粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)就是懸(xuan)浮(fu)物(wu)于空氣(qi)中的(de)粉塵顆粒與(yu)空氣(qi)中的(de)氧氣(qi)充分接(jie)觸,在特(te)定條件下瞬(shun)時(shi)完成的(de)氧化反應(ying),反應(ying)中放(fang)出大量(liang)熱量(liang),進而產生高(gao)溫(wen)、高(gao)壓的(de)現象。任何粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)都必須具備這樣三個條件:點火源;可(ke)燃細粉塵;粉塵懸(xuan)浮(fu)于空氣(qi)中且達(da)到(dao)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)濃(nong)度極限(xian)范圍。
防(fang)爆袋(dai)式除塵器如何防(fang)止(zhi)粉(fen)塵爆炸
1、粉塵(chen)爆炸的特點
(1)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸要比可(ke)(ke)燃(ran)(ran)物質及(ji)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)氣體復(fu)雜(za)一般(ban)地,可(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)懸浮于空(kong)氣中形成(cheng)在(zai)(zai)爆(bao)炸濃度范圍內的粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)云,在(zai)(zai)點(dian)火(huo)(huo)源(yuan)(yuan)作用下(xia),與點(dian)火(huo)(huo)源(yuan)(yuan)接(jie)觸(chu)的部(bu)分(fen)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)首先被點(dian)燃(ran)(ran)并形成(cheng)一個小火(huo)(huo)球(qiu)。在(zai)(zai)這個小火(huo)(huo)球(qiu)燃(ran)(ran)燒(shao)放出的熱量(liang)作用下(xia),使得周圍臨近(jin)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)被加熱、溫度升高、著(zhu)火(huo)(huo)燃(ran)(ran)燒(shao)現象產(chan)生,這樣火(huo)(huo)球(qiu)就(jiu)將迅速(su)擴大而形成(cheng)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸。
粉塵爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)難易(yi)程(cheng)度(du)和劇烈(lie)程(cheng)度(du)與粉塵的(de)(de)物(wu)理、化學性(xing)質以及周圍空(kong)氣(qi)條件(jian)密切相(xiang)關。一(yi)般地,燃(ran)燒熱越(yue)(yue)大(da)、顆粒越(yue)(yue)細,活(huo)性(xing)越(yue)(yue)高的(de)(de)粉塵,發生爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)危(wei)(wei)險性(xing)越(yue)(yue)大(da);輕的(de)(de)懸浮物(wu)可燃(ran)物(wu)質的(de)(de)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)危(wei)(wei)險性(xing)較(jiao)大(da);空(kong)氣(qi)中(zhong)氧(yang)氣(qi)含量高時,粉塵易(yi)被(bei)燃(ran)點(dian),爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)也較(jiao)為劇烈(lie)。由于水分具有抑制爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)作用,所以粉塵和氣(qi)體越(yue)(yue)干燥,則發生爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)危(wei)(wei)險性(xing)越(yue)(yue)大(da)。
(2)粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)發(fa)生(sheng)之(zhi)后,往(wang)(wang)(wang)往(wang)(wang)(wang)會產生(sheng)二(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)這是由(you)于在(zai)(zai)一次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)時,有不(bu)少(shao)粉(fen)塵(chen)沉積(ji)在(zai)(zai)一起,其濃(nong)度(du)(du)超過了粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)的上限濃(nong)度(du)(du)值而(er)不(bu)能(neng)(neng)爆(bao)(bao)炸(zha)。但是,當一次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)形成(cheng)的沖擊(ji)波或(huo)氣浪將沉積(ji)粉(fen)塵(chen)重新揚(yang)起時,在(zai)(zai)空中與空氣混合,濃(nong)度(du)(du)在(zai)(zai)粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)范(fan)圍內,就可能(neng)(neng)緊接著產生(sheng)二(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)。第二(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)所造成(cheng)的災害往(wang)(wang)(wang)往(wang)(wang)(wang)比一次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)要嚴重得多(duo)。
