兩類(lei)(lei)(lei):一類(lei)(lei)(lei)為可(ke)(ke)(ke)燃;一類(lei)(lei)(lei)為非可(ke)(ke)(ke)燃。可(ke)(ke)(ke)燃粉(fen)體的分類(lei)(lei)(lei)方法和(he)標準在(zai)不同(tong)的國家有(you)所不同(tong)。
美國(guo)將可燃粉(fen)(fen)體劃(hua)為Ⅱ級危險(xian)品,同(tong)(tong)時又將其中的金(jin)屬粉(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)塵(chen)、谷物粉(fen)(fen)塵(chen)列入(ru)不同(tong)(tong)的組。美國(guo)制定的分類方法(fa)是按被測(ce)粉(fen)(fen)體在(zai)標(biao)準(zhun)試驗(yan)裝置內發生粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸時所得升壓速度來進(jin)行(xing)分類,并(bing)劃(hua)分為三個等級。我國(guo)目前尚未見到關于可燃粉(fen)(fen)塵(chen)分類的現成標(biao)準(zhun)。
2、粉(fen)塵濃度(du)和顆粒對爆(bao)炸的(de)影(ying)響
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)度可燃粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸也存在粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)度的(de)上(shang)下限(xian)(xian)(xian)。該值(zhi)受點火(huo)能量、氧濃(nong)度、粉(fen)(fen)體粒度、粉(fen)(fen)體品種、水分等多種因素的(de)影響。采用簡(jian)化(hua)公式,可估算出爆(bao)炸極限(xian)(xian)(xian),一般而言粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸下限(xian)(xian)(xian)濃(nong)度為20~60g/m3,上(shang)限(xian)(xian)(xian)介(jie)于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)(xian)(xian)受到多種因素的(de)影響,其值(zhi)不如(ru)下限(xian)(xian)(xian)易確(que)定(ding),通常也不易達到上(shang)限(xian)(xian)(xian)的(de)濃(nong)度。所以,下限(xian)(xian)(xian)值(zhi)更重要、更有(you)用。
從物理(li)意(yi)義(yi)上(shang)(shang)講,粉(fen)塵濃度上(shang)(shang)下限值反映了粒(li)(li)子(zi)間(jian)距離(li)對粒(li)(li)子(zi)燃(ran)燒火(huo)焰傳(chuan)播的影響(xiang),若(ruo)粒(li)(li)子(zi)間(jian)距離(li)達到使(shi)燃(ran)燒火(huo)焰不(bu)能延伸至相鄰粒(li)(li)子(zi)時(shi)(shi),則燃(ran)燒就(jiu)不(bu)能繼續進行(傳(chuan)播),爆(bao)炸也(ye)就(jiu)不(bu)會發生;此(ci)時(shi)(shi)粉(fen)塵濃度即低于爆(bao)炸的下限濃度值。若(ruo)粒(li)(li)子(zi)間(jian)的距離(li)過小,粒(li)(li)子(zi)間(jian)氧不(bu)足以提供充(chong)分燃(ran)燒條件,也(ye)就(jiu)不(bu)能形成爆(bao)炸,此(ci)時(shi)(shi)粒(li)(li)子(zi)濃度即高于上(shang)(shang)限值。
(2)粉(fen)(fen)體粒度(du)可燃物(wu)粉(fen)(fen)體顆(ke)粒大(da)于(yu)400um時,所(suo)形成的(de)粉(fen)(fen)塵云不再具有(you)可爆性(xing)。但對于(yu)超(chao)細(xi)粉(fen)(fen)體當其粒度(du)在10um以下時則具有(you)較大(da)的(de)危險性(xing)。應(ying)引(yin)起注意的(de)是,有(you)時即使粉(fen)(fen)體的(de)平均粒度(du)大(da)于(yu)400um,但其中往(wang)往(wang)也含有(you)較細(xi)的(de)粉(fen)(fen)體,這(zhe)少部分的(de)粉(fen)(fen)體也具備爆炸性(xing)。
雖然(ran)粉體的(de)粒度(du)(du)(du)對爆(bao)炸性能(neng)影響的(de)規律性并不(bu)強,但粉體的(de)尺寸(cun)越(yue)小(xiao),其比表(biao)面就越(yue)大(da),燃燒就越(yue)快,壓強升高速度(du)(du)(du)隨之(zhi)呈(cheng)線性增加。在一定條(tiao)件(jian)下大(da)壓強變化(hua)不(bu)大(da),因為這(zhe)是取決于燃燒時發出的(de)總能(neng)量,而與釋放能(neng)量的(de)速度(du)(du)(du)并無明顯(xian)的(de)關系。