粉(fen)塵爆炸(zha)就是懸(xuan)浮物于空氣中的(de)粉(fen)塵顆粒與空氣中的(de)氧(yang)氣充分接觸,在(zai)特定條件下(xia)瞬時完成的(de)氧(yang)化(hua)反(fan)(fan)應,反(fan)(fan)應中放(fang)出(chu)大量熱量,進而產生高溫、高壓(ya)的(de)現(xian)象(xiang)。任何(he)粉(fen)塵爆炸(zha)都(dou)必須具備這樣三個條件:點(dian)火源;可燃細粉(fen)塵;粉(fen)塵懸(xuan)浮于空氣中且達到爆炸(zha)濃度(du)極限范圍。
防爆袋式除(chu)塵器如何防止粉(fen)塵爆炸
1、粉塵爆炸的特(te)點
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸要(yao)比可(ke)燃物質及可(ke)燃氣體復(fu)雜(za)一般地,可(ke)燃粉(fen)(fen)塵(chen)懸浮于空氣中(zhong)形成(cheng)在(zai)(zai)爆(bao)(bao)炸濃度范圍(wei)內的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)云,在(zai)(zai)點(dian)火源作用下,與(yu)點(dian)火源接觸的(de)(de)部分粉(fen)(fen)塵(chen)首先被點(dian)燃并形成(cheng)一個小(xiao)火球(qiu)。在(zai)(zai)這個小(xiao)火球(qiu)燃燒(shao)放(fang)出的(de)(de)熱量作用下,使(shi)得周(zhou)圍(wei)臨近粉(fen)(fen)塵(chen)被加熱、溫度升高、著(zhu)火燃燒(shao)現象產生,這樣(yang)火球(qiu)就將迅速擴大而形成(cheng)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸。
粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)(de)難易(yi)程(cheng)度(du)和劇烈程(cheng)度(du)與粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)(de)(de)(de)物理、化學性(xing)(xing)質(zhi)以(yi)(yi)及周圍空氣(qi)(qi)條件密切相關。一(yi)般(ban)地,燃(ran)燒熱越(yue)大、顆粒越(yue)細,活性(xing)(xing)越(yue)高(gao)的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen),發生爆(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)越(yue)大;輕的(de)(de)(de)(de)懸浮物可燃(ran)物質(zhi)的(de)(de)(de)(de)爆(bao)(bao)炸危險性(xing)(xing)較(jiao)大;空氣(qi)(qi)中氧氣(qi)(qi)含(han)量高(gao)時,粉(fen)(fen)塵(chen)易(yi)被(bei)燃(ran)點,爆(bao)(bao)炸也較(jiao)為劇烈。由于(yu)水(shui)分具有抑制爆(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)(de)作用,所以(yi)(yi)粉(fen)(fen)塵(chen)和氣(qi)(qi)體越(yue)干燥,則發生爆(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)越(yue)大。
(2)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸發生之后(hou),往(wang)(wang)往(wang)(wang)會產(chan)(chan)生二(er)(er)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸這(zhe)是(shi)由于(yu)在(zai)一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸時,有不(bu)少粉(fen)塵(chen)(chen)沉(chen)積在(zai)一(yi)起,其(qi)濃度超過(guo)了粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸的上限濃度值(zhi)而不(bu)能爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸。但(dan)是(shi),當一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸形成(cheng)的沖擊波或氣(qi)浪將沉(chen)積粉(fen)塵(chen)(chen)重(zhong)新揚(yang)起時,在(zai)空中與空氣(qi)混合,濃度在(zai)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸范圍內,就(jiu)可能緊接著(zhu)產(chan)(chan)生二(er)(er)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸。第二(er)(er)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸所造(zao)成(cheng)的災害往(wang)(wang)往(wang)(wang)比一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸要嚴重(zhong)得多。
