粉塵(chen)爆炸就是懸浮物于(yu)空氣中(zhong)(zhong)的(de)粉塵(chen)顆(ke)粒與空氣中(zhong)(zhong)的(de)氧氣充分接(jie)觸,在特定條件下瞬時(shi)完成的(de)氧化反應,反應中(zhong)(zhong)放(fang)出大量熱量,進而產(chan)生高溫、高壓的(de)現象。任何粉塵(chen)爆炸都必(bi)須具備這樣三個(ge)條件:點火源;可燃(ran)細粉塵(chen);粉塵(chen)懸浮于(yu)空氣中(zhong)(zhong)且達到爆炸濃度極(ji)限(xian)范圍。
防(fang)(fang)爆袋式除(chu)塵器(qi)如何(he)防(fang)(fang)止粉塵爆炸
1、粉塵爆(bao)炸的特點
(1)粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)要比可燃(ran)物(wu)質(zhi)及可燃(ran)氣(qi)體(ti)復雜一般地,可燃(ran)粉塵懸浮于空氣(qi)中形(xing)(xing)(xing)成(cheng)在(zai)爆(bao)炸(zha)(zha)濃度范圍內(nei)的粉塵云,在(zai)點火(huo)源作(zuo)用下,與點火(huo)源接(jie)觸的部(bu)分粉塵首先(xian)被點燃(ran)并形(xing)(xing)(xing)成(cheng)一個(ge)小火(huo)球(qiu)。在(zai)這個(ge)小火(huo)球(qiu)燃(ran)燒(shao)放(fang)出的熱(re)量作(zuo)用下,使得周圍臨(lin)近粉塵被加熱(re)、溫度升高、著(zhu)火(huo)燃(ran)燒(shao)現象產生,這樣火(huo)球(qiu)就(jiu)將迅速擴大而形(xing)(xing)(xing)成(cheng)粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)。
粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)的(de)難易程(cheng)(cheng)度(du)和劇烈程(cheng)(cheng)度(du)與粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)物(wu)理、化學性(xing)質(zhi)以及周圍(wei)空氣(qi)(qi)條(tiao)件密切(qie)相關。一(yi)般地,燃(ran)燒(shao)熱越(yue)(yue)大(da)(da)、顆粒越(yue)(yue)細(xi),活性(xing)越(yue)(yue)高的(de)粉(fen)(fen)塵(chen),發生爆炸(zha)的(de)危(wei)(wei)險性(xing)越(yue)(yue)大(da)(da);輕的(de)懸浮物(wu)可燃(ran)物(wu)質(zhi)的(de)爆炸(zha)危(wei)(wei)險性(xing)較大(da)(da);空氣(qi)(qi)中氧氣(qi)(qi)含量(liang)高時,粉(fen)(fen)塵(chen)易被燃(ran)點(dian),爆炸(zha)也較為劇烈。由(you)于水分具有抑(yi)制(zhi)爆炸(zha)的(de)作用,所以粉(fen)(fen)塵(chen)和氣(qi)(qi)體越(yue)(yue)干燥(zao),則發生爆炸(zha)的(de)危(wei)(wei)險性(xing)越(yue)(yue)大(da)(da)。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)發(fa)生(sheng)之后,往(wang)往(wang)會產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)這是由于(yu)在(zai)一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)時(shi),有不少粉(fen)(fen)塵(chen)沉(chen)積(ji)在(zai)一(yi)(yi)起(qi),其濃度(du)超過了粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)上限濃度(du)值(zhi)而不能(neng)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。但(dan)是,當一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)形成的(de)(de)沖(chong)擊波或氣浪將沉(chen)積(ji)粉(fen)(fen)塵(chen)重(zhong)新(xin)揚起(qi)時(shi),在(zai)空(kong)中與(yu)空(kong)氣混合,濃度(du)在(zai)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)范圍內,就可能(neng)緊接著產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。第二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)所造(zao)成的(de)(de)災害往(wang)往(wang)比一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)要(yao)嚴重(zhong)得(de)多。
