粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸就是懸浮(fu)物于空(kong)(kong)氣(qi)中的(de)粉(fen)(fen)(fen)塵顆粒與(yu)空(kong)(kong)氣(qi)中的(de)氧氣(qi)充分接觸(chu),在特定條(tiao)(tiao)件(jian)下瞬時完成的(de)氧化(hua)反應(ying),反應(ying)中放出大量熱量,進而產(chan)生高溫、高壓的(de)現象。任何粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸都必(bi)須(xu)具(ju)備這(zhe)樣三個條(tiao)(tiao)件(jian):點火源;可燃細粉(fen)(fen)(fen)塵;粉(fen)(fen)(fen)塵懸浮(fu)于空(kong)(kong)氣(qi)中且(qie)達到爆炸濃度極限(xian)范圍。
防爆袋式除塵(chen)器如何防止粉塵(chen)爆炸
1、粉塵(chen)爆炸(zha)的(de)特點
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸要比可燃物(wu)質及(ji)可燃氣體復雜一般地,可燃粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)懸(xuan)浮于空氣中形(xing)成(cheng)在(zai)爆(bao)炸濃度范(fan)圍內的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云,在(zai)點火(huo)(huo)源作用下(xia),與(yu)點火(huo)(huo)源接觸的(de)部分粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)首先被點燃并形(xing)成(cheng)一個(ge)小火(huo)(huo)球。在(zai)這個(ge)小火(huo)(huo)球燃燒(shao)放(fang)出的(de)熱量(liang)作用下(xia),使得周圍臨近(jin)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)被加熱、溫度升高(gao)、著火(huo)(huo)燃燒(shao)現象產生,這樣(yang)火(huo)(huo)球就將迅速擴(kuo)大而形(xing)成(cheng)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸。
粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)難易程(cheng)度和劇烈程(cheng)度與粉塵的(de)物(wu)理、化學(xue)性(xing)質(zhi)(zhi)以及周圍空氣(qi)(qi)條件密切相關(guan)。一般地,燃燒(shao)熱越(yue)大(da)、顆粒越(yue)細,活性(xing)越(yue)高的(de)粉塵,發生爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)危險(xian)性(xing)越(yue)大(da);輕(qing)的(de)懸浮物(wu)可燃物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)爆(bao)炸(zha)(zha)危險(xian)性(xing)較大(da);空氣(qi)(qi)中氧氣(qi)(qi)含量高時,粉塵易被燃點(dian),爆(bao)炸(zha)(zha)也(ye)較為劇烈。由(you)于水分具有(you)抑制爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)作(zuo)用,所(suo)以粉塵和氣(qi)(qi)體越(yue)干燥,則發生爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)危險(xian)性(xing)越(yue)大(da)。
(2)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)發(fa)生之后(hou),往(wang)往(wang)會產生二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)這是由于在(zai)一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)時,有不少粉(fen)塵(chen)(chen)沉(chen)積在(zai)一(yi)起,其(qi)濃度超過了粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)上限濃度值而(er)不能爆(bao)炸(zha)(zha)。但是,當一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)形成的(de)沖擊波或氣(qi)浪將沉(chen)積粉(fen)塵(chen)(chen)重新揚起時,在(zai)空中與(yu)空氣(qi)混合,濃度在(zai)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)范圍內,就可能緊(jin)接著產生二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)。第二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)所(suo)造(zao)成的(de)災害(hai)往(wang)往(wang)比(bi)一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)要嚴(yan)重得(de)多。
