粉塵(chen)(chen)爆炸就是(shi)懸(xuan)浮物于(yu)空氣(qi)中(zhong)的(de)粉塵(chen)(chen)顆粒與空氣(qi)中(zhong)的(de)氧氣(qi)充(chong)分接觸,在特(te)定條件下(xia)瞬時(shi)完成的(de)氧化反(fan)應(ying),反(fan)應(ying)中(zhong)放出大量熱量,進而(er)產生高溫、高壓的(de)現象。任(ren)何粉塵(chen)(chen)爆炸都必須具備這樣三個條件:點火源;可燃細粉塵(chen)(chen);粉塵(chen)(chen)懸(xuan)浮于(yu)空氣(qi)中(zhong)且達到爆炸濃度極限范圍(wei)。
防爆(bao)袋式(shi)除塵器如何防止粉塵爆(bao)炸
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)要(yao)比可燃(ran)物質及可燃(ran)氣(qi)體復雜一(yi)般(ban)地,可燃(ran)粉(fen)塵(chen)(chen)懸浮于空氣(qi)中形成(cheng)在(zai)爆炸(zha)濃度范圍內的粉(fen)塵(chen)(chen)云,在(zai)點火源(yuan)作用(yong)下,與點火源(yuan)接觸的部(bu)分粉(fen)塵(chen)(chen)首先(xian)被(bei)點燃(ran)并形成(cheng)一(yi)個小(xiao)火球。在(zai)這個小(xiao)火球燃(ran)燒(shao)放出的熱量作用(yong)下,使得周(zhou)圍臨(lin)近粉(fen)塵(chen)(chen)被(bei)加熱、溫度升(sheng)高、著火燃(ran)燒(shao)現象產生,這樣(yang)火球就將迅(xun)速擴大而形成(cheng)粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)。
粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)難易(yi)(yi)程(cheng)度和劇(ju)烈程(cheng)度與(yu)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)的(de)物(wu)理、化學性質以(yi)及周圍空(kong)(kong)氣條件密切相關。一般地,燃(ran)燒熱越大(da)(da)、顆粒越細(xi),活(huo)性越高的(de)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen),發(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)危險(xian)性越大(da)(da);輕的(de)懸浮(fu)物(wu)可燃(ran)物(wu)質的(de)爆(bao)炸(zha)(zha)危險(xian)性較大(da)(da);空(kong)(kong)氣中氧氣含量高時,粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)易(yi)(yi)被燃(ran)點,爆(bao)炸(zha)(zha)也較為劇(ju)烈。由于水分具有抑制爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)作用(yong),所以(yi)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)和氣體越干燥,則發(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)危險(xian)性越大(da)(da)。
(2)粉(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生之后(hou),往(wang)(wang)往(wang)(wang)會(hui)產(chan)生二次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是(shi)(shi)由于在一次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)時(shi),有不(bu)少粉(fen)(fen)塵沉(chen)(chen)積在一起(qi),其濃度超過了粉(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的(de)上限濃度值而不(bu)能(neng)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是(shi)(shi),當一次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成的(de)沖擊(ji)波或氣(qi)浪將沉(chen)(chen)積粉(fen)(fen)塵重新揚(yang)起(qi)時(shi),在空中與空氣(qi)混合,濃度在粉(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內,就可(ke)能(neng)緊接著(zhu)產(chan)生二次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成的(de)災害往(wang)(wang)往(wang)(wang)比一次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴(yan)重得多。
