粉塵爆(bao)(bao)炸(zha)就是懸浮物于空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)粉塵顆粒(li)與(yu)空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)氧氣(qi)(qi)充(chong)分接觸,在特定條(tiao)(tiao)件下瞬時(shi)完成(cheng)的(de)氧化反應(ying)(ying),反應(ying)(ying)中(zhong)放出大量熱量,進而產(chan)生高溫(wen)、高壓(ya)的(de)現象。任何粉塵爆(bao)(bao)炸(zha)都必須具備這(zhe)樣三(san)個條(tiao)(tiao)件:點火源;可燃細(xi)粉塵;粉塵懸浮于空氣(qi)(qi)中(zhong)且達(da)到爆(bao)(bao)炸(zha)濃度極限范圍(wei)。
防爆袋式除塵(chen)器如何防止粉塵(chen)爆炸
1、粉塵爆炸的(de)特點
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)要比可(ke)(ke)燃(ran)物質(zhi)及可(ke)(ke)燃(ran)氣體復(fu)雜一(yi)(yi)般地,可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)懸浮于(yu)空(kong)氣中形(xing)(xing)成在(zai)爆(bao)炸(zha)濃(nong)度范圍內的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)云,在(zai)點火(huo)(huo)源作用下,與(yu)點火(huo)(huo)源接觸(chu)的(de)部分粉(fen)(fen)塵(chen)首(shou)先被點燃(ran)并形(xing)(xing)成一(yi)(yi)個(ge)小火(huo)(huo)球(qiu)。在(zai)這個(ge)小火(huo)(huo)球(qiu)燃(ran)燒放出的(de)熱量(liang)作用下,使得周圍臨近粉(fen)(fen)塵(chen)被加熱、溫度升高、著火(huo)(huo)燃(ran)燒現象(xiang)產(chan)生,這樣火(huo)(huo)球(qiu)就將(jiang)迅速擴大而形(xing)(xing)成粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)難易程(cheng)度(du)(du)和(he)(he)劇烈程(cheng)度(du)(du)與粉塵(chen)的(de)物理、化學性質(zhi)以及周圍(wei)空(kong)氣(qi)條件(jian)密切相關。一般(ban)地,燃(ran)燒熱(re)越(yue)大(da)、顆粒(li)越(yue)細,活(huo)性越(yue)高(gao)的(de)粉塵(chen),發生爆(bao)炸(zha)的(de)危(wei)險(xian)(xian)性越(yue)大(da);輕的(de)懸浮物可燃(ran)物質(zhi)的(de)爆(bao)炸(zha)危(wei)險(xian)(xian)性較大(da);空(kong)氣(qi)中(zhong)氧氣(qi)含量高(gao)時,粉塵(chen)易被燃(ran)點(dian),爆(bao)炸(zha)也較為劇烈。由(you)于水(shui)分具有(you)抑制爆(bao)炸(zha)的(de)作用,所以粉塵(chen)和(he)(he)氣(qi)體(ti)越(yue)干燥,則發生爆(bao)炸(zha)的(de)危(wei)險(xian)(xian)性越(yue)大(da)。
(2)粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)發生之后,往往會產生二(er)(er)次(ci)(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)這是由于在一(yi)次(ci)(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)時(shi),有不少粉塵沉(chen)積(ji)在一(yi)起(qi)(qi),其濃度(du)超過了粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)的上限(xian)濃度(du)值而不能爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)。但(dan)是,當一(yi)次(ci)(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)形成的沖擊波或氣浪將沉(chen)積(ji)粉塵重新揚(yang)起(qi)(qi)時(shi),在空中與空氣混合,濃度(du)在粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)范圍內,就可能緊(jin)接著產生二(er)(er)次(ci)(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)。第二(er)(er)次(ci)(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)所造成的災害(hai)往往比(bi)一(yi)次(ci)(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)要嚴重得多。
