粉塵(chen)(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸就是懸(xuan)浮物于(yu)空氣(qi)中(zhong)的粉塵(chen)(chen)(chen)(chen)顆粒與空氣(qi)中(zhong)的氧氣(qi)充分接觸,在特(te)定(ding)條(tiao)件下瞬時(shi)完成的氧化反(fan)應(ying),反(fan)應(ying)中(zhong)放出大量(liang)熱量(liang),進(jin)而產生(sheng)高(gao)溫、高(gao)壓的現象。任何粉塵(chen)(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸都必須具備這樣三個條(tiao)件:點火源;可燃(ran)細粉塵(chen)(chen)(chen)(chen);粉塵(chen)(chen)(chen)(chen)懸(xuan)浮于(yu)空氣(qi)中(zhong)且達到爆(bao)炸濃(nong)度極限范圍(wei)。
防爆袋式(shi)除塵器如(ru)何(he)防止粉(fen)塵爆炸
1、粉(fen)塵(chen)爆炸的特點
(1)粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)要比可(ke)燃(ran)(ran)物質(zhi)及可(ke)燃(ran)(ran)氣體復(fu)雜一般(ban)地,可(ke)燃(ran)(ran)粉塵(chen)懸浮于空氣中形成(cheng)在(zai)爆(bao)炸(zha)濃度范圍內的(de)(de)粉塵(chen)云,在(zai)點火(huo)源作(zuo)用下,與(yu)點火(huo)源接觸的(de)(de)部分(fen)粉塵(chen)首先被點燃(ran)(ran)并形成(cheng)一個小火(huo)球(qiu)。在(zai)這個小火(huo)球(qiu)燃(ran)(ran)燒放出的(de)(de)熱量作(zuo)用下,使(shi)得周圍臨(lin)近粉塵(chen)被加(jia)熱、溫(wen)度升高、著火(huo)燃(ran)(ran)燒現(xian)象(xiang)產生,這樣火(huo)球(qiu)就將迅(xun)速(su)擴大而形成(cheng)粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
粉塵爆(bao)炸的(de)難易(yi)程(cheng)度和劇烈(lie)程(cheng)度與(yu)粉塵的(de)物理、化(hua)學性(xing)質(zhi)以(yi)(yi)及周圍空氣條件密(mi)切(qie)相關。一(yi)般地(di),燃(ran)燒熱(re)越大(da)、顆粒越細(xi),活(huo)性(xing)越高的(de)粉塵,發生爆(bao)炸的(de)危險性(xing)越大(da);輕的(de)懸浮物可燃(ran)物質(zhi)的(de)爆(bao)炸危險性(xing)較大(da);空氣中氧氣含量高時,粉塵易(yi)被燃(ran)點,爆(bao)炸也較為劇烈(lie)。由于水(shui)分(fen)具(ju)有抑(yi)制(zhi)爆(bao)炸的(de)作用,所以(yi)(yi)粉塵和氣體越干(gan)燥,則(ze)發生爆(bao)炸的(de)危險性(xing)越大(da)。
(2)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)發生之后,往(wang)往(wang)會產生二次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)這是由于(yu)在(zai)一次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)時(shi),有不少粉(fen)塵(chen)(chen)沉積在(zai)一起,其(qi)濃度(du)(du)超過(guo)了粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)上限(xian)濃度(du)(du)值而不能爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)。但是,當(dang)一次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)形成(cheng)的(de)沖擊波或(huo)氣浪將沉積粉(fen)塵(chen)(chen)重新揚起時(shi),在(zai)空中與空氣混(hun)合,濃度(du)(du)在(zai)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)范圍(wei)內(nei),就可能緊(jin)接著產生二次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)。第(di)二次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)所造(zao)成(cheng)的(de)災害往(wang)往(wang)比一次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)要嚴重得多(duo)。
