粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)就(jiu)是(shi)懸(xuan)浮物于(yu)空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)顆粒與空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)(qi)充(chong)分接觸,在特定(ding)條(tiao)件(jian)下瞬時(shi)完成的(de)氧(yang)化反應(ying),反應(ying)中(zhong)放出大量熱量,進而產生高溫、高壓的(de)現象。任何(he)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)都必須具(ju)備這樣三(san)個條(tiao)件(jian):點火源(yuan);可燃細粉(fen)(fen)塵(chen);粉(fen)(fen)塵(chen)懸(xuan)浮于(yu)空氣(qi)(qi)中(zhong)且達到爆(bao)炸(zha)濃(nong)度極限范圍。
防爆(bao)袋式除(chu)塵器如何(he)防止粉塵爆(bao)炸
1、粉(fen)塵爆炸的特點
(1)粉塵(chen)爆(bao)炸要比可(ke)(ke)燃物質及可(ke)(ke)燃氣(qi)體復雜一般地,可(ke)(ke)燃粉塵(chen)懸(xuan)浮于空氣(qi)中形(xing)(xing)成在爆(bao)炸濃(nong)度范圍內的粉塵(chen)云,在點(dian)(dian)火(huo)(huo)源(yuan)作用下(xia),與點(dian)(dian)火(huo)(huo)源(yuan)接觸的部分粉塵(chen)首先被(bei)點(dian)(dian)燃并形(xing)(xing)成一個小(xiao)火(huo)(huo)球(qiu)。在這個小(xiao)火(huo)(huo)球(qiu)燃燒(shao)放出的熱量作用下(xia),使得周(zhou)圍臨近(jin)粉塵(chen)被(bei)加熱、溫度升高、著火(huo)(huo)燃燒(shao)現象(xiang)產生,這樣火(huo)(huo)球(qiu)就將迅速擴大而形(xing)(xing)成粉塵(chen)爆(bao)炸。
粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)難易(yi)程(cheng)度和劇烈(lie)程(cheng)度與粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)的(de)(de)(de)物(wu)理(li)、化學性(xing)(xing)質(zhi)以(yi)及周圍空(kong)氣條件密切(qie)相(xiang)關(guan)。一般地(di),燃(ran)燒熱越(yue)(yue)大、顆粒越(yue)(yue)細,活性(xing)(xing)越(yue)(yue)高(gao)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen),發生爆(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)越(yue)(yue)大;輕的(de)(de)(de)懸浮物(wu)可燃(ran)物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)爆(bao)(bao)炸危險性(xing)(xing)較(jiao)大;空(kong)氣中氧氣含(han)量(liang)高(gao)時,粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)易(yi)被燃(ran)點,爆(bao)(bao)炸也較(jiao)為劇烈(lie)。由于水分具(ju)有抑(yi)制爆(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)作用,所以(yi)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)和氣體越(yue)(yue)干(gan)燥(zao),則發生爆(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)越(yue)(yue)大。
(2)粉塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)發生(sheng)之后,往(wang)往(wang)會產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)這是由于在(zai)一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)時,有不(bu)少粉塵(chen)沉(chen)積在(zai)一(yi)(yi)起,其(qi)濃度(du)超過了粉塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)上限濃度(du)值而不(bu)能爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。但是,當一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)形成(cheng)的(de)沖擊波(bo)或氣浪將(jiang)沉(chen)積粉塵(chen)重新揚起時,在(zai)空中與空氣混合(he),濃度(du)在(zai)粉塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)范圍內,就可能緊接著產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。第(di)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)所造成(cheng)的(de)災害往(wang)往(wang)比一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)要嚴(yan)重得多。