國內某鋁品生產廠1963年發生的(de)塵(chen)(chen)爆(bao)炸事故的(de)直(zhi)接原(yuan)因(yin)是(shi)排風機(ji)葉輪與吸入(ru)口(kou)端(duan)面(mian)摩擦起火引起的(de)。風機(ji)吸入(ru)口(kou)處(chu)的(de)蝦(xia)米(mi)彎及褲衩三通氣流不暢,容易(yi)積(ji)塵(chen)(chen)。特別是(shi)停機(ji)時(shi)更容易(yi)滯(zhi)留粉塵(chen)(chen),一旦啟動,沉積(ji)的(de)粉塵(chen)(chen)被揚起,很(hen)快達到爆(bao)炸下限,引起粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸。
(3)粉塵(chen)爆炸的機理可(ke)燃(ran)粉塵(chen)在空(kong)氣(qi)中(zhong)燃(ran)燒(shao)(shao)時會(hui)釋(shi)(shi)放出能量(liang)(liang),井產生(sheng)(sheng)大(da)(da)(da)量(liang)(liang)氣(qi)體(ti),而(er)釋(shi)(shi)放出能量(liang)(liang)的快慢(man)即燃(ran)燒(shao)(shao)速(su)度(du)(du)的大(da)(da)(da)小與粉體(ti)暴(bao)露在空(kong)氣(qi)中(zhong)的面積有(you)關。因此,對于(yu)同一種固(gu)體(ti)物質的粉體(ti),其(qi)粒度(du)(du)越(yue)小,比表面積則越(yue)大(da)(da)(da),燃(ran)燒(shao)(shao)擴散就(jiu)越(yue)快。如果這(zhe)種固(gu)體(ti)的粒度(du)(du)很(hen)細。以至可(ke)懸(xuan)浮起來,一旦有(you)點火源使之(zhi)引燃(ran),則可(ke)在極(ji)短(duan)的時間(jian)內釋(shi)(shi)放出大(da)(da)(da)量(liang)(liang)的能量(liang)(liang)。這(zhe)些能量(liang)(liang)來不及(ji)散逸到周圍(wei)環境(jing)中(zhong)去,致(zhi)使該空(kong)間(jian)內氣(qi)體(ti)受到加熱并絕熱膨脹,而(er)另一方(fang)面粉體(ti)燃(ran)燒(shao)(shao)時產生(sheng)(sheng)大(da)(da)(da)量(liang)(liang)的氣(qi)體(ti),會(hui)使體(ti)系(xi)形成局部高壓,以致(zhi)產生(sheng)(sheng)爆炸及(ji)傳播,這(zhe)就(jiu)是通常稱作的粉塵(chen)爆炸。
(4)粉(fen)塵爆炸與燃燒(shao)(shao)(shao)的(de)(de)區別大(da)塊的(de)(de)固體可燃物的(de)(de)燃燒(shao)(shao)(shao)是以近(jin)于平行(xing)層向內部推進(jin),例(li)如煤的(de)(de)燃燒(shao)(shao)(shao)等。這(zhe)種(zhong)燃燒(shao)(shao)(shao)能量的(de)(de)釋(shi)放(fang)比(bi)較(jiao)緩慢(man)。所產生(sheng)的(de)(de)熱量和氣體可以迅速(su)逸散。可燃性粉(fen)塵的(de)(de)堆狀燃燒(shao)(shao)(shao),在通(tong)風良好的(de)(de)情(qing)況下形(xing)成明火燃燒(shao)(shao)(shao),而(er)在通(tong)風不好的(de)(de)情(qing)況下。可形(xing)成無煙(yan)或焰的(de)(de)隱燃。
可燃(ran)粉(fen)塵燃(ran)燒時有(you)幾個階(jie)段:一階(jie)段,表(biao)面(mian)粉(fen)也被加(jia)熱;第二階(jie)段,表(biao)面(mian)層(ceng)氣(qi)化(hua),溢出揮發(fa)分;第三階(jie)段,揮發(fa)分發(fa)生氣(qi)相燃(ran)燒。
超細粉(fen)體發生爆炸也是一(yi)個(ge)較為復雜的(de)過(guo)程,由于(yu)粉(fen)塵(chen)(chen)云的(de)尺度(du)一(yi)般較小(xiao),而火(huo)焰傳播速(su)度(du)較快,每秒幾百米(mi),因此在(zai)(zai)粉(fen)塵(chen)(chen)中心發生火(huo)源(yuan)點火(huo),在(zai)(zai)不(bu)到0.1s的(de)時間內就可燃(ran)遍整個(ge)粉(fen)塵(chen)(chen)云。在(zai)(zai)此過(guo)程中,如(ru)果(guo)粉(fen)塵(chen)(chen)已燃(ran)盡,則會生成較高的(de)壓強(qiang);若未燃(ran)盡,則生成較低的(de)壓強(qiang)。可燃(ran)粒子是否能燃(ran)完,取決于(yu)粒子的(de)尺寸和燃(ran)燒深度(du)。
(5)可(ke)燃粉(fen)塵(chen)分類(lei)(lei)粉(fen)體(ti)按(an)其可(ke)燃性(xing)可(ke)劃分為兩類(lei)(lei):一(yi)類(lei)(lei)為可(ke)燃;一(yi)類(lei)(lei)為非可(ke)燃。可(ke)燃粉(fen)體(ti)的分類(lei)(lei)方法(fa)和標準(zhun)在不(bu)同的國家有(you)所不(bu)同。