國內某鋁(lv)品生(sheng)產(chan)廠1963年發生(sheng)的(de)塵(chen)(chen)爆炸(zha)(zha)事(shi)故的(de)直接原因是排風(feng)機(ji)葉輪與吸(xi)入(ru)口端面摩擦(ca)起火引起的(de)。風(feng)機(ji)吸(xi)入(ru)口處的(de)蝦(xia)米彎及褲衩三(san)通氣流不暢,容(rong)易積塵(chen)(chen)。特別是停機(ji)時更容(rong)易滯留粉(fen)塵(chen)(chen),一(yi)旦啟動(dong),沉積的(de)粉(fen)塵(chen)(chen)被揚起,很快達(da)到(dao)爆炸(zha)(zha)下限,引起粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)(zha)。
(3)粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)的機理可(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)塵在空(kong)氣(qi)中燃(ran)(ran)燒時會釋(shi)放(fang)出能(neng)量(liang)(liang)(liang),井(jing)產(chan)生(sheng)大量(liang)(liang)(liang)氣(qi)體(ti),而釋(shi)放(fang)出能(neng)量(liang)(liang)(liang)的快慢即燃(ran)(ran)燒速度的大小與(yu)粉(fen)體(ti)暴露在空(kong)氣(qi)中的面積有(you)關(guan)。因此(ci),對(dui)于同一(yi)種(zhong)(zhong)固體(ti)物質的粉(fen)體(ti),其粒度越(yue)小,比表面積則越(yue)大,燃(ran)(ran)燒擴(kuo)散就越(yue)快。如果這種(zhong)(zhong)固體(ti)的粒度很細。以(yi)至可(ke)懸浮起(qi)來,一(yi)旦(dan)有(you)點火源(yuan)使之引(yin)燃(ran)(ran),則可(ke)在極短的時間內釋(shi)放(fang)出大量(liang)(liang)(liang)的能(neng)量(liang)(liang)(liang)。這些能(neng)量(liang)(liang)(liang)來不及散逸到(dao)周圍環境中去,致使該空(kong)間內氣(qi)體(ti)受到(dao)加熱并絕熱膨(peng)脹,而另一(yi)方(fang)面粉(fen)體(ti)燃(ran)(ran)燒時產(chan)生(sheng)大量(liang)(liang)(liang)的氣(qi)體(ti),會使體(ti)系形成局部高壓(ya),以(yi)致產(chan)生(sheng)爆(bao)炸(zha)及傳播,這就是通(tong)常稱作的粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)。
(4)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸與燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)區別(bie)大塊的(de)(de)固體可燃(ran)(ran)(ran)物的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以(yi)(yi)近(jin)于平(ping)行層向內部(bu)推進,例(li)如煤的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)等。這(zhe)種(zhong)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量的(de)(de)釋放比較緩(huan)慢。所產生的(de)(de)熱量和氣體可以(yi)(yi)迅速逸散。可燃(ran)(ran)(ran)性(xing)粉(fen)塵(chen)的(de)(de)堆狀燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),在通(tong)風良(liang)好的(de)(de)情(qing)況下(xia)形成(cheng)明火燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在通(tong)風不(bu)好的(de)(de)情(qing)況下(xia)。可形成(cheng)無煙或焰的(de)(de)隱(yin)燃(ran)(ran)(ran)。
可燃(ran)粉塵燃(ran)燒時有(you)幾個(ge)階段(duan)(duan):一階段(duan)(duan),表(biao)面(mian)(mian)粉也被加(jia)熱;第(di)二階段(duan)(duan),表(biao)面(mian)(mian)層氣化,溢出揮(hui)發(fa)(fa)分(fen);第(di)三階段(duan)(duan),揮(hui)發(fa)(fa)分(fen)發(fa)(fa)生氣相(xiang)燃(ran)燒。
超細(xi)粉(fen)(fen)體發生(sheng)(sheng)(sheng)爆炸也是一個(ge)(ge)較(jiao)(jiao)為復雜的(de)過(guo)程(cheng),由(you)于粉(fen)(fen)塵(chen)云的(de)尺度一般較(jiao)(jiao)小,而火(huo)焰傳(chuan)播速(su)度較(jiao)(jiao)快,每(mei)秒幾百米,因此(ci)在粉(fen)(fen)塵(chen)中(zhong)心發生(sheng)(sheng)(sheng)火(huo)源(yuan)點火(huo),在不到0.1s的(de)時間內就可燃(ran)遍(bian)整個(ge)(ge)粉(fen)(fen)塵(chen)云。在此(ci)過(guo)程(cheng)中(zhong),如果粉(fen)(fen)塵(chen)已燃(ran)盡,則會生(sheng)(sheng)(sheng)成較(jiao)(jiao)高的(de)壓強;若未燃(ran)盡,則生(sheng)(sheng)(sheng)成較(jiao)(jiao)低(di)的(de)壓強。可燃(ran)粒子(zi)是否能燃(ran)完,取決于粒子(zi)的(de)尺寸和燃(ran)燒深度。
