粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)就(jiu)是懸(xuan)浮物(wu)于空(kong)氣(qi)中的(de)粉(fen)塵(chen)顆粒(li)與(yu)空(kong)氣(qi)中的(de)氧氣(qi)充分(fen)接觸,在特定條件下瞬時完成(cheng)的(de)氧化(hua)反應(ying),反應(ying)中放出大量熱(re)量,進(jin)而產生(sheng)高(gao)溫、高(gao)壓的(de)現象。任何粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)都必須(xu)具備這(zhe)樣三個條件:點(dian)火源(yuan);可燃細粉(fen)塵(chen);粉(fen)塵(chen)懸(xuan)浮于空(kong)氣(qi)中且達到爆(bao)(bao)炸(zha)濃度極限范圍。
防爆袋式除塵器如何防止粉(fen)塵爆炸
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉(fen)塵(chen)爆炸要比可(ke)燃物質及可(ke)燃氣(qi)體復雜(za)一般地,可(ke)燃粉(fen)塵(chen)懸浮于空氣(qi)中形成(cheng)在爆炸濃度(du)范圍內的(de)粉(fen)塵(chen)云,在點火源作(zuo)用下(xia),與點火源接觸的(de)部分粉(fen)塵(chen)首(shou)先被點燃并形成(cheng)一個小(xiao)火球。在這個小(xiao)火球燃燒(shao)(shao)放出的(de)熱量作(zuo)用下(xia),使得(de)周圍臨(lin)近粉(fen)塵(chen)被加(jia)熱、溫度(du)升高、著火燃燒(shao)(shao)現象產生,這樣火球就將迅速擴大(da)而形成(cheng)粉(fen)塵(chen)爆炸。
粉塵(chen)爆(bao)炸的難易程度和(he)劇(ju)烈程度與粉塵(chen)的物理(li)、化學性(xing)(xing)(xing)質(zhi)以及周(zhou)圍(wei)空氣(qi)條件(jian)密切相關。一般地,燃(ran)燒熱(re)越(yue)(yue)大(da)、顆粒越(yue)(yue)細,活性(xing)(xing)(xing)越(yue)(yue)高的粉塵(chen),發生爆(bao)炸的危險(xian)(xian)性(xing)(xing)(xing)越(yue)(yue)大(da);輕的懸浮物可燃(ran)物質(zhi)的爆(bao)炸危險(xian)(xian)性(xing)(xing)(xing)較(jiao)大(da);空氣(qi)中(zhong)氧氣(qi)含量(liang)高時(shi),粉塵(chen)易被燃(ran)點,爆(bao)炸也(ye)較(jiao)為(wei)劇(ju)烈。由于水分具有抑制爆(bao)炸的作(zuo)用,所以粉塵(chen)和(he)氣(qi)體越(yue)(yue)干燥,則發生爆(bao)炸的危險(xian)(xian)性(xing)(xing)(xing)越(yue)(yue)大(da)。
(2)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)發生(sheng)之后,往(wang)往(wang)會(hui)產生(sheng)二(er)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)這是由于(yu)在(zai)(zai)(zai)一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)時,有不少粉(fen)塵(chen)(chen)沉(chen)積(ji)在(zai)(zai)(zai)一(yi)起,其濃(nong)度超過(guo)了(le)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)的上限(xian)濃(nong)度值而(er)不能爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。但是,當(dang)一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)形成的沖擊(ji)波或氣浪將沉(chen)積(ji)粉(fen)塵(chen)(chen)重(zhong)新揚起時,在(zai)(zai)(zai)空(kong)中與(yu)空(kong)氣混(hun)合,濃(nong)度在(zai)(zai)(zai)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)范圍內,就可能緊接著(zhu)產生(sheng)二(er)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。第二(er)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)所造成的災害往(wang)往(wang)比一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)要嚴(yan)重(zhong)得多。
國內某鋁品生(sheng)產(chan)廠1963年發生(sheng)的(de)塵(chen)爆炸(zha)事故的(de)直接原因是排風機(ji)葉輪與(yu)吸入口端面摩擦起(qi)(qi)(qi)火引起(qi)(qi)(qi)的(de)。風機(ji)吸入口處的(de)蝦米彎及褲(ku)衩三(san)通氣流(liu)不暢,容(rong)易積(ji)塵(chen)。特(te)別是停(ting)機(ji)時(shi)更容(rong)易滯留粉(fen)(fen)塵(chen),一旦啟動,沉(chen)積(ji)的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)被揚起(qi)(qi)(qi),很快達到爆炸(zha)下(xia)限,引起(qi)(qi)(qi)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)。