國內某鋁品生產廠1963年發生的(de)(de)塵(chen)爆(bao)炸(zha)事故(gu)的(de)(de)直接原(yuan)因(yin)是(shi)排(pai)風(feng)機(ji)葉(xie)輪與吸(xi)入口端面摩擦起(qi)火引起(qi)的(de)(de)。風(feng)機(ji)吸(xi)入口處的(de)(de)蝦米彎及褲衩三通氣流不(bu)暢,容(rong)易積(ji)塵(chen)。特別是(shi)停機(ji)時(shi)更容(rong)易滯留粉塵(chen),一旦啟動,沉積(ji)的(de)(de)粉塵(chen)被揚(yang)起(qi),很快(kuai)達(da)到爆(bao)炸(zha)下(xia)限,引起(qi)粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
(3)粉(fen)塵爆炸的(de)(de)機(ji)理可燃(ran)粉(fen)塵在(zai)(zai)空氣(qi)中燃(ran)燒時(shi)會釋放(fang)出(chu)(chu)能(neng)量,井產生(sheng)大量氣(qi)體(ti),而釋放(fang)出(chu)(chu)能(neng)量的(de)(de)快(kuai)慢即燃(ran)燒速度的(de)(de)大小(xiao)與粉(fen)體(ti)暴露在(zai)(zai)空氣(qi)中的(de)(de)面(mian)積有關(guan)。因此,對于同一種固(gu)體(ti)物質的(de)(de)粉(fen)體(ti),其粒度越小(xiao),比表(biao)面(mian)積則越大,燃(ran)燒擴散就越快(kuai)。如(ru)果這種固(gu)體(ti)的(de)(de)粒度很(hen)細(xi)。以至可懸浮起來(lai),一旦(dan)有點火(huo)源使之(zhi)引(yin)燃(ran),則可在(zai)(zai)極短的(de)(de)時(shi)間(jian)內(nei)釋放(fang)出(chu)(chu)大量的(de)(de)能(neng)量。這些能(neng)量來(lai)不(bu)及(ji)散逸到周圍(wei)環境中去,致使該空間(jian)內(nei)氣(qi)體(ti)受到加熱并(bing)絕(jue)熱膨脹,而另(ling)一方面(mian)粉(fen)體(ti)燃(ran)燒時(shi)產生(sheng)大量的(de)(de)氣(qi)體(ti),會使體(ti)系(xi)形(xing)成(cheng)局(ju)部高壓,以致產生(sheng)爆炸及(ji)傳播(bo),這就是通常(chang)稱作的(de)(de)粉(fen)塵爆炸。
(4)粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)與燃(ran)(ran)燒(shao)的(de)(de)區別大塊的(de)(de)固(gu)體可燃(ran)(ran)物的(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)是(shi)以近于平行層向(xiang)內部(bu)推進,例如煤的(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)燒(shao)能(neng)量的(de)(de)釋放比較緩慢。所產生的(de)(de)熱(re)量和(he)氣體可以迅速逸散。可燃(ran)(ran)性粉(fen)塵的(de)(de)堆(dui)狀燃(ran)(ran)燒(shao),在(zai)通風良好(hao)的(de)(de)情況下形(xing)成明(ming)火燃(ran)(ran)燒(shao),而在(zai)通風不好(hao)的(de)(de)情況下。可形(xing)成無煙(yan)或焰的(de)(de)隱(yin)燃(ran)(ran)。
可(ke)燃粉塵燃燒時(shi)有幾個階(jie)段(duan)(duan):一階(jie)段(duan)(duan),表(biao)面粉也被加熱;第(di)二(er)階(jie)段(duan)(duan),表(biao)面層氣化,溢出(chu)揮(hui)發(fa)分(fen);第(di)三(san)階(jie)段(duan)(duan),揮(hui)發(fa)分(fen)發(fa)生氣相燃燒。
超細(xi)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)發生爆炸也是(shi)(shi)一個較(jiao)為復雜的過程,由于粉(fen)(fen)(fen)塵云的尺(chi)度(du)一般較(jiao)小(xiao),而(er)火焰傳播速度(du)較(jiao)快(kuai),每秒(miao)幾百米(mi),因此在(zai)粉(fen)(fen)(fen)塵中心發生火源(yuan)點火,在(zai)不到0.1s的時間(jian)內(nei)就(jiu)可(ke)燃(ran)(ran)(ran)遍整個粉(fen)(fen)(fen)塵云。在(zai)此過程中,如果(guo)粉(fen)(fen)(fen)塵已燃(ran)(ran)(ran)盡,則(ze)會生成較(jiao)高的壓(ya)強;若(ruo)未(wei)燃(ran)(ran)(ran)盡,則(ze)生成較(jiao)低的壓(ya)強。可(ke)燃(ran)(ran)(ran)粒子是(shi)(shi)否能燃(ran)(ran)(ran)完,取決于粒子的尺(chi)寸(cun)和燃(ran)(ran)(ran)燒深度(du)。