國內某鋁品生產廠(chang)1963年(nian)發生的(de)塵(chen)爆(bao)炸事故的(de)直接原因是(shi)排風(feng)機葉輪與吸入口(kou)端面摩擦起(qi)火引起(qi)的(de)。風(feng)機吸入口(kou)處的(de)蝦(xia)米彎及褲衩三通氣流不暢,容易(yi)積塵(chen)。特(te)別(bie)是(shi)停機時更容易(yi)滯留粉(fen)塵(chen),一旦啟動,沉積的(de)粉(fen)塵(chen)被揚起(qi),很(hen)快達到爆(bao)炸下限(xian),引起(qi)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸。
(3)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)機(ji)理可燃粉(fen)(fen)塵在空(kong)(kong)氣(qi)中燃燒(shao)(shao)時(shi)(shi)會(hui)釋放(fang)出能量(liang),井產(chan)生(sheng)(sheng)大(da)量(liang)氣(qi)體(ti)(ti),而(er)釋放(fang)出能量(liang)的(de)(de)(de)快慢(man)即燃燒(shao)(shao)速(su)度(du)的(de)(de)(de)大(da)小與粉(fen)(fen)體(ti)(ti)暴露在空(kong)(kong)氣(qi)中的(de)(de)(de)面(mian)(mian)積(ji)有(you)關。因此,對于同一種(zhong)固(gu)體(ti)(ti)物質(zhi)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti),其粒度(du)越(yue)小,比表面(mian)(mian)積(ji)則越(yue)大(da),燃燒(shao)(shao)擴散就越(yue)快。如果這種(zhong)固(gu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)粒度(du)很細。以至可懸(xuan)浮起(qi)來,一旦(dan)有(you)點火源使之(zhi)引(yin)燃,則可在極短的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)內釋放(fang)出大(da)量(liang)的(de)(de)(de)能量(liang)。這些能量(liang)來不(bu)及(ji)散逸到周圍環境中去,致(zhi)使該空(kong)(kong)間(jian)內氣(qi)體(ti)(ti)受到加熱并(bing)絕熱膨脹(zhang),而(er)另(ling)一方面(mian)(mian)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)燃燒(shao)(shao)時(shi)(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti),會(hui)使體(ti)(ti)系形成局部高壓(ya),以致(zhi)產(chan)生(sheng)(sheng)爆(bao)炸(zha)及(ji)傳播,這就是通常(chang)稱(cheng)作的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)。
(4)粉塵爆炸與燃(ran)燒的(de)(de)區別大塊的(de)(de)固(gu)體可(ke)燃(ran)物(wu)的(de)(de)燃(ran)燒是(shi)以(yi)近于平行(xing)層向內部(bu)推進,例如煤(mei)的(de)(de)燃(ran)燒等。這(zhe)種燃(ran)燒能量(liang)的(de)(de)釋放比(bi)較(jiao)緩(huan)慢。所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱量(liang)和氣體可(ke)以(yi)迅速逸散。可(ke)燃(ran)性粉塵的(de)(de)堆狀燃(ran)燒,在通風良好的(de)(de)情(qing)況下形成明火燃(ran)燒,而在通風不好的(de)(de)情(qing)況下。可(ke)形成無煙或焰的(de)(de)隱燃(ran)。
可(ke)燃(ran)粉塵燃(ran)燒(shao)時有幾個階段(duan):一階段(duan),表(biao)面(mian)粉也被(bei)加熱(re);第(di)二階段(duan),表(biao)面(mian)層氣(qi)化,溢(yi)出揮發(fa)分(fen);第(di)三階段(duan),揮發(fa)分(fen)發(fa)生氣(qi)相燃(ran)燒(shao)。