(3)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸的(de)(de)(de)(de)機理可燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)在空(kong)氣(qi)中(zhong)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)時(shi)會(hui)釋(shi)放(fang)(fang)出(chu)能量(liang)(liang),井產(chan)生大(da)量(liang)(liang)氣(qi)體(ti)(ti),而釋(shi)放(fang)(fang)出(chu)能量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)快慢即燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)速度(du)的(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)與粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)暴露在空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)面積(ji)有關。因此(ci),對于同一(yi)種固體(ti)(ti)物質的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti),其粒度(du)越(yue)小(xiao),比表面積(ji)則(ze)越(yue)大(da),燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)擴散(san)就越(yue)快。如果這種固體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)粒度(du)很細。以至可懸浮起(qi)來(lai),一(yi)旦有點火源使(shi)之引燃(ran)(ran),則(ze)可在極短(duan)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間內釋(shi)放(fang)(fang)出(chu)大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。這些(xie)能量(liang)(liang)來(lai)不及散(san)逸到(dao)周圍環境中(zhong)去,致使(shi)該(gai)空(kong)間內氣(qi)體(ti)(ti)受到(dao)加(jia)熱并(bing)絕(jue)熱膨(peng)脹,而另一(yi)方(fang)面粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)時(shi)產(chan)生大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti),會(hui)使(shi)體(ti)(ti)系形成局(ju)部高壓,以致產(chan)生爆炸及傳播,這就是通常稱作的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸。
(4)粉塵爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)區別大塊的(de)(de)(de)固體(ti)可燃(ran)(ran)物的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以近于(yu)平行層(ceng)向內部推進,例如(ru)煤的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)等。這種燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)能(neng)量的(de)(de)(de)釋放比較緩(huan)慢(man)。所(suo)產生的(de)(de)(de)熱量和氣體(ti)可以迅速(su)逸散。可燃(ran)(ran)性粉塵的(de)(de)(de)堆狀燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),在(zai)通風(feng)良好的(de)(de)(de)情況下形成明火燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在(zai)通風(feng)不好的(de)(de)(de)情況下。可形成無煙或焰的(de)(de)(de)隱(yin)燃(ran)(ran)。
可燃(ran)粉(fen)(fen)塵燃(ran)燒時有幾(ji)個階(jie)段:一階(jie)段,表面粉(fen)(fen)也被加熱;第(di)二階(jie)段,表面層氣化(hua),溢(yi)出(chu)揮(hui)發(fa)分;第(di)三階(jie)段,揮(hui)發(fa)分發(fa)生(sheng)氣相(xiang)燃(ran)燒。
