粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)就是(shi)懸浮(fu)物于(yu)(yu)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)中的粉(fen)塵(chen)顆粒(li)與空(kong)(kong)氣(qi)(qi)中的氧(yang)氣(qi)(qi)充分(fen)接觸,在特定條件(jian)下(xia)瞬時完(wan)成的氧(yang)化反應,反應中放(fang)出大量(liang)(liang)熱量(liang)(liang),進(jin)而產生(sheng)高溫、高壓的現象。任何(he)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)都必須具備這樣三個條件(jian):點火源;可(ke)燃細粉(fen)塵(chen);粉(fen)塵(chen)懸浮(fu)于(yu)(yu)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)中且達(da)到(dao)爆(bao)炸(zha)濃度(du)極限范圍。
防(fang)(fang)爆袋式除(chu)塵器如何防(fang)(fang)止粉塵爆炸
1、粉塵爆炸的(de)特點
(1)粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)要比可燃物質及可燃氣(qi)體復雜一般地,可燃粉(fen)塵(chen)懸浮于空氣(qi)中形成在(zai)爆(bao)(bao)炸(zha)濃度范圍(wei)(wei)內的(de)粉(fen)塵(chen)云,在(zai)點火(huo)源(yuan)作(zuo)(zuo)用下(xia),與(yu)點火(huo)源(yuan)接(jie)觸(chu)的(de)部分粉(fen)塵(chen)首先被點燃并形成一個小火(huo)球。在(zai)這個小火(huo)球燃燒放出的(de)熱量作(zuo)(zuo)用下(xia),使得周圍(wei)(wei)臨近粉(fen)塵(chen)被加熱、溫度升高、著火(huo)燃燒現象產生(sheng),這樣火(huo)球就將迅速擴大而形成粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)。
粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸(zha)的難易程度和劇烈程度與粉(fen)(fen)(fen)塵的物(wu)理、化學(xue)性質以及周圍(wei)空(kong)(kong)氣條件(jian)密(mi)切相關。一般地,燃(ran)燒熱越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da)、顆粒越(yue)(yue)(yue)細,活(huo)性越(yue)(yue)(yue)高的粉(fen)(fen)(fen)塵,發(fa)生(sheng)爆炸(zha)的危(wei)(wei)(wei)險性越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da);輕(qing)的懸浮物(wu)可(ke)燃(ran)物(wu)質的爆炸(zha)危(wei)(wei)(wei)險性較(jiao)大(da)(da)(da);空(kong)(kong)氣中氧(yang)氣含量高時(shi),粉(fen)(fen)(fen)塵易被燃(ran)點(dian),爆炸(zha)也較(jiao)為(wei)劇烈。由(you)于水(shui)分具(ju)有(you)抑制爆炸(zha)的作用(yong),所以粉(fen)(fen)(fen)塵和氣體越(yue)(yue)(yue)干燥,則(ze)發(fa)生(sheng)爆炸(zha)的危(wei)(wei)(wei)險性越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da)。
(2)粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)(zha)(zha)發生之后,往(wang)往(wang)會產生二(er)次(ci)爆炸(zha)(zha)(zha)這(zhe)是由于在(zai)(zai)一(yi)次(ci)爆炸(zha)(zha)(zha)時(shi),有不(bu)少粉(fen)塵(chen)沉積在(zai)(zai)一(yi)起(qi)(qi),其(qi)濃度超過了粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)(zha)(zha)的上限濃度值而不(bu)能爆炸(zha)(zha)(zha)。但是,當一(yi)次(ci)爆炸(zha)(zha)(zha)形成(cheng)的沖擊波或(huo)氣浪將沉積粉(fen)塵(chen)重新揚起(qi)(qi)時(shi),在(zai)(zai)空(kong)(kong)中與空(kong)(kong)氣混合,濃度在(zai)(zai)粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)(zha)(zha)范(fan)圍(wei)內,就可能緊接(jie)著產生二(er)次(ci)爆炸(zha)(zha)(zha)。第二(er)次(ci)爆炸(zha)(zha)(zha)所造成(cheng)的災(zai)害往(wang)往(wang)比一(yi)次(ci)爆炸(zha)(zha)(zha)要嚴重得多。