(5)可(ke)(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵分類粉(fen)(fen)體按(an)其可(ke)(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)性可(ke)(ke)(ke)(ke)劃分為(wei)兩類:一類為(wei)可(ke)(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran);一類為(wei)非(fei)可(ke)(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)。可(ke)(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)體的(de)分類方法和標準在(zai)不同的(de)國家(jia)有所不同。
美國(guo)將可燃(ran)粉(fen)體劃(hua)為Ⅱ級(ji)危險品,同時又將其中的金屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵、谷物粉(fen)塵列入不同的組。美國(guo)制定的分(fen)(fen)類(lei)方法是按被測粉(fen)體在標準試驗裝置(zhi)內(nei)發生粉(fen)塵爆炸時所得(de)升壓速度來進行分(fen)(fen)類(lei),并劃(hua)分(fen)(fen)為三個(ge)等級(ji)。我國(guo)目前尚未見到(dao)關(guan)于可燃(ran)粉(fen)塵分(fen)(fen)類(lei)的現成標準。
2、粉塵(chen)濃度和顆粒對爆(bao)炸的影響
(1)粉(fen)(fen)塵濃(nong)度(du)(du)可(ke)燃粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸也存(cun)在粉(fen)(fen)塵濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)上(shang)下限(xian)。該值受點(dian)火能量(liang)、氧(yang)濃(nong)度(du)(du)、粉(fen)(fen)體粒(li)度(du)(du)、粉(fen)(fen)體品種、水分等多種因素的(de)(de)影響。采用簡化公式,可(ke)估(gu)算出爆(bao)炸極限(xian),一般而言粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸下限(xian)濃(nong)度(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)介(jie)于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)受到多種因素的(de)(de)影響,其值不如下限(xian)易(yi)確定(ding),通常也不易(yi)達到上(shang)限(xian)的(de)(de)濃(nong)度(du)(du)。所(suo)以,下限(xian)值更(geng)重要(yao)、更(geng)有用。
從物理(li)意義上講,粉(fen)塵濃度上下限值反映了粒子(zi)間(jian)距(ju)離(li)(li)對粒子(zi)燃(ran)燒火焰(yan)傳播的(de)影響,若粒子(zi)間(jian)距(ju)離(li)(li)達到使燃(ran)燒火焰(yan)不能延伸至相鄰粒子(zi)時(shi),則燃(ran)燒就(jiu)不能繼續進行(傳播),爆(bao)炸也就(jiu)不會(hui)發生(sheng);此(ci)時(shi)粉(fen)塵濃度即低(di)于(yu)爆(bao)炸的(de)下限濃度值。若粒子(zi)間(jian)的(de)距(ju)離(li)(li)過(guo)小,粒子(zi)間(jian)氧(yang)不足以(yi)提供(gong)充(chong)分燃(ran)燒條件,也就(jiu)不能形成爆(bao)炸,此(ci)時(shi)粒子(zi)濃度即高于(yu)上限值。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)粒(li)度(du)(du)(du)可(ke)燃物粉(fen)(fen)體(ti)(ti)顆粒(li)大(da)(da)于(yu)400um時(shi),所形(xing)成的(de)粉(fen)(fen)塵云不再(zai)具(ju)有(you)可(ke)爆性。但(dan)(dan)對于(yu)超細(xi)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)當其粒(li)度(du)(du)(du)在10um以下(xia)時(shi)則具(ju)有(you)較大(da)(da)的(de)危(wei)險性。應引起(qi)注(zhu)意的(de)是,有(you)時(shi)即使粉(fen)(fen)體(ti)(ti)的(de)平(ping)均粒(li)度(du)(du)(du)大(da)(da)于(yu)400um,但(dan)(dan)其中往(wang)往(wang)也(ye)含有(you)較細(xi)的(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti),這少部分的(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)也(ye)具(ju)備爆炸性。
雖(sui)然粉體的(de)粒度(du)(du)(du)對爆炸(zha)性能(neng)(neng)影響的(de)規律性并不強,但粉體的(de)尺(chi)寸(cun)越小,其(qi)比表面就(jiu)越大(da),燃燒就(jiu)越快,壓強升高速(su)度(du)(du)(du)隨(sui)之呈線性增加(jia)。在一定(ding)條件下大(da)壓強變(bian)化不大(da),因(yin)為這是(shi)取決于(yu)燃燒時(shi)發出的(de)總能(neng)(neng)量(liang),而與釋放能(neng)(neng)量(liang)的(de)速(su)度(du)(du)(du)并無(wu)明顯的(de)關系。