美(mei)國(guo)將可燃粉(fen)體劃(hua)為(wei)(wei)Ⅱ級危險(xian)品,同時(shi)又將其中的(de)金屬粉(fen)、含(han)碳粉(fen)塵(chen)(chen)、谷(gu)物粉(fen)塵(chen)(chen)列入不同的(de)組。美(mei)國(guo)制定的(de)分類(lei)方法是按被測(ce)粉(fen)體在標準試驗裝置內(nei)發(fa)生(sheng)粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸時(shi)所得升(sheng)壓(ya)速度(du)來進行分類(lei),并劃(hua)分為(wei)(wei)三(san)個等級。我國(guo)目前(qian)尚未見到(dao)關于可燃粉(fen)塵(chen)(chen)分類(lei)的(de)現(xian)成(cheng)標準。
2、粉塵濃(nong)度(du)和顆粒對爆炸的影(ying)響(xiang)
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)(nong)度可燃粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)(zha)(zha)也(ye)存在粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)(nong)度的(de)上(shang)(shang)下限(xian)。該(gai)值受(shou)點(dian)火能量、氧(yang)濃(nong)(nong)度、粉(fen)(fen)體(ti)粒度、粉(fen)(fen)體(ti)品種(zhong)、水分等(deng)多種(zhong)因素(su)的(de)影響(xiang)。采用(yong)簡化公(gong)式,可估算出爆炸(zha)(zha)(zha)極限(xian),一般(ban)而言粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)(zha)(zha)下限(xian)濃(nong)(nong)度為20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)介(jie)于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)受(shou)到(dao)多種(zhong)因素(su)的(de)影響(xiang),其值不(bu)如(ru)下限(xian)易(yi)確定,通常也(ye)不(bu)易(yi)達(da)到(dao)上(shang)(shang)限(xian)的(de)濃(nong)(nong)度。所(suo)以,下限(xian)值更重要(yao)、更有(you)用(yong)。
從物(wu)理(li)意義(yi)上講,粉(fen)塵(chen)濃(nong)度上下(xia)限(xian)(xian)值反映了粒子(zi)間(jian)距離對粒子(zi)燃(ran)燒火(huo)(huo)焰(yan)傳播(bo)的影響,若粒子(zi)間(jian)距離達到使燃(ran)燒火(huo)(huo)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(bo)),爆炸也就(jiu)不會發生;此時(shi)粉(fen)塵(chen)濃(nong)度即低于(yu)爆炸的下(xia)限(xian)(xian)濃(nong)度值。若粒子(zi)間(jian)的距離過(guo)小,粒子(zi)間(jian)氧不足以提供充(chong)分(fen)燃(ran)燒條件,也就(jiu)不能形成爆炸,此時(shi)粒子(zi)濃(nong)度即高于(yu)上限(xian)(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)粒(li)度可(ke)燃物粉(fen)(fen)體(ti)顆粒(li)大于400um時,所(suo)形成的(de)粉(fen)(fen)塵云不再具(ju)有可(ke)爆性(xing)(xing)。但對(dui)于超細粉(fen)(fen)體(ti)當其粒(li)度在10um以下(xia)時則具(ju)有較大的(de)危險性(xing)(xing)。應(ying)引起注意的(de)是,有時即使粉(fen)(fen)體(ti)的(de)平均(jun)粒(li)度大于400um,但其中往往也含有較細的(de)粉(fen)(fen)體(ti),這少部(bu)分的(de)粉(fen)(fen)體(ti)也具(ju)備爆炸性(xing)(xing)。
雖然粉體的(de)粒度對爆炸性能(neng)影響(xiang)的(de)規律性并(bing)(bing)不強(qiang)(qiang),但粉體的(de)尺寸越小,其比表面就(jiu)越大,燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)就(jiu)越快,壓強(qiang)(qiang)升高速度隨之呈線性增加。在一定條件下大壓強(qiang)(qiang)變化不大,因為(wei)這是取決于燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)時發(fa)出的(de)總能(neng)量,而與釋放能(neng)量的(de)速度并(bing)(bing)無明顯的(de)關(guan)系。