國內某鋁品生產廠1963年發生的塵(chen)爆(bao)炸(zha)事故(gu)的直接原因是(shi)排(pai)風機(ji)葉輪(lun)與(yu)吸(xi)入口端面摩(mo)擦(ca)起(qi)火引起(qi)的。風機(ji)吸(xi)入口處(chu)的蝦米彎及褲衩三通(tong)氣流不暢,容易積塵(chen)。特別是(shi)停(ting)機(ji)時更容易滯留粉(fen)塵(chen),一(yi)旦(dan)啟動,沉積的粉(fen)塵(chen)被(bei)揚(yang)起(qi),很快(kuai)達到(dao)爆(bao)炸(zha)下限,引起(qi)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
(3)粉塵爆(bao)炸(zha)的(de)(de)機理可燃(ran)粉塵在(zai)空氣(qi)中燃(ran)燒時(shi)會釋(shi)放出能(neng)量(liang)(liang),井產生大(da)量(liang)(liang)氣(qi)體(ti)(ti),而釋(shi)放出能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)快(kuai)慢即燃(ran)燒速度的(de)(de)大(da)小與粉體(ti)(ti)暴(bao)露在(zai)空氣(qi)中的(de)(de)面積有(you)關。因此,對(dui)于同一種(zhong)固(gu)體(ti)(ti)物(wu)質的(de)(de)粉體(ti)(ti),其(qi)粒度越(yue)小,比表(biao)面積則越(yue)大(da),燃(ran)燒擴散就(jiu)越(yue)快(kuai)。如果這種(zhong)固(gu)體(ti)(ti)的(de)(de)粒度很細。以(yi)至可懸浮起來(lai),一旦有(you)點火(huo)源(yuan)使(shi)(shi)之引燃(ran),則可在(zai)極(ji)短的(de)(de)時(shi)間內釋(shi)放出大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。這些能(neng)量(liang)(liang)來(lai)不(bu)及(ji)散逸到(dao)周圍環境中去(qu),致(zhi)使(shi)(shi)該(gai)空間內氣(qi)體(ti)(ti)受到(dao)加熱(re)(re)并絕(jue)熱(re)(re)膨脹,而另一方(fang)面粉體(ti)(ti)燃(ran)燒時(shi)產生大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti),會使(shi)(shi)體(ti)(ti)系形(xing)成局部(bu)高(gao)壓,以(yi)致(zhi)產生爆(bao)炸(zha)及(ji)傳(chuan)播(bo),這就(jiu)是通常稱作的(de)(de)粉塵爆(bao)炸(zha)。
(4)粉(fen)(fen)塵爆炸與燃(ran)燒的(de)(de)(de)區別大塊的(de)(de)(de)固體可(ke)燃(ran)物的(de)(de)(de)燃(ran)燒是(shi)以(yi)近于平行層向內部推進,例如(ru)煤的(de)(de)(de)燃(ran)燒等(deng)。這種燃(ran)燒能量的(de)(de)(de)釋放(fang)比(bi)較緩慢。所產生的(de)(de)(de)熱(re)量和氣(qi)體可(ke)以(yi)迅速(su)逸散(san)。可(ke)燃(ran)性粉(fen)(fen)塵的(de)(de)(de)堆狀燃(ran)燒,在(zai)通風(feng)良(liang)好的(de)(de)(de)情況下(xia)形成明火(huo)燃(ran)燒,而(er)在(zai)通風(feng)不好的(de)(de)(de)情況下(xia)。可(ke)形成無(wu)煙或焰(yan)的(de)(de)(de)隱燃(ran)。
可燃粉塵燃燒(shao)時有幾個階(jie)(jie)(jie)段:一階(jie)(jie)(jie)段,表面粉也被加熱;第(di)二階(jie)(jie)(jie)段,表面層氣化(hua),溢出揮發(fa)分;第(di)三階(jie)(jie)(jie)段,揮發(fa)分發(fa)生氣相燃燒(shao)。
超(chao)細粉體發生爆炸(zha)也(ye)是(shi)一個較為(wei)復雜的(de)(de)過程,由于(yu)粉塵(chen)云的(de)(de)尺度一般較小,而火焰(yan)傳播速度較快,每(mei)秒幾百米,因此(ci)在粉塵(chen)中心發生火源點火,在不到0.1s的(de)(de)時間內(nei)就可燃(ran)(ran)遍(bian)整個粉塵(chen)云。在此(ci)過程中,如果粉塵(chen)已燃(ran)(ran)盡,則會生成(cheng)較高的(de)(de)壓強(qiang)(qiang);若未燃(ran)(ran)盡,則生成(cheng)較低的(de)(de)壓強(qiang)(qiang)。可燃(ran)(ran)粒(li)子是(shi)否(fou)能燃(ran)(ran)完,取(qu)決于(yu)粒(li)子的(de)(de)尺寸和燃(ran)(ran)燒深度。