國(guo)內某(mou)鋁品生(sheng)產廠1963年發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)塵爆(bao)(bao)炸事故(gu)的(de)(de)(de)直接原因是排風機葉(xie)輪與吸(xi)入口端面(mian)摩擦起(qi)火引起(qi)的(de)(de)(de)。風機吸(xi)入口處的(de)(de)(de)蝦(xia)米彎及褲(ku)衩三通氣流不暢,容易(yi)積塵。特(te)別是停機時更容易(yi)滯留粉(fen)(fen)塵,一旦啟動,沉積的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵被揚起(qi),很(hen)快達到(dao)爆(bao)(bao)炸下限,引起(qi)粉(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)炸。
(3)粉(fen)(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)的(de)(de)機理可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵在空氣(qi)中燃(ran)燒(shao)(shao)時會釋放出(chu)能(neng)(neng)量(liang)(liang),井(jing)產(chan)生大量(liang)(liang)氣(qi)體(ti)(ti),而釋放出(chu)能(neng)(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)快(kuai)慢(man)即燃(ran)燒(shao)(shao)速(su)度(du)的(de)(de)大小與(yu)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)暴露在空氣(qi)中的(de)(de)面(mian)積有(you)關。因此,對(dui)于(yu)同一(yi)種固體(ti)(ti)物(wu)質的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti),其粒度(du)越小,比表面(mian)積則越大,燃(ran)燒(shao)(shao)擴(kuo)散就越快(kuai)。如果這種固體(ti)(ti)的(de)(de)粒度(du)很細。以(yi)至可(ke)懸浮(fu)起(qi)來,一(yi)旦有(you)點火(huo)源使(shi)之引燃(ran),則可(ke)在極短的(de)(de)時間(jian)內釋放出(chu)大量(liang)(liang)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。這些能(neng)(neng)量(liang)(liang)來不及散逸(yi)到(dao)(dao)周圍環境(jing)中去,致使(shi)該空間(jian)內氣(qi)體(ti)(ti)受到(dao)(dao)加(jia)熱并絕熱膨脹,而另(ling)一(yi)方面(mian)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)燃(ran)燒(shao)(shao)時產(chan)生大量(liang)(liang)的(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti),會使(shi)體(ti)(ti)系形成局部(bu)高壓,以(yi)致產(chan)生爆(bao)炸(zha)及傳(chuan)播,這就是通常稱作的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)。
(4)粉塵爆(bao)炸(zha)與燃(ran)燒的(de)(de)區(qu)別大塊的(de)(de)固體可燃(ran)物的(de)(de)燃(ran)燒是(shi)以近于平行層向內部推進,例如煤(mei)的(de)(de)燃(ran)燒等。這(zhe)種燃(ran)燒能量的(de)(de)釋放比較緩慢。所產生的(de)(de)熱量和氣體可以迅速逸(yi)散。可燃(ran)性粉塵的(de)(de)堆狀燃(ran)燒,在(zai)通(tong)風良好的(de)(de)情況下形成(cheng)明火燃(ran)燒,而在(zai)通(tong)風不好的(de)(de)情況下。可形成(cheng)無(wu)煙或焰(yan)的(de)(de)隱燃(ran)。
可燃粉(fen)塵(chen)燃燒時有幾個階段(duan):一階段(duan),表面(mian)粉(fen)也被加熱;第二(er)階段(duan),表面(mian)層氣化,溢出(chu)揮(hui)發(fa)(fa)分;第三階段(duan),揮(hui)發(fa)(fa)分發(fa)(fa)生氣相燃燒。
超(chao)細粉(fen)體發生(sheng)爆炸也是一(yi)個較為(wei)復雜的過(guo)程,由(you)于粉(fen)塵(chen)(chen)云的尺度(du)(du)一(yi)般較小,而火(huo)焰傳播速度(du)(du)較快,每秒幾百米,因此在粉(fen)塵(chen)(chen)中心(xin)發生(sheng)火(huo)源點火(huo),在不到0.1s的時間內就可燃(ran)遍整個粉(fen)塵(chen)(chen)云。在此過(guo)程中,如果粉(fen)塵(chen)(chen)已燃(ran)盡,則會生(sheng)成較高的壓強(qiang);若(ruo)未燃(ran)盡,則生(sheng)成較低的壓強(qiang)。可燃(ran)粒子是否能燃(ran)完,取決于粒子的尺寸和(he)燃(ran)燒深度(du)(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(liang)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)粉體的分類(lei)方法和標準(zhun)在不(bu)同的國家(jia)有(you)所不(bu)同。
