粉(fen)塵爆(bao)炸就是懸浮物于(yu)空氣(qi)中(zhong)的(de)粉(fen)塵顆粒與空氣(qi)中(zhong)的(de)氧氣(qi)充分接觸,在特定條件下瞬時完成的(de)氧化(hua)反應,反應中(zhong)放(fang)出大量(liang)熱量(liang),進而產(chan)生高溫、高壓的(de)現象。任(ren)何(he)粉(fen)塵爆(bao)炸都必須具備這樣三個條件:點火源(yuan);可燃細粉(fen)塵;粉(fen)塵懸浮于(yu)空氣(qi)中(zhong)且(qie)達到爆(bao)炸濃度極限范圍。
防(fang)爆袋(dai)式除塵器如何防(fang)止粉塵爆炸
1、粉塵爆(bao)炸的(de)特點
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆炸要比(bi)可(ke)燃物質及可(ke)燃氣體復雜一般地,可(ke)燃粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)懸(xuan)浮(fu)于空(kong)氣中形成在(zai)爆炸濃度(du)范(fan)圍(wei)(wei)內的粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)云,在(zai)點火(huo)源作用(yong)下,與點火(huo)源接(jie)觸的部分粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)首先被(bei)點燃并形成一個小火(huo)球(qiu)。在(zai)這個小火(huo)球(qiu)燃燒放出(chu)的熱量作用(yong)下,使得周(zhou)圍(wei)(wei)臨近粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)被(bei)加熱、溫度(du)升高、著火(huo)燃燒現象產生(sheng),這樣火(huo)球(qiu)就將迅速擴大而形成粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆炸。
粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)難易(yi)程度和(he)劇烈(lie)程度與粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)物(wu)理、化學性(xing)質(zhi)以(yi)及(ji)周圍空(kong)氣條件密切相關。一般地,燃(ran)(ran)(ran)燒熱越(yue)(yue)(yue)大、顆粒(li)越(yue)(yue)(yue)細,活性(xing)越(yue)(yue)(yue)高的(de)粉(fen)(fen)塵(chen),發生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)危險性(xing)越(yue)(yue)(yue)大;輕(qing)的(de)懸浮物(wu)可燃(ran)(ran)(ran)物(wu)質(zhi)的(de)爆(bao)(bao)炸(zha)危險性(xing)較大;空(kong)氣中氧氣含量(liang)高時,粉(fen)(fen)塵(chen)易(yi)被燃(ran)(ran)(ran)點(dian),爆(bao)(bao)炸(zha)也較為劇烈(lie)。由于水分具(ju)有(you)抑(yi)制(zhi)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)作用,所以(yi)粉(fen)(fen)塵(chen)和(he)氣體越(yue)(yue)(yue)干燥(zao),則發生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)危險性(xing)越(yue)(yue)(yue)大。
(2)粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生之后,往(wang)往(wang)會產生二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是(shi)由于在一次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)時,有不(bu)少(shao)粉塵(chen)(chen)沉積在一起,其濃度(du)(du)超過了粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)的上限濃度(du)(du)值而不(bu)能爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但(dan)是(shi),當一次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成的沖擊波(bo)或氣浪將沉積粉塵(chen)(chen)重新揚起時,在空中與(yu)空氣混(hun)合(he),濃度(du)(du)在粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)范(fan)圍(wei)內,就可(ke)能緊接(jie)著產生二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成的災害往(wang)往(wang)比一次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴重得多。