國(guo)內某鋁品生(sheng)產廠(chang)1963年發生(sheng)的塵(chen)爆(bao)炸事故(gu)的直(zhi)接原因(yin)是(shi)排風(feng)(feng)機葉輪與吸入口(kou)端(duan)面摩(mo)擦起(qi)(qi)火引起(qi)(qi)的。風(feng)(feng)機吸入口(kou)處的蝦(xia)米彎及褲衩三通氣流不暢,容易(yi)積塵(chen)。特別是(shi)停(ting)機時更容易(yi)滯留粉(fen)塵(chen),一旦(dan)啟(qi)動(dong),沉(chen)積的粉(fen)塵(chen)被揚起(qi)(qi),很快(kuai)達到爆(bao)炸下限(xian),引起(qi)(qi)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸。
(3)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸的(de)機(ji)理可燃(ran)粉(fen)塵(chen)在(zai)(zai)空氣(qi)中燃(ran)燒(shao)時(shi)會釋放出能量(liang)(liang),井產(chan)生大量(liang)(liang)氣(qi)體(ti)(ti)(ti),而釋放出能量(liang)(liang)的(de)快慢即燃(ran)燒(shao)速度的(de)大小與粉(fen)體(ti)(ti)(ti)暴露(lu)在(zai)(zai)空氣(qi)中的(de)面積有(you)關。因此,對于同一(yi)種固(gu)體(ti)(ti)(ti)物(wu)質的(de)粉(fen)體(ti)(ti)(ti),其粒度越小,比(bi)表面積則越大,燃(ran)燒(shao)擴散(san)就(jiu)越快。如果這(zhe)種固(gu)體(ti)(ti)(ti)的(de)粒度很(hen)細。以至可懸浮(fu)起來(lai),一(yi)旦有(you)點(dian)火源使(shi)之引燃(ran),則可在(zai)(zai)極短(duan)的(de)時(shi)間內釋放出大量(liang)(liang)的(de)能量(liang)(liang)。這(zhe)些能量(liang)(liang)來(lai)不及(ji)散(san)逸(yi)到(dao)(dao)周圍(wei)環境中去,致使(shi)該空間內氣(qi)體(ti)(ti)(ti)受到(dao)(dao)加熱(re)并絕熱(re)膨脹,而另一(yi)方面粉(fen)體(ti)(ti)(ti)燃(ran)燒(shao)時(shi)產(chan)生大量(liang)(liang)的(de)氣(qi)體(ti)(ti)(ti),會使(shi)體(ti)(ti)(ti)系形成局部(bu)高(gao)壓(ya),以致產(chan)生爆(bao)炸及(ji)傳(chuan)播,這(zhe)就(jiu)是通常稱作的(de)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸。
(4)粉塵爆炸與(yu)燃(ran)(ran)燒(shao)的區別(bie)大塊的固體可(ke)燃(ran)(ran)物的燃(ran)(ran)燒(shao)是以近于平行層向內部推進,例如煤的燃(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)燒(shao)能量(liang)的釋放比(bi)較(jiao)緩慢。所產生的熱(re)量(liang)和氣體可(ke)以迅速(su)逸散。可(ke)燃(ran)(ran)性粉塵的堆狀燃(ran)(ran)燒(shao),在(zai)通風良好(hao)的情況下(xia)形(xing)成明(ming)火燃(ran)(ran)燒(shao),而(er)在(zai)通風不好(hao)的情況下(xia)。可(ke)形(xing)成無煙或(huo)焰的隱燃(ran)(ran)。
可(ke)燃粉塵燃燒時有幾個(ge)階段:一階段,表面(mian)粉也被加熱;第二階段,表面(mian)層氣化,溢出揮(hui)發分(fen);第三階段,揮(hui)發分(fen)發生氣相燃燒。
超細(xi)粉(fen)體發生爆(bao)炸(zha)也是(shi)一個較(jiao)為復(fu)雜的過程(cheng),由于(yu)粉(fen)塵(chen)云(yun)的尺度一般較(jiao)小,而火(huo)焰傳(chuan)播速度較(jiao)快,每(mei)秒幾百米,因(yin)此(ci)在(zai)粉(fen)塵(chen)中心(xin)發生火(huo)源(yuan)點火(huo),在(zai)不到(dao)0.1s的時間內就(jiu)可燃遍整個粉(fen)塵(chen)云(yun)。在(zai)此(ci)過程(cheng)中,如果粉(fen)塵(chen)已燃盡(jin),則會生成較(jiao)高的壓強;若未燃盡(jin),則生成較(jiao)低的壓強。可燃粒子是(shi)否(fou)能燃完,取決于(yu)粒子的尺寸和(he)燃燒深(shen)度。
(5)可(ke)(ke)燃(ran)粉塵分類(lei)粉體按其(qi)可(ke)(ke)燃(ran)性可(ke)(ke)劃(hua)分為(wei)兩類(lei):一(yi)類(lei)為(wei)可(ke)(ke)燃(ran);一(yi)類(lei)為(wei)非可(ke)(ke)燃(ran)。可(ke)(ke)燃(ran)粉體的分類(lei)方法和標準在不(bu)(bu)同的國家有所不(bu)(bu)同。
美國(guo)(guo)將可(ke)燃粉(fen)(fen)體(ti)劃為(wei)(wei)Ⅱ級(ji)危險品,同時又(you)將其(qi)中的(de)(de)金(jin)屬粉(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)塵、谷物(wu)粉(fen)(fen)塵列入不(bu)同的(de)(de)組。美國(guo)(guo)制(zhi)定的(de)(de)分(fen)類方(fang)法(fa)是按(an)被(bei)測粉(fen)(fen)體(ti)在標(biao)準試驗裝置(zhi)內發生粉(fen)(fen)塵爆炸時所得升壓(ya)速度來進(jin)行分(fen)類,并劃分(fen)為(wei)(wei)三(san)個等(deng)級(ji)。我(wo)國(guo)(guo)目前(qian)尚未見到關于可(ke)燃粉(fen)(fen)塵分(fen)類的(de)(de)現成標(biao)準。