美國將可燃粉(fen)體劃為(wei)Ⅱ級危險品,同時又將其中的金屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵、谷(gu)物粉(fen)塵列入不同的組。美國制定的分(fen)(fen)類(lei)方(fang)法(fa)是(shi)按(an)被測粉(fen)體在標準試驗裝置內(nei)發生粉(fen)塵爆(bao)炸時所得升壓速度來(lai)進行分(fen)(fen)類(lei),并(bing)劃分(fen)(fen)為(wei)三(san)個等級。我國目前尚未見到關于可燃粉(fen)塵分(fen)(fen)類(lei)的現成標準。
2、粉塵濃度和(he)顆粒對爆炸(zha)的影響
(1)粉(fen)(fen)塵濃(nong)(nong)度可(ke)燃粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)也存(cun)在粉(fen)(fen)塵濃(nong)(nong)度的上(shang)(shang)下(xia)限(xian)(xian)。該值受點火能量、氧濃(nong)(nong)度、粉(fen)(fen)體粒度、粉(fen)(fen)體品種(zhong)、水分(fen)等多(duo)種(zhong)因素的影響(xiang)(xiang)。采用簡化公(gong)式,可(ke)估算出(chu)爆(bao)炸(zha)極限(xian)(xian),一(yi)般(ban)而言(yan)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)下(xia)限(xian)(xian)濃(nong)(nong)度為20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)(xian)受到(dao)多(duo)種(zhong)因素的影響(xiang)(xiang),其(qi)值不如(ru)下(xia)限(xian)(xian)易確(que)定,通常(chang)也不易達(da)到(dao)上(shang)(shang)限(xian)(xian)的濃(nong)(nong)度。所(suo)以,下(xia)限(xian)(xian)值更重(zhong)要、更有(you)用。
從物理意義(yi)上講,粉塵(chen)濃(nong)(nong)度(du)(du)上下限值反映了粒(li)子(zi)(zi)間(jian)距離對粒(li)子(zi)(zi)燃燒火焰傳播的影響(xiang),若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)距離達到使燃燒火焰不能延伸至(zhi)相鄰粒(li)子(zi)(zi)時(shi),則燃燒就不能繼續進行(xing)(傳播),爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)也就不會發生;此時(shi)粉塵(chen)濃(nong)(nong)度(du)(du)即低(di)于爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的下限濃(nong)(nong)度(du)(du)值。若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)的距離過小,粒(li)子(zi)(zi)間(jian)氧不足以(yi)提(ti)供(gong)充(chong)分燃燒條(tiao)件,也就不能形成爆(bao)(bao)炸(zha)(zha),此時(shi)粒(li)子(zi)(zi)濃(nong)(nong)度(du)(du)即高于上限值。
(2)粉(fen)體粒(li)(li)度可(ke)燃物粉(fen)體顆(ke)粒(li)(li)大于(yu)400um時(shi),所形成的(de)(de)粉(fen)塵云(yun)不再(zai)具有(you)可(ke)爆(bao)性。但(dan)對于(yu)超細粉(fen)體當(dang)其粒(li)(li)度在(zai)10um以下(xia)時(shi)則具有(you)較大的(de)(de)危險性。應引起(qi)注意的(de)(de)是,有(you)時(shi)即使(shi)粉(fen)體的(de)(de)平(ping)均(jun)粒(li)(li)度大于(yu)400um,但(dan)其中往往也(ye)含有(you)較細的(de)(de)粉(fen)體,這少部分的(de)(de)粉(fen)體也(ye)具備爆(bao)炸性。
雖然(ran)粉體的粒(li)度(du)(du)對爆炸(zha)性(xing)能影響(xiang)的規律(lv)性(xing)并不強,但粉體的尺寸越(yue)小,其比表面就(jiu)越(yue)大,燃(ran)燒(shao)就(jiu)越(yue)快,壓強升高速(su)度(du)(du)隨之呈(cheng)線性(xing)增(zeng)加。在一定條件下(xia)大壓強變化不大,因為這是取決(jue)于(yu)燃(ran)燒(shao)時發(fa)出的總能量,而與釋(shi)放能量的速(su)度(du)(du)并無明(ming)顯的關系(xi)。