粉(fen)(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)就是(shi)懸浮物(wu)于空(kong)氣中(zhong)(zhong)的粉(fen)(fen)(fen)塵顆粒與空(kong)氣中(zhong)(zhong)的氧氣充分接觸,在(zai)特定條件(jian)下瞬時完成的氧化(hua)反應,反應中(zhong)(zhong)放(fang)出大(da)量熱量,進而產生高溫(wen)、高壓的現象。任何粉(fen)(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)都必須具(ju)備這樣三個(ge)條件(jian):點火源;可燃細粉(fen)(fen)(fen)塵;粉(fen)(fen)(fen)塵懸浮于空(kong)氣中(zhong)(zhong)且達到(dao)爆(bao)炸(zha)濃度極(ji)限范圍。
防(fang)(fang)爆(bao)袋(dai)式除(chu)塵器(qi)如何防(fang)(fang)止(zhi)粉塵爆(bao)炸
1、粉塵爆(bao)炸的特點(dian)
(1)粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)要比可燃物質(zhi)及可燃氣體復雜(za)一般地,可燃粉(fen)塵(chen)懸浮于空氣中形成在爆炸(zha)濃度(du)范圍(wei)內的(de)粉(fen)塵(chen)云,在點火(huo)源作用下,與點火(huo)源接觸的(de)部分粉(fen)塵(chen)首(shou)先(xian)被(bei)點燃并形成一個小火(huo)球。在這(zhe)個小火(huo)球燃燒(shao)放(fang)出的(de)熱(re)量(liang)作用下,使得周圍(wei)臨(lin)近粉(fen)塵(chen)被(bei)加熱(re)、溫(wen)度(du)升高、著火(huo)燃燒(shao)現象產生,這(zhe)樣火(huo)球就將迅速擴大而(er)形成粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)。
粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)的(de)難易程度(du)和劇烈程度(du)與(yu)粉(fen)塵(chen)的(de)物(wu)理、化學性質以(yi)及周(zhou)圍空氣(qi)條件密切相關。一般地,燃(ran)燒熱(re)越大、顆粒越細(xi),活性越高的(de)粉(fen)塵(chen),發生爆炸(zha)的(de)危(wei)險(xian)性越大;輕(qing)的(de)懸(xuan)浮物(wu)可燃(ran)物(wu)質的(de)爆炸(zha)危(wei)險(xian)性較大;空氣(qi)中氧氣(qi)含量(liang)高時,粉(fen)塵(chen)易被燃(ran)點,爆炸(zha)也較為(wei)劇烈。由于水(shui)分具有(you)抑制爆炸(zha)的(de)作(zuo)用,所以(yi)粉(fen)塵(chen)和氣(qi)體越干燥,則發生爆炸(zha)的(de)危(wei)險(xian)性越大。
(2)粉(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)炸(zha)發生之后,往往會產生二次爆(bao)(bao)炸(zha)這是由于在一(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)時,有不(bu)少(shao)粉(fen)(fen)塵沉(chen)積在一(yi)起,其濃(nong)度(du)(du)超過(guo)了(le)粉(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)上限濃(nong)度(du)(du)值而不(bu)能爆(bao)(bao)炸(zha)。但是,當(dang)一(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)形成(cheng)的(de)沖擊波或氣浪將沉(chen)積粉(fen)(fen)塵重新揚起時,在空(kong)中與(yu)空(kong)氣混合,濃(nong)度(du)(du)在粉(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)炸(zha)范(fan)圍(wei)內,就可(ke)能緊(jin)接(jie)著(zhu)產生二次爆(bao)(bao)炸(zha)。第二次爆(bao)(bao)炸(zha)所造成(cheng)的(de)災害往往比一(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)要嚴重得(de)多。
國內某鋁(lv)品生(sheng)產(chan)廠1963年發生(sheng)的(de)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)事故的(de)直接(jie)原因是排風機(ji)(ji)葉輪與吸入口端面摩擦起(qi)(qi)火引起(qi)(qi)的(de)。風機(ji)(ji)吸入口處的(de)蝦米彎及褲(ku)衩三通氣流不暢,容易積塵(chen)(chen)。特別是停機(ji)(ji)時更容易滯留(liu)粉塵(chen)(chen),一(yi)旦啟動,沉(chen)積的(de)粉塵(chen)(chen)被揚起(qi)(qi),很快(kuai)達到爆(bao)炸(zha)下(xia)限,引起(qi)(qi)粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)。