國內某(mou)鋁品生產廠1963年發生的(de)塵爆炸事故的(de)直接原(yuan)因是排風機葉輪與吸入口端面(mian)摩擦起(qi)(qi)火(huo)引(yin)起(qi)(qi)的(de)。風機吸入口處(chu)的(de)蝦米彎及褲衩(cha)三(san)通氣(qi)流不(bu)暢,容(rong)易(yi)積(ji)塵。特別(bie)是停機時更容(rong)易(yi)滯留粉塵,一(yi)旦啟動,沉積(ji)的(de)粉塵被(bei)揚(yang)起(qi)(qi),很快達到爆炸下限,引(yin)起(qi)(qi)粉塵爆炸。
(3)粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸的(de)(de)(de)機理可(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵在(zai)空氣(qi)(qi)中(zhong)燃(ran)(ran)燒時(shi)會(hui)釋放出能(neng)量(liang),井(jing)產(chan)生大(da)量(liang)氣(qi)(qi)體(ti),而釋放出能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)快慢即燃(ran)(ran)燒速度的(de)(de)(de)大(da)小與粉(fen)(fen)(fen)體(ti)暴(bao)露在(zai)空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)面積有(you)關。因此,對于(yu)同(tong)一種(zhong)固體(ti)物質的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)體(ti),其粒度越(yue)小,比表面積則越(yue)大(da),燃(ran)(ran)燒擴散就越(yue)快。如果(guo)這種(zhong)固體(ti)的(de)(de)(de)粒度很(hen)細。以(yi)(yi)至可(ke)懸浮起來(lai),一旦(dan)有(you)點(dian)火源使之引燃(ran)(ran),則可(ke)在(zai)極短的(de)(de)(de)時(shi)間內釋放出大(da)量(liang)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。這些能(neng)量(liang)來(lai)不及散逸(yi)到周圍環(huan)境中(zhong)去,致(zhi)使該空間內氣(qi)(qi)體(ti)受到加熱(re)并絕熱(re)膨脹,而另(ling)一方面粉(fen)(fen)(fen)體(ti)燃(ran)(ran)燒時(shi)產(chan)生大(da)量(liang)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti),會(hui)使體(ti)系形成局部高壓,以(yi)(yi)致(zhi)產(chan)生爆炸及傳播,這就是通常(chang)稱(cheng)作(zuo)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸。
(4)粉(fen)塵爆炸與燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)的(de)區(qu)別大(da)塊的(de)固體可(ke)燃(ran)物的(de)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)是以近于平行層向內部推進,例(li)如(ru)煤的(de)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)等。這種燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)能量的(de)釋放比較緩(huan)慢。所(suo)產生的(de)熱量和氣體可(ke)以迅(xun)速逸(yi)散。可(ke)燃(ran)性粉(fen)塵的(de)堆(dui)狀燃(ran)燒(shao)(shao)(shao),在(zai)通風(feng)良好的(de)情況下(xia)形(xing)成明火燃(ran)燒(shao)(shao)(shao),而(er)在(zai)通風(feng)不好的(de)情況下(xia)。可(ke)形(xing)成無煙或焰的(de)隱燃(ran)。
可(ke)燃粉(fen)塵(chen)燃燒時有幾個階(jie)段(duan):一(yi)階(jie)段(duan),表(biao)面粉(fen)也被加(jia)熱(re);第二(er)階(jie)段(duan),表(biao)面層氣(qi)化,溢出揮發分;第三階(jie)段(duan),揮發分發生氣(qi)相燃燒。
超細粉(fen)體發生(sheng)(sheng)爆炸也是一個較(jiao)為(wei)復(fu)雜(za)的(de)過程,由于(yu)粉(fen)塵云的(de)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,因此在粉(fen)塵中心(xin)發生(sheng)(sheng)火(huo)源點火(huo),在不到0.1s的(de)時(shi)間(jian)內(nei)就可(ke)燃(ran)遍整(zheng)個粉(fen)塵云。在此過程中,如果粉(fen)塵已燃(ran)盡(jin),則會生(sheng)(sheng)成較(jiao)高的(de)壓強(qiang);若未燃(ran)盡(jin),則生(sheng)(sheng)成較(jiao)低的(de)壓強(qiang)。可(ke)燃(ran)粒子是否能燃(ran)完,取決(jue)于(yu)粒子的(de)尺寸和燃(ran)燒(shao)深度。