國內某(mou)鋁品生(sheng)產廠1963年發生(sheng)的(de)塵爆炸事故的(de)直(zhi)接原因是(shi)排風機(ji)葉輪與(yu)吸入(ru)(ru)口(kou)端(duan)面摩擦起(qi)火(huo)引起(qi)的(de)。風機(ji)吸入(ru)(ru)口(kou)處的(de)蝦米彎及褲(ku)衩三通氣流(liu)不暢,容易積塵。特別(bie)是(shi)停機(ji)時更容易滯留粉塵,一旦(dan)啟動,沉積的(de)粉塵被揚起(qi),很快達到(dao)爆炸下限,引起(qi)粉塵爆炸。
(3)粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)的機理可(ke)燃(ran)(ran)(ran)(ran)粉(fen)塵(chen)在(zai)空氣中燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒時(shi)會(hui)釋(shi)放(fang)出(chu)能量(liang),井產生(sheng)大(da)(da)(da)量(liang)氣體(ti)(ti),而(er)釋(shi)放(fang)出(chu)能量(liang)的快慢即燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒速(su)度的大(da)(da)(da)小(xiao)與粉(fen)體(ti)(ti)暴露在(zai)空氣中的面積有(you)關。因此,對于同一(yi)種固(gu)體(ti)(ti)物質的粉(fen)體(ti)(ti),其粒度越(yue)小(xiao),比表面積則越(yue)大(da)(da)(da),燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒擴散就越(yue)快。如果這(zhe)種固(gu)體(ti)(ti)的粒度很細。以(yi)至可(ke)懸浮起來,一(yi)旦有(you)點火源使之引燃(ran)(ran)(ran)(ran),則可(ke)在(zai)極短的時(shi)間(jian)內釋(shi)放(fang)出(chu)大(da)(da)(da)量(liang)的能量(liang)。這(zhe)些能量(liang)來不(bu)及散逸(yi)到周(zhou)圍環境中去,致使該空間(jian)內氣體(ti)(ti)受到加(jia)熱并絕熱膨(peng)脹,而(er)另(ling)一(yi)方面粉(fen)體(ti)(ti)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒時(shi)產生(sheng)大(da)(da)(da)量(liang)的氣體(ti)(ti),會(hui)使體(ti)(ti)系(xi)形成(cheng)局(ju)部高(gao)壓,以(yi)致產生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)及傳播,這(zhe)就是通常稱作的粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)。
(4)粉(fen)塵爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)區別大塊的(de)(de)固(gu)體可(ke)(ke)燃(ran)(ran)物的(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以(yi)近(jin)于(yu)平行層向內部推進(jin),例(li)如煤的(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)等。這種燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量的(de)(de)釋(shi)放比較(jiao)緩(huan)慢。所產生的(de)(de)熱(re)量和(he)氣體可(ke)(ke)以(yi)迅速逸散。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)性粉(fen)塵的(de)(de)堆狀燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),在通風良(liang)好的(de)(de)情(qing)況(kuang)下形(xing)成明(ming)火燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在通風不(bu)好的(de)(de)情(qing)況(kuang)下。可(ke)(ke)形(xing)成無煙(yan)或焰(yan)的(de)(de)隱燃(ran)(ran)。
可燃粉塵燃燒(shao)時有(you)幾個階(jie)段(duan):一階(jie)段(duan),表面粉也被加(jia)熱;第二階(jie)段(duan),表面層氣化(hua),溢出揮發分;第三階(jie)段(duan),揮發分發生氣相(xiang)燃燒(shao)。
超細(xi)粉體(ti)發生爆(bao)炸也是(shi)一(yi)(yi)個(ge)較(jiao)為復雜(za)的過(guo)程,由于粉塵云的尺度(du)一(yi)(yi)般較(jiao)小,而火焰傳播(bo)速(su)度(du)較(jiao)快,每秒幾百(bai)米,因此(ci)在粉塵中(zhong)心發生火源點火,在不到(dao)0.1s的時間內就可(ke)燃(ran)遍整個(ge)粉塵云。在此(ci)過(guo)程中(zhong),如果粉塵已(yi)燃(ran)盡,則會生成較(jiao)高的壓(ya)強;若未燃(ran)盡,則生成較(jiao)低的壓(ya)強。可(ke)燃(ran)粒(li)(li)子是(shi)否能(neng)燃(ran)完,取(qu)決于粒(li)(li)子的尺寸和燃(ran)燒深度(du)。
(5)可(ke)(ke)(ke)燃粉(fen)塵分類粉(fen)體(ti)按其可(ke)(ke)(ke)燃性可(ke)(ke)(ke)劃分為兩類:一類為可(ke)(ke)(ke)燃;一類為非可(ke)(ke)(ke)燃。可(ke)(ke)(ke)燃粉(fen)體(ti)的(de)分類方法和標準在(zai)不(bu)同(tong)(tong)的(de)國家有所不(bu)同(tong)(tong)。