(3)粉(fen)(fen)塵爆炸的(de)機(ji)理可燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵在(zai)空氣中(zhong)燃(ran)(ran)燒時(shi)會釋(shi)放出(chu)(chu)能(neng)量(liang)(liang)(liang),井產生(sheng)(sheng)大(da)量(liang)(liang)(liang)氣體(ti)(ti)(ti),而釋(shi)放出(chu)(chu)能(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)快慢即燃(ran)(ran)燒速度的(de)大(da)小與粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)暴露在(zai)空氣中(zhong)的(de)面積(ji)有(you)關。因此,對于(yu)同一(yi)種固體(ti)(ti)(ti)物質的(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti),其粒度越(yue)小,比表(biao)面積(ji)則(ze)越(yue)大(da),燃(ran)(ran)燒擴散就(jiu)越(yue)快。如果這(zhe)種固體(ti)(ti)(ti)的(de)粒度很(hen)細。以(yi)至可懸浮起來,一(yi)旦有(you)點火源使之引燃(ran)(ran),則(ze)可在(zai)極短(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)釋(shi)放出(chu)(chu)大(da)量(liang)(liang)(liang)的(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)。這(zhe)些能(neng)量(liang)(liang)(liang)來不及散逸到周圍環境中(zhong)去,致(zhi)使該空間(jian)內(nei)氣體(ti)(ti)(ti)受到加熱(re)并絕熱(re)膨脹(zhang),而另(ling)一(yi)方面粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)燃(ran)(ran)燒時(shi)產生(sheng)(sheng)大(da)量(liang)(liang)(liang)的(de)氣體(ti)(ti)(ti),會使體(ti)(ti)(ti)系(xi)形成局部高(gao)壓,以(yi)致(zhi)產生(sheng)(sheng)爆炸及傳播,這(zhe)就(jiu)是通(tong)常稱(cheng)作的(de)粉(fen)(fen)塵爆炸。
(4)粉塵(chen)(chen)爆炸與燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)區別大塊的(de)固體可(ke)燃(ran)(ran)(ran)物的(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以(yi)(yi)近于平(ping)行層向(xiang)內部推進,例如煤(mei)的(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)等。這種燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量(liang)的(de)釋放比(bi)較(jiao)緩慢。所產生的(de)熱量(liang)和氣(qi)體可(ke)以(yi)(yi)迅(xun)速逸散。可(ke)燃(ran)(ran)(ran)性粉塵(chen)(chen)的(de)堆狀燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),在通(tong)風(feng)良好的(de)情(qing)況下形(xing)成明火燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在通(tong)風(feng)不好的(de)情(qing)況下。可(ke)形(xing)成無(wu)煙或焰的(de)隱(yin)燃(ran)(ran)(ran)。
可燃粉(fen)塵(chen)燃燒時有幾(ji)個階(jie)(jie)段(duan):一階(jie)(jie)段(duan),表(biao)(biao)面粉(fen)也被(bei)加熱;第(di)二階(jie)(jie)段(duan),表(biao)(biao)面層(ceng)氣化,溢(yi)出揮發分(fen);第(di)三階(jie)(jie)段(duan),揮發分(fen)發生氣相(xiang)燃燒。
超細(xi)粉(fen)體發生(sheng)爆炸(zha)也是一(yi)個較(jiao)為復雜的過(guo)程,由(you)于(yu)粉(fen)塵云的尺(chi)度一(yi)般較(jiao)小,而火(huo)焰傳播速度較(jiao)快,每秒(miao)幾(ji)百米,因此在(zai)粉(fen)塵中(zhong)心(xin)發生(sheng)火(huo)源點火(huo),在(zai)不到(dao)0.1s的時間內(nei)就可燃遍整個粉(fen)塵云。在(zai)此過(guo)程中(zhong),如果粉(fen)塵已燃盡,則會(hui)生(sheng)成較(jiao)高的壓強(qiang);若未燃盡,則生(sheng)成較(jiao)低的壓強(qiang)。可燃粒(li)子(zi)是否能燃完,取(qu)決(jue)于(yu)粒(li)子(zi)的尺(chi)寸和燃燒深度。