2、粉塵濃(nong)度和(he)顆(ke)粒對爆炸的影響(xiang)
(1)粉塵(chen)(chen)濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)可(ke)燃粉塵(chen)(chen)爆炸(zha)也存(cun)在粉塵(chen)(chen)濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)的上(shang)下限(xian)(xian)(xian)。該值(zhi)(zhi)受(shou)點火能量、氧濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)、粉體粒度(du)、粉體品種(zhong)(zhong)、水分等多種(zhong)(zhong)因素的影響。采用簡化(hua)公式(shi),可(ke)估算出爆炸(zha)極(ji)限(xian)(xian)(xian),一般而言(yan)粉塵(chen)(chen)爆炸(zha)下限(xian)(xian)(xian)濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)為(wei)20~60g/m3,上(shang)限(xian)(xian)(xian)介(jie)于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)(xian)(xian)受(shou)到(dao)多種(zhong)(zhong)因素的影響,其值(zhi)(zhi)不如下限(xian)(xian)(xian)易(yi)確定,通常(chang)也不易(yi)達到(dao)上(shang)限(xian)(xian)(xian)的濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)。所以,下限(xian)(xian)(xian)值(zhi)(zhi)更(geng)(geng)重(zhong)要(yao)、更(geng)(geng)有用。
從物理意義上講(jiang),粉(fen)塵濃(nong)度(du)上下限(xian)值(zhi)(zhi)反映了粒(li)(li)子(zi)間距離(li)對粒(li)(li)子(zi)燃燒(shao)火(huo)焰(yan)傳播(bo)的影響,若(ruo)粒(li)(li)子(zi)間距離(li)達到使燃燒(shao)火(huo)焰(yan)不(bu)能延伸至相鄰粒(li)(li)子(zi)時,則燃燒(shao)就(jiu)(jiu)不(bu)能繼續進行(傳播(bo)),爆(bao)炸(zha)也就(jiu)(jiu)不(bu)會發生(sheng);此(ci)時粉(fen)塵濃(nong)度(du)即低于爆(bao)炸(zha)的下限(xian)濃(nong)度(du)值(zhi)(zhi)。若(ruo)粒(li)(li)子(zi)間的距離(li)過小,粒(li)(li)子(zi)間氧不(bu)足以提供充(chong)分(fen)燃燒(shao)條件,也就(jiu)(jiu)不(bu)能形成爆(bao)炸(zha),此(ci)時粒(li)(li)子(zi)濃(nong)度(du)即高(gao)于上限(xian)值(zhi)(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體粒度可燃物粉(fen)(fen)(fen)(fen)體顆粒大于400um時,所(suo)形(xing)成的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵云不再具(ju)有(you)(you)可爆(bao)性(xing)。但對于超細(xi)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體當其(qi)粒度在10um以下時則(ze)具(ju)有(you)(you)較大的(de)(de)危險性(xing)。應引起注(zhu)意(yi)的(de)(de)是,有(you)(you)時即使粉(fen)(fen)(fen)(fen)體的(de)(de)平(ping)均粒度大于400um,但其(qi)中往往也含有(you)(you)較細(xi)的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體,這少(shao)部(bu)分的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體也具(ju)備(bei)爆(bao)炸性(xing)。
雖然粉(fen)體(ti)的(de)(de)(de)粒度對爆炸性(xing)(xing)能影響的(de)(de)(de)規律性(xing)(xing)并不強(qiang),但(dan)粉(fen)體(ti)的(de)(de)(de)尺寸越小,其(qi)比(bi)表面就越大(da),燃(ran)燒(shao)(shao)就越快(kuai),壓強(qiang)升高速度隨之(zhi)呈線性(xing)(xing)增(zeng)加。在一定(ding)條件下大(da)壓強(qiang)變化不大(da),因為這是取決(jue)于燃(ran)燒(shao)(shao)時發出的(de)(de)(de)總能量,而(er)與釋放能量的(de)(de)(de)速度并無明顯的(de)(de)(de)關(guan)系(xi)。