超細粉(fen)體發生(sheng)爆炸也是(shi)一個較為復雜的(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng),由于粉(fen)塵云的(de)尺度(du)一般(ban)較小,而火(huo)焰傳播(bo)速度(du)較快,每秒(miao)幾百米,因此(ci)在粉(fen)塵中(zhong)心發生(sheng)火(huo)源點火(huo),在不到(dao)0.1s的(de)時(shi)間內(nei)就可燃(ran)(ran)遍(bian)整個粉(fen)塵云。在此(ci)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong),如果粉(fen)塵已(yi)燃(ran)(ran)盡(jin),則會生(sheng)成(cheng)(cheng)較高(gao)的(de)壓強(qiang);若(ruo)未燃(ran)(ran)盡(jin),則生(sheng)成(cheng)(cheng)較低的(de)壓強(qiang)。可燃(ran)(ran)粒子是(shi)否能燃(ran)(ran)完(wan),取(qu)決(jue)于粒子的(de)尺寸和(he)燃(ran)(ran)燒深度(du)。
(5)可燃(ran)粉塵分類(lei)粉體按(an)其可燃(ran)性可劃分為(wei)兩類(lei):一類(lei)為(wei)可燃(ran);一類(lei)為(wei)非可燃(ran)。可燃(ran)粉體的分類(lei)方法和標(biao)準在不同(tong)的國家有所不同(tong)。
美國將可燃粉(fen)(fen)體(ti)劃(hua)為(wei)Ⅱ級(ji)危(wei)險品(pin),同時又將其中(zhong)的(de)金屬粉(fen)(fen)、含(han)碳粉(fen)(fen)塵、谷物(wu)粉(fen)(fen)塵列入不同的(de)組。美國制(zhi)定的(de)分類方(fang)法是(shi)按被測(ce)粉(fen)(fen)體(ti)在標準(zhun)試(shi)驗裝置內發生粉(fen)(fen)塵爆炸時所得升壓速(su)度來進行(xing)分類,并劃(hua)分為(wei)三個等級(ji)。我國目前尚未見到關于可燃粉(fen)(fen)塵分類的(de)現(xian)成標準(zhun)。
2、粉塵濃度和顆粒對爆炸(zha)的影(ying)響
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)濃(nong)度(du)(du)可燃粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)也(ye)存在粉(fen)塵(chen)(chen)濃(nong)度(du)(du)的上(shang)下(xia)限。該值(zhi)受點火能量(liang)、氧(yang)濃(nong)度(du)(du)、粉(fen)體粒度(du)(du)、粉(fen)體品種、水分(fen)等多(duo)種因素(su)的影(ying)響(xiang)。采用簡(jian)化(hua)公(gong)式,可估算出(chu)爆(bao)炸(zha)(zha)極限,一般而言粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)下(xia)限濃(nong)度(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)限介于2~6kg/m3。上(shang)限受到多(duo)種因素(su)的影(ying)響(xiang),其(qi)值(zhi)不(bu)如下(xia)限易確定,通常(chang)也(ye)不(bu)易達到上(shang)限的濃(nong)度(du)(du)。所以,下(xia)限值(zhi)更(geng)重要、更(geng)有用。
從物理意義上講,粉塵濃度(du)上下限(xian)值反(fan)映了粒子(zi)(zi)間(jian)距離對粒子(zi)(zi)燃燒(shao)火(huo)焰傳播(bo)的影響,若粒子(zi)(zi)間(jian)距離達到(dao)使燃燒(shao)火(huo)焰不(bu)(bu)(bu)(bu)能延伸至相鄰粒子(zi)(zi)時,則燃燒(shao)就不(bu)(bu)(bu)(bu)能繼續進行(xing)(傳播(bo)),爆(bao)炸也就不(bu)(bu)(bu)(bu)會發生;此(ci)時粉塵濃度(du)即(ji)低(di)于爆(bao)炸的下限(xian)濃度(du)值。若粒子(zi)(zi)間(jian)的距離過小,粒子(zi)(zi)間(jian)氧(yang)不(bu)(bu)(bu)(bu)足以提(ti)供(gong)充分燃燒(shao)條(tiao)件,也就不(bu)(bu)(bu)(bu)能形成爆(bao)炸,此(ci)時粒子(zi)(zi)濃度(du)即(ji)高于上限(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)粒(li)度可燃物粉(fen)(fen)體(ti)(ti)顆粒(li)大于400um時,所形(xing)成的(de)粉(fen)(fen)塵云(yun)不再具(ju)有(you)(you)可爆(bao)性(xing)。但對于超細粉(fen)(fen)體(ti)(ti)當其(qi)粒(li)度在10um以下時則具(ju)有(you)(you)較(jiao)大的(de)危險性(xing)。應引(yin)起注意的(de)是(shi),有(you)(you)時即(ji)使粉(fen)(fen)體(ti)(ti)的(de)平均粒(li)度大于400um,但其(qi)中往(wang)往(wang)也(ye)含有(you)(you)較(jiao)細的(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti),這(zhe)少部(bu)分的(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)也(ye)具(ju)備爆(bao)炸性(xing)。
雖然粉體(ti)的粒(li)度(du)對爆炸性能影響的規律性并不強(qiang),但(dan)粉體(ti)的尺寸(cun)越小,其比表面就越大(da),燃燒就越快,壓(ya)強(qiang)升高速度(du)隨之呈線性增加(jia)。在一(yi)定條件下大(da)壓(ya)強(qiang)變化不大(da),因為(wei)這(zhe)是取決于燃燒時發出的總(zong)能量,而與(yu)釋放(fang)能量的速度(du)并無明顯的關系。