(5)可(ke)(ke)燃粉塵分類粉體按其可(ke)(ke)燃性可(ke)(ke)劃分為(wei)兩類:一類為(wei)可(ke)(ke)燃;一類為(wei)非可(ke)(ke)燃。可(ke)(ke)燃粉體的(de)分類方(fang)法和標(biao)準在不同的(de)國家有所不同。
美國(guo)將(jiang)可(ke)燃(ran)粉(fen)體劃為(wei)Ⅱ級(ji)危險(xian)品,同(tong)時又(you)將(jiang)其中的(de)金(jin)屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵、谷(gu)物粉(fen)塵列入不同(tong)的(de)組。美國(guo)制定的(de)分類方法是按被測粉(fen)體在標準試驗裝(zhuang)置內發生粉(fen)塵爆炸時所得升壓速(su)度來(lai)進行分類,并劃分為(wei)三個(ge)等級(ji)。我(wo)國(guo)目(mu)前尚未見到關(guan)于(yu)可(ke)燃(ran)粉(fen)塵分類的(de)現成標準。
2、粉塵濃度和顆粒對(dui)爆炸的影響
(1)粉塵濃度(du)(du)可燃粉塵爆炸也存在粉塵濃度(du)(du)的上下限(xian)(xian)。該值受點火能量、氧(yang)濃度(du)(du)、粉體(ti)粒度(du)(du)、粉體(ti)品種(zhong)(zhong)、水分等多(duo)種(zhong)(zhong)因(yin)(yin)素的影(ying)響(xiang)。采用簡化公式,可估(gu)算出爆炸極限(xian)(xian),一般(ban)而言粉塵爆炸下限(xian)(xian)濃度(du)(du)為20~60g/m3,上限(xian)(xian)介(jie)于2~6kg/m3。上限(xian)(xian)受到多(duo)種(zhong)(zhong)因(yin)(yin)素的影(ying)響(xiang),其(qi)值不如下限(xian)(xian)易(yi)確定,通常也不易(yi)達到上限(xian)(xian)的濃度(du)(du)。所以(yi),下限(xian)(xian)值更(geng)重要、更(geng)有用。
從(cong)物理意義上講,粉塵濃(nong)(nong)度(du)上下限值反映了粒(li)子(zi)(zi)間(jian)距(ju)離(li)對粒(li)子(zi)(zi)燃燒火焰(yan)傳播的影響,若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)距(ju)離(li)達到使燃燒火焰(yan)不(bu)能(neng)(neng)延伸(shen)至相鄰粒(li)子(zi)(zi)時(shi)(shi),則燃燒就不(bu)能(neng)(neng)繼續進行(xing)(傳播),爆炸(zha)也就不(bu)會發生(sheng);此(ci)時(shi)(shi)粉塵濃(nong)(nong)度(du)即(ji)低(di)于(yu)爆炸(zha)的下限濃(nong)(nong)度(du)值。若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)的距(ju)離(li)過小,粒(li)子(zi)(zi)間(jian)氧(yang)不(bu)足以提供充分燃燒條件,也就不(bu)能(neng)(neng)形成爆炸(zha),此(ci)時(shi)(shi)粒(li)子(zi)(zi)濃(nong)(nong)度(du)即(ji)高于(yu)上限值。
(2)粉(fen)體(ti)粒(li)(li)度可燃物(wu)粉(fen)體(ti)顆(ke)粒(li)(li)大于(yu)(yu)400um時,所(suo)形成的(de)粉(fen)塵云不再具(ju)有可爆性。但對于(yu)(yu)超(chao)細粉(fen)體(ti)當(dang)其粒(li)(li)度在10um以(yi)下時則具(ju)有較大的(de)危(wei)險性。應引起(qi)注意的(de)是,有時即使粉(fen)體(ti)的(de)平均(jun)粒(li)(li)度大于(yu)(yu)400um,但其中(zhong)往(wang)往(wang)也(ye)含有較細的(de)粉(fen)體(ti),這(zhe)少(shao)部分(fen)的(de)粉(fen)體(ti)也(ye)具(ju)備(bei)爆炸性。
雖然粉體(ti)的粒度(du)對(dui)爆(bao)炸(zha)性(xing)能(neng)影(ying)響的規律性(xing)并(bing)不(bu)強(qiang),但粉體(ti)的尺(chi)寸越(yue)小,其比(bi)表(biao)面就越(yue)大(da),燃(ran)燒就越(yue)快,壓強(qiang)升高(gao)速(su)(su)度(du)隨(sui)之呈(cheng)線性(xing)增加。在一定(ding)條件(jian)下大(da)壓強(qiang)變化不(bu)大(da),因為這是取決(jue)于燃(ran)燒時發出的總(zong)能(neng)量(liang),而與釋放(fang)能(neng)量(liang)的速(su)(su)度(du)并(bing)無明顯的關系。