(5)可(ke)(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)塵(chen)分類(lei)(lei)粉(fen)體(ti)按(an)其可(ke)(ke)(ke)燃(ran)性可(ke)(ke)(ke)劃(hua)分為(wei)兩類(lei)(lei):一類(lei)(lei)為(wei)可(ke)(ke)(ke)燃(ran);一類(lei)(lei)為(wei)非可(ke)(ke)(ke)燃(ran)。可(ke)(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)體(ti)的分類(lei)(lei)方法和標準(zhun)在不同的國家有所不同。
美國將(jiang)可燃(ran)粉(fen)體(ti)劃(hua)為Ⅱ級(ji)危險品,同時(shi)又(you)將(jiang)其中的金(jin)屬(shu)粉(fen)、含碳粉(fen)塵、谷物粉(fen)塵列入不(bu)同的組。美國制定(ding)的分類方法(fa)是按(an)被測粉(fen)體(ti)在標(biao)準(zhun)試驗(yan)裝置內發生(sheng)粉(fen)塵爆炸(zha)時(shi)所得升壓速度來進行(xing)分類,并劃(hua)分為三(san)個等級(ji)。我國目(mu)前尚(shang)未(wei)見到(dao)關于可燃(ran)粉(fen)塵分類的現(xian)成(cheng)標(biao)準(zhun)。
2、粉塵濃度和顆粒對爆(bao)炸的影響
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)濃(nong)(nong)度可燃粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸也存在粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)濃(nong)(nong)度的(de)上下限。該值受點火能量、氧(yang)濃(nong)(nong)度、粉(fen)(fen)體粒(li)度、粉(fen)(fen)體品種、水分等多(duo)種因(yin)素的(de)影(ying)響。采用簡化公式,可估算出爆炸極限,一般而(er)言粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸下限濃(nong)(nong)度為(wei)20~60g/m3,上限介于2~6kg/m3。上限受到多(duo)種因(yin)素的(de)影(ying)響,其值不(bu)如下限易確定,通常(chang)也不(bu)易達(da)到上限的(de)濃(nong)(nong)度。所以(yi),下限值更重要、更有用。
從(cong)物(wu)理意義上(shang)講,粉塵濃度上(shang)下限(xian)值(zhi)反映了(le)粒(li)(li)子(zi)間距(ju)離對(dui)粒(li)(li)子(zi)燃燒火(huo)焰(yan)傳播(bo)的影響(xiang),若粒(li)(li)子(zi)間距(ju)離達到使燃燒火(huo)焰(yan)不能延伸至相鄰粒(li)(li)子(zi)時,則燃燒就不能繼續進行(xing)(傳播(bo)),爆(bao)炸(zha)也就不會發生;此時粉塵濃度即低于(yu)爆(bao)炸(zha)的下限(xian)濃度值(zhi)。若粒(li)(li)子(zi)間的距(ju)離過小,粒(li)(li)子(zi)間氧不足以提供充(chong)分燃燒條件,也就不能形成(cheng)爆(bao)炸(zha),此時粒(li)(li)子(zi)濃度即高于(yu)上(shang)限(xian)值(zhi)。
(2)粉(fen)體(ti)(ti)粒(li)(li)度可(ke)燃物粉(fen)體(ti)(ti)顆粒(li)(li)大(da)于(yu)400um時(shi),所(suo)形成的粉(fen)塵云不再(zai)具(ju)(ju)有(you)可(ke)爆性(xing)。但對于(yu)超細粉(fen)體(ti)(ti)當其粒(li)(li)度在10um以(yi)下時(shi)則(ze)具(ju)(ju)有(you)較大(da)的危險性(xing)。應引(yin)起注(zhu)意的是,有(you)時(shi)即使(shi)粉(fen)體(ti)(ti)的平均粒(li)(li)度大(da)于(yu)400um,但其中往(wang)往(wang)也含有(you)較細的粉(fen)體(ti)(ti),這少部分的粉(fen)體(ti)(ti)也具(ju)(ju)備(bei)爆炸性(xing)。
雖然(ran)粉體(ti)的(de)粒(li)度(du)對(dui)爆(bao)炸性能(neng)影響的(de)規律性并不(bu)強,但粉體(ti)的(de)尺寸越小,其比(bi)表面(mian)就越大,燃(ran)燒就越快,壓(ya)強升高速度(du)隨之呈線性增加(jia)。在(zai)一(yi)定條件(jian)下大壓(ya)強變化(hua)不(bu)大,因為(wei)這是取決于燃(ran)燒時發出的(de)總(zong)能(neng)量,而與釋放(fang)能(neng)量的(de)速度(du)并無明顯(xian)的(de)關系。