(5)可燃(ran)(ran)(ran)(ran)粉塵分(fen)類(lei)粉體(ti)按其可燃(ran)(ran)(ran)(ran)性可劃分(fen)為兩類(lei):一類(lei)為可燃(ran)(ran)(ran)(ran);一類(lei)為非可燃(ran)(ran)(ran)(ran)。可燃(ran)(ran)(ran)(ran)粉體(ti)的(de)分(fen)類(lei)方法(fa)和標準(zhun)在(zai)不同(tong)(tong)的(de)國家有所(suo)不同(tong)(tong)。
美國將可燃粉(fen)體劃為(wei)Ⅱ級危(wei)險品,同(tong)時(shi)又將其中的(de)金屬粉(fen)、含碳(tan)粉(fen)塵、谷(gu)物粉(fen)塵列入不同(tong)的(de)組。美國制定的(de)分類(lei)(lei)方法(fa)是按被測粉(fen)體在標(biao)準試驗裝置(zhi)內發(fa)生粉(fen)塵爆炸(zha)時(shi)所得(de)升壓速度來進行分類(lei)(lei),并劃分為(wei)三個等級。我國目前尚未見(jian)到關于(yu)可燃粉(fen)塵分類(lei)(lei)的(de)現成(cheng)標(biao)準。
2、粉塵濃度和顆粒(li)對爆炸的影響
(1)粉(fen)塵(chen)濃度(du)可(ke)燃粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)也存在粉(fen)塵(chen)濃度(du)的上(shang)(shang)下限(xian)(xian)(xian)。該值(zhi)受(shou)點火能量、氧濃度(du)、粉(fen)體(ti)粒度(du)、粉(fen)體(ti)品種(zhong)、水分等多種(zhong)因素的影(ying)響。采用(yong)簡化公式,可(ke)估算出爆(bao)炸(zha)(zha)極限(xian)(xian)(xian),一般而言粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)下限(xian)(xian)(xian)濃度(du)為20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)受(shou)到多種(zhong)因素的影(ying)響,其值(zhi)不如下限(xian)(xian)(xian)易確定,通常也不易達到上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)的濃度(du)。所以(yi),下限(xian)(xian)(xian)值(zhi)更重要、更有用(yong)。
從(cong)物理意(yi)義上(shang)講,粉塵濃(nong)(nong)度上(shang)下限(xian)值(zhi)(zhi)反(fan)映了粒(li)(li)(li)(li)子間(jian)距離對粒(li)(li)(li)(li)子燃燒(shao)(shao)火焰(yan)(yan)傳播的(de)(de)影(ying)響,若(ruo)粒(li)(li)(li)(li)子間(jian)距離達到使燃燒(shao)(shao)火焰(yan)(yan)不(bu)能延伸至相鄰粒(li)(li)(li)(li)子時(shi),則燃燒(shao)(shao)就不(bu)能繼續進行(傳播),爆炸也(ye)(ye)就不(bu)會發(fa)生;此時(shi)粉塵濃(nong)(nong)度即低于爆炸的(de)(de)下限(xian)濃(nong)(nong)度值(zhi)(zhi)。若(ruo)粒(li)(li)(li)(li)子間(jian)的(de)(de)距離過小,粒(li)(li)(li)(li)子間(jian)氧不(bu)足以提供充(chong)分燃燒(shao)(shao)條(tiao)件,也(ye)(ye)就不(bu)能形成爆炸,此時(shi)粒(li)(li)(li)(li)子濃(nong)(nong)度即高于上(shang)限(xian)值(zhi)(zhi)。
(2)粉(fen)體(ti)(ti)粒(li)度(du)可燃物粉(fen)體(ti)(ti)顆粒(li)大于400um時(shi)(shi),所形成的(de)(de)粉(fen)塵(chen)云(yun)不再具有(you)可爆(bao)(bao)性。但(dan)對于超細粉(fen)體(ti)(ti)當其粒(li)度(du)在10um以下時(shi)(shi)則(ze)具有(you)較大的(de)(de)危險性。應引(yin)起注意的(de)(de)是,有(you)時(shi)(shi)即使粉(fen)體(ti)(ti)的(de)(de)平(ping)均粒(li)度(du)大于400um,但(dan)其中往往也含有(you)較細的(de)(de)粉(fen)體(ti)(ti),這少(shao)部(bu)分的(de)(de)粉(fen)體(ti)(ti)也具備爆(bao)(bao)炸性。
雖然(ran)粉(fen)體的(de)粒度對(dui)爆炸性(xing)能(neng)影(ying)響的(de)規律性(xing)并(bing)不(bu)強(qiang),但粉(fen)體的(de)尺寸(cun)越(yue)(yue)小,其比(bi)表(biao)面就(jiu)越(yue)(yue)大,燃燒就(jiu)越(yue)(yue)快,壓(ya)強(qiang)升高(gao)速度隨之呈線性(xing)增加。在一定條件下大壓(ya)強(qiang)變化不(bu)大,因為(wei)這是取決于燃燒時(shi)發出(chu)的(de)總能(neng)量,而(er)與釋放(fang)能(neng)量的(de)速度并(bing)無明顯的(de)關系。