美(mei)國(guo)(guo)將可(ke)燃粉(fen)體劃為Ⅱ級危險品,同(tong)時又將其中的(de)(de)(de)金屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵、谷(gu)物粉(fen)塵列(lie)入不同(tong)的(de)(de)(de)組。美(mei)國(guo)(guo)制定的(de)(de)(de)分(fen)(fen)類方法是按(an)被測粉(fen)體在標準試驗裝(zhuang)置(zhi)內發生粉(fen)塵爆(bao)炸時所得升壓速度來進行分(fen)(fen)類,并劃分(fen)(fen)為三個(ge)等級。我國(guo)(guo)目(mu)前尚未見到關于可(ke)燃粉(fen)塵分(fen)(fen)類的(de)(de)(de)現成標準。
2、粉塵濃度(du)和(he)顆粒對爆炸的影響
(1)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)濃度(du)(du)可燃粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸也存在粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)濃度(du)(du)的(de)(de)上(shang)下限(xian)(xian)。該值(zhi)受點(dian)火能量、氧濃度(du)(du)、粉(fen)(fen)(fen)體(ti)粒(li)度(du)(du)、粉(fen)(fen)(fen)體(ti)品(pin)種(zhong)、水分等多種(zhong)因(yin)素的(de)(de)影響(xiang)。采用簡化公式,可估算出爆(bao)炸極限(xian)(xian),一般而言粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸下限(xian)(xian)濃度(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)(xian)介(jie)于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)(xian)受到(dao)多種(zhong)因(yin)素的(de)(de)影響(xiang),其值(zhi)不如下限(xian)(xian)易(yi)確定,通常也不易(yi)達(da)到(dao)上(shang)限(xian)(xian)的(de)(de)濃度(du)(du)。所以,下限(xian)(xian)值(zhi)更重要(yao)、更有(you)用。
從物理意義上講,粉塵濃(nong)(nong)度上下限值(zhi)反映了粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)間(jian)距(ju)離(li)對粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)火焰(yan)傳播(bo)的影響,若(ruo)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)間(jian)距(ju)離(li)達(da)到(dao)使燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)火焰(yan)不能(neng)(neng)延伸(shen)至相鄰粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)時,則燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)就不能(neng)(neng)繼續進(jin)行(傳播(bo)),爆(bao)炸也就不會發生;此時粉塵濃(nong)(nong)度即(ji)低于(yu)爆(bao)炸的下限濃(nong)(nong)度值(zhi)。若(ruo)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)間(jian)的距(ju)離(li)過小(xiao),粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)間(jian)氧不足以提供(gong)充(chong)分(fen)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)條件,也就不能(neng)(neng)形成爆(bao)炸,此時粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)濃(nong)(nong)度即(ji)高于(yu)上限值(zhi)。
(2)粉(fen)體(ti)粒度可(ke)燃物粉(fen)體(ti)顆粒大(da)(da)于(yu)400um時,所形成(cheng)的粉(fen)塵云不再(zai)具有(you)(you)可(ke)爆性(xing)。但(dan)對于(yu)超細粉(fen)體(ti)當其(qi)(qi)粒度在10um以(yi)下時則具有(you)(you)較大(da)(da)的危(wei)險性(xing)。應引起注意的是,有(you)(you)時即使粉(fen)體(ti)的平均(jun)粒度大(da)(da)于(yu)400um,但(dan)其(qi)(qi)中(zhong)往(wang)往(wang)也含有(you)(you)較細的粉(fen)體(ti),這(zhe)少部分(fen)的粉(fen)體(ti)也具備(bei)爆炸性(xing)。
雖然粉體的(de)粒度(du)對爆(bao)炸性能影響的(de)規律性并不強,但粉體的(de)尺寸(cun)越小,其比表(biao)面就越大,燃(ran)燒(shao)就越快,壓強升高速度(du)隨之呈線性增加。在一定條(tiao)件(jian)下大壓強變化不大,因為這是取決于燃(ran)燒(shao)時發(fa)出(chu)的(de)總(zong)能量(liang),而與釋(shi)放能量(liang)的(de)速度(du)并無明顯的(de)關系。