(5)可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)塵分(fen)類(lei)(lei)粉(fen)體(ti)按其可(ke)(ke)燃(ran)性可(ke)(ke)劃(hua)分(fen)為兩類(lei)(lei):一類(lei)(lei)為可(ke)(ke)燃(ran);一類(lei)(lei)為非可(ke)(ke)燃(ran)。可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)體(ti)的(de)分(fen)類(lei)(lei)方法(fa)和標準(zhun)在(zai)不(bu)同的(de)國家有所不(bu)同。
美(mei)國(guo)(guo)(guo)將(jiang)可(ke)燃粉(fen)體(ti)劃為Ⅱ級危險(xian)品,同時又將(jiang)其中(zhong)的(de)金屬(shu)粉(fen)、含碳(tan)粉(fen)塵(chen)、谷物粉(fen)塵(chen)列入(ru)不同的(de)組。美(mei)國(guo)(guo)(guo)制定的(de)分(fen)類方法(fa)是按被測粉(fen)體(ti)在(zai)標準(zhun)試驗(yan)裝(zhuang)置內發生粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)時所得(de)升壓速度(du)來進行分(fen)類,并劃分(fen)為三(san)個等級。我(wo)國(guo)(guo)(guo)目(mu)前尚(shang)未見(jian)到關于可(ke)燃粉(fen)塵(chen)分(fen)類的(de)現成標準(zhun)。
2、粉塵濃度和顆(ke)粒對爆炸的影響
(1)粉塵(chen)濃度(du)(du)可(ke)燃(ran)粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)也(ye)存在粉塵(chen)濃度(du)(du)的(de)上(shang)下(xia)限(xian)。該(gai)值受(shou)點火(huo)能量、氧濃度(du)(du)、粉體粒度(du)(du)、粉體品種(zhong)、水(shui)分等多種(zhong)因素(su)的(de)影響(xiang)。采用(yong)(yong)簡(jian)化公式(shi),可(ke)估算出爆(bao)炸(zha)極(ji)限(xian),一般而言粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)下(xia)限(xian)濃度(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)介(jie)于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)受(shou)到(dao)多種(zhong)因素(su)的(de)影響(xiang),其(qi)值不如下(xia)限(xian)易確定,通常也(ye)不易達到(dao)上(shang)限(xian)的(de)濃度(du)(du)。所以,下(xia)限(xian)值更重要、更有用(yong)(yong)。
從物理意義上講,粉塵濃(nong)度(du)上下(xia)限值(zhi)反映了粒子間(jian)距(ju)(ju)離(li)(li)對(dui)粒子燃燒火(huo)焰(yan)傳播(bo)的(de)影響(xiang),若(ruo)粒子間(jian)距(ju)(ju)離(li)(li)達到使燃燒火(huo)焰(yan)不(bu)能(neng)延伸至相(xiang)鄰粒子時,則燃燒就不(bu)能(neng)繼續進(jin)行(傳播(bo)),爆(bao)炸(zha)也就不(bu)會發生(sheng);此時粉塵濃(nong)度(du)即(ji)低(di)于爆(bao)炸(zha)的(de)下(xia)限濃(nong)度(du)值(zhi)。若(ruo)粒子間(jian)的(de)距(ju)(ju)離(li)(li)過小,粒子間(jian)氧(yang)不(bu)足以提供充分燃燒條件(jian),也就不(bu)能(neng)形(xing)成爆(bao)炸(zha),此時粒子濃(nong)度(du)即(ji)高于上限值(zhi)。
(2)粉(fen)體粒度(du)(du)(du)可燃(ran)物粉(fen)體顆粒大于(yu)(yu)400um時(shi),所形(xing)成的(de)粉(fen)塵云(yun)不再具(ju)有(you)(you)可爆(bao)性。但對(dui)于(yu)(yu)超細粉(fen)體當其粒度(du)(du)(du)在10um以下時(shi)則(ze)具(ju)有(you)(you)較(jiao)大的(de)危險性。應(ying)引起注意的(de)是,有(you)(you)時(shi)即使粉(fen)體的(de)平均粒度(du)(du)(du)大于(yu)(yu)400um,但其中往往也含有(you)(you)較(jiao)細的(de)粉(fen)體,這少部分的(de)粉(fen)體也具(ju)備爆(bao)炸性。
雖(sui)然粉體(ti)的(de)粒度對爆(bao)炸性(xing)能(neng)(neng)影(ying)響的(de)規律性(xing)并不強,但粉體(ti)的(de)尺寸越小(xiao),其比表面就越大,燃(ran)燒就越快,壓(ya)強升(sheng)高(gao)速度隨之呈線性(xing)增加。在一定條(tiao)件下大壓(ya)強變化不大,因為這(zhe)是取決于燃(ran)燒時(shi)發(fa)出(chu)的(de)總能(neng)(neng)量,而與釋放能(neng)(neng)量的(de)速度并無明顯(xian)的(de)關系(xi)。