超(chao)細粉(fen)體發生爆炸也是(shi)一(yi)個較(jiao)為復雜的過程,由于(yu)粉(fen)塵(chen)云的尺度(du)(du)一(yi)般(ban)較(jiao)小,而火(huo)焰傳播速度(du)(du)較(jiao)快,每秒幾百米,因此在(zai)(zai)粉(fen)塵(chen)中心(xin)發生火(huo)源點火(huo),在(zai)(zai)不到0.1s的時間內就(jiu)可燃(ran)(ran)遍(bian)整個粉(fen)塵(chen)云。在(zai)(zai)此過程中,如果粉(fen)塵(chen)已燃(ran)(ran)盡(jin)(jin),則(ze)會生成較(jiao)高的壓(ya)強(qiang)(qiang);若未燃(ran)(ran)盡(jin)(jin),則(ze)生成較(jiao)低(di)的壓(ya)強(qiang)(qiang)。可燃(ran)(ran)粒子是(shi)否(fou)能(neng)燃(ran)(ran)完,取決于(yu)粒子的尺寸和燃(ran)(ran)燒深度(du)(du)。
(5)可(ke)(ke)燃(ran)粉塵分(fen)類粉體(ti)按(an)其可(ke)(ke)燃(ran)性(xing)可(ke)(ke)劃分(fen)為兩類:一類為可(ke)(ke)燃(ran);一類為非可(ke)(ke)燃(ran)。可(ke)(ke)燃(ran)粉體(ti)的分(fen)類方法和標準在不(bu)同的國家有所不(bu)同。
美(mei)國(guo)將可燃粉體劃為Ⅱ級危險品,同時又(you)將其中的金屬粉、含碳粉塵(chen)、谷物粉塵(chen)列入不(bu)同的組。美(mei)國(guo)制定的分類方法是按(an)被測粉體在標準試(shi)驗裝置內發生粉塵(chen)爆炸時所得升(sheng)壓速度來進(jin)行分類,并劃分為三個等級。我(wo)國(guo)目前尚未見到(dao)關(guan)于可燃粉塵(chen)分類的現成標準。
2、粉塵濃度(du)和顆粒對爆炸的影響
(1)粉(fen)塵(chen)濃(nong)度可燃粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)也存在粉(fen)塵(chen)濃(nong)度的上下(xia)限(xian)(xian)。該值受(shou)點火(huo)能量、氧濃(nong)度、粉(fen)體粒度、粉(fen)體品種、水分等(deng)多種因素的影響。采用簡化公式,可估算出爆炸(zha)極限(xian)(xian),一(yi)般而言粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)下(xia)限(xian)(xian)濃(nong)度為20~60g/m3,上限(xian)(xian)介于(yu)2~6kg/m3。上限(xian)(xian)受(shou)到多種因素的影響,其值不如下(xia)限(xian)(xian)易確定,通常也不易達(da)到上限(xian)(xian)的濃(nong)度。所以,下(xia)限(xian)(xian)值更(geng)重要、更(geng)有用。
從物理意義上講,粉(fen)(fen)塵濃(nong)度(du)(du)(du)上下(xia)限值(zhi)反映了(le)粒子(zi)(zi)間距(ju)離對粒子(zi)(zi)燃燒(shao)火(huo)焰(yan)傳播(bo)的(de)(de)影響,若粒子(zi)(zi)間距(ju)離達到使燃燒(shao)火(huo)焰(yan)不(bu)能延伸至相(xiang)鄰粒子(zi)(zi)時,則燃燒(shao)就不(bu)能繼(ji)續進行(xing)(傳播(bo)),爆(bao)炸也(ye)就不(bu)會(hui)發生;此時粉(fen)(fen)塵濃(nong)度(du)(du)(du)即(ji)低于(yu)爆(bao)炸的(de)(de)下(xia)限濃(nong)度(du)(du)(du)值(zhi)。若粒子(zi)(zi)間的(de)(de)距(ju)離過小(xiao),粒子(zi)(zi)間氧不(bu)足(zu)以提供充(chong)分燃燒(shao)條件(jian),也(ye)就不(bu)能形成爆(bao)炸,此時粒子(zi)(zi)濃(nong)度(du)(du)(du)即(ji)高于(yu)上限值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)粒(li)(li)度可燃(ran)物粉(fen)(fen)(fen)體(ti)顆粒(li)(li)大于(yu)400um時,所(suo)形成的粉(fen)(fen)(fen)塵云不(bu)再(zai)具(ju)有可爆性(xing)。但(dan)對于(yu)超細粉(fen)(fen)(fen)體(ti)當其粒(li)(li)度在10um以下時則具(ju)有較大的危險性(xing)。應(ying)引起注意的是,有時即使粉(fen)(fen)(fen)體(ti)的平(ping)均(jun)粒(li)(li)度大于(yu)400um,但(dan)其中往往也含(han)有較細的粉(fen)(fen)(fen)體(ti),這少部分的粉(fen)(fen)(fen)體(ti)也具(ju)備爆炸性(xing)。
雖然粉體(ti)的(de)粒度(du)對爆炸性(xing)能(neng)(neng)影響的(de)規律性(xing)并不強,但(dan)粉體(ti)的(de)尺寸(cun)越小(xiao),其比(bi)表(biao)面就(jiu)越大,燃(ran)燒就(jiu)越快,壓強升高(gao)速度(du)隨之呈線性(xing)增(zeng)加。在一定條件下大壓強變化不大,因為這是取決于燃(ran)燒時發出的(de)總能(neng)(neng)量,而與釋放能(neng)(neng)量的(de)速度(du)并無明顯的(de)關系。