國內某鋁(lv)品生產廠1963年發生的(de)塵(chen)爆炸(zha)事故的(de)直接原因(yin)是排風機葉輪與吸入(ru)口端面摩擦起火引起的(de)。風機吸入(ru)口處(chu)的(de)蝦(xia)米彎(wan)及褲衩三通氣(qi)流不暢,容易積(ji)塵(chen)。特別是停機時更(geng)容易滯留粉(fen)塵(chen),一旦啟動(dong),沉積(ji)的(de)粉(fen)塵(chen)被揚起,很快達到爆炸(zha)下(xia)限,引起粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)。
(3)粉塵(chen)爆炸(zha)的(de)(de)機理可(ke)燃(ran)(ran)粉塵(chen)在(zai)空(kong)(kong)氣中(zhong)燃(ran)(ran)燒時(shi)會釋放出(chu)(chu)能量(liang),井(jing)產(chan)生大(da)量(liang)氣體(ti),而釋放出(chu)(chu)能量(liang)的(de)(de)快(kuai)慢即燃(ran)(ran)燒速度(du)(du)的(de)(de)大(da)小(xiao)與粉體(ti)暴露在(zai)空(kong)(kong)氣中(zhong)的(de)(de)面積有關。因(yin)此,對于同(tong)一(yi)(yi)種固(gu)體(ti)物質的(de)(de)粉體(ti),其(qi)粒度(du)(du)越小(xiao),比(bi)表面積則(ze)(ze)越大(da),燃(ran)(ran)燒擴散就(jiu)越快(kuai)。如果這種固(gu)體(ti)的(de)(de)粒度(du)(du)很(hen)細。以至可(ke)懸浮起來,一(yi)(yi)旦有點火源使之引燃(ran)(ran),則(ze)(ze)可(ke)在(zai)極短的(de)(de)時(shi)間內釋放出(chu)(chu)大(da)量(liang)的(de)(de)能量(liang)。這些能量(liang)來不及(ji)散逸到(dao)周圍環境中(zhong)去,致(zhi)使該空(kong)(kong)間內氣體(ti)受到(dao)加熱并絕熱膨脹,而另一(yi)(yi)方面粉體(ti)燃(ran)(ran)燒時(shi)產(chan)生大(da)量(liang)的(de)(de)氣體(ti),會使體(ti)系形成(cheng)局部高壓,以致(zhi)產(chan)生爆炸(zha)及(ji)傳播,這就(jiu)是通常稱作的(de)(de)粉塵(chen)爆炸(zha)。
(4)粉(fen)塵(chen)爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)區別大塊的(de)(de)固體可(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(xiang)內部推進,例如煤的(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)等。這種燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量的(de)(de)釋放比較緩慢(man)。所產生(sheng)的(de)(de)熱量和氣(qi)體可(ke)以(yi)迅速(su)逸散。可(ke)燃(ran)(ran)性(xing)粉(fen)塵(chen)的(de)(de)堆狀燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),在(zai)通(tong)風(feng)(feng)良(liang)好的(de)(de)情況下形(xing)成明火燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在(zai)通(tong)風(feng)(feng)不好的(de)(de)情況下。可(ke)形(xing)成無煙或焰的(de)(de)隱(yin)燃(ran)(ran)。
可燃(ran)(ran)粉塵(chen)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)時(shi)有幾個階(jie)(jie)段(duan):一(yi)階(jie)(jie)段(duan),表(biao)面粉也被加熱;第(di)(di)二階(jie)(jie)段(duan),表(biao)面層(ceng)氣化,溢(yi)出(chu)揮發(fa)分;第(di)(di)三階(jie)(jie)段(duan),揮發(fa)分發(fa)生氣相燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)。
超細(xi)粉(fen)體發生(sheng)爆炸也是一個較(jiao)為復(fu)雜的過(guo)程,由于粉(fen)塵(chen)云(yun)的尺度一般較(jiao)小,而火焰(yan)傳播速(su)度較(jiao)快,每秒幾百米,因(yin)此(ci)在(zai)粉(fen)塵(chen)中(zhong)心發生(sheng)火源點火,在(zai)不到0.1s的時間內就可燃遍整個粉(fen)塵(chen)云(yun)。在(zai)此(ci)過(guo)程中(zhong),如果粉(fen)塵(chen)已燃盡,則(ze)會生(sheng)成較(jiao)高的壓強;若(ruo)未燃盡,則(ze)生(sheng)成較(jiao)低的壓強。可燃粒(li)子(zi)是否(fou)能燃完,取決于粒(li)子(zi)的尺寸和燃燒深(shen)度。
(5)可(ke)燃(ran)粉塵分類(lei)粉體(ti)(ti)按其(qi)可(ke)燃(ran)性可(ke)劃分為兩(liang)類(lei):一類(lei)為可(ke)燃(ran);一類(lei)為非可(ke)燃(ran)。可(ke)燃(ran)粉體(ti)(ti)的分類(lei)方法和(he)標準在不(bu)同的國家有所不(bu)同。
美國將可燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體劃為(wei)Ⅱ級危險品,同(tong)時又將其中的(de)(de)(de)金(jin)屬粉(fen)(fen)(fen)(fen)、含碳(tan)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵、谷(gu)物粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵列入(ru)不同(tong)的(de)(de)(de)組(zu)。美國制定的(de)(de)(de)分(fen)(fen)類(lei)方法是按被(bei)測粉(fen)(fen)(fen)(fen)體在標準(zhun)試驗(yan)裝置內發生粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵爆炸(zha)時所得(de)升壓速度來進行分(fen)(fen)類(lei),并劃分(fen)(fen)為(wei)三個等級。我國目(mu)前尚未(wei)見到關于可燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵分(fen)(fen)類(lei)的(de)(de)(de)現(xian)成標準(zhun)。
2、粉塵濃度(du)和顆(ke)粒對(dui)爆炸的影響
(1)粉塵(chen)(chen)(chen)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)可燃粉塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)也存在粉塵(chen)(chen)(chen)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)的(de)上下(xia)限(xian)(xian)。該值(zhi)受點火能量、氧濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)、粉體(ti)粒度(du)(du)、粉體(ti)品(pin)種、水(shui)分等多種因(yin)素(su)的(de)影(ying)響。采用簡(jian)化公式,可估算出爆(bao)(bao)炸(zha)極限(xian)(xian),一般而言粉塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)下(xia)限(xian)(xian)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)為20~60g/m3,上限(xian)(xian)介于(yu)2~6kg/m3。上限(xian)(xian)受到多種因(yin)素(su)的(de)影(ying)響,其(qi)值(zhi)不(bu)如下(xia)限(xian)(xian)易(yi)確(que)定,通常也不(bu)易(yi)達(da)到上限(xian)(xian)的(de)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)。所以,下(xia)限(xian)(xian)值(zhi)更(geng)重要(yao)、更(geng)有(you)用。
從物理意(yi)義上(shang)講(jiang),粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)上(shang)下限值(zhi)反映了粒(li)(li)子(zi)間(jian)距離對粒(li)(li)子(zi)燃(ran)燒(shao)火焰傳(chuan)(chuan)播(bo)的(de)(de)影(ying)響,若粒(li)(li)子(zi)間(jian)距離達(da)到使燃(ran)燒(shao)火焰不能延伸至(zhi)相(xiang)鄰粒(li)(li)子(zi)時,則燃(ran)燒(shao)就不能繼續進行(傳(chuan)(chuan)播(bo)),爆(bao)炸(zha)也(ye)就不會發生;此時粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)即(ji)低于爆(bao)炸(zha)的(de)(de)下限濃(nong)度(du)值(zhi)。若粒(li)(li)子(zi)間(jian)的(de)(de)距離過(guo)小,粒(li)(li)子(zi)間(jian)氧不足以提供充(chong)分燃(ran)燒(shao)條件,也(ye)就不能形成(cheng)爆(bao)炸(zha),此時粒(li)(li)子(zi)濃(nong)度(du)即(ji)高于上(shang)限值(zhi)。
(2)粉(fen)體粒(li)(li)度可(ke)燃物粉(fen)體顆粒(li)(li)大于400um時,所形成的(de)(de)粉(fen)塵(chen)云不再具有可(ke)爆性。但對于超細粉(fen)體當(dang)其(qi)粒(li)(li)度在10um以下時則具有較大的(de)(de)危險性。應引起注(zhu)意的(de)(de)是,有時即使(shi)粉(fen)體的(de)(de)平均粒(li)(li)度大于400um,但其(qi)中往往也含有較細的(de)(de)粉(fen)體,這(zhe)少部分的(de)(de)粉(fen)體也具備爆炸(zha)性。
雖(sui)然粉體的(de)(de)(de)粒度對爆(bao)炸性能影響的(de)(de)(de)規(gui)律性并(bing)不強(qiang),但粉體的(de)(de)(de)尺寸越小,其比表面就越大,燃(ran)燒就越快,壓強(qiang)升高速(su)度隨(sui)之呈線性增加(jia)。在一定條件(jian)下大壓強(qiang)變化不大,因為(wei)這是(shi)取決于燃(ran)燒時(shi)發(fa)出的(de)(de)(de)總能量,而與釋(shi)放能量的(de)(de)(de)速(su)度并(bing)無明顯的(de)(de)(de)關系。