粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸就是懸浮物于空氣(qi)中(zhong)(zhong)的粉(fen)(fen)塵(chen)顆(ke)粒與空氣(qi)中(zhong)(zhong)的氧(yang)(yang)氣(qi)充(chong)分接觸,在特(te)定條件下瞬時完成的氧(yang)(yang)化反應,反應中(zhong)(zhong)放出大量熱量,進而產生高溫、高壓的現(xian)象。任何(he)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸都必須具備這樣三個(ge)條件:點火源;可燃細粉(fen)(fen)塵(chen);粉(fen)(fen)塵(chen)懸浮于空氣(qi)中(zhong)(zhong)且(qie)達到(dao)爆(bao)炸濃度(du)極限范(fan)圍(wei)。
防(fang)爆(bao)袋(dai)式除塵器如何防(fang)止粉塵爆(bao)炸
1、粉塵爆(bao)炸的(de)特點(dian)
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)要比可(ke)燃(ran)物(wu)質及可(ke)燃(ran)氣(qi)體復雜一(yi)般地,可(ke)燃(ran)粉(fen)塵(chen)(chen)懸浮于空氣(qi)中(zhong)形成在爆炸(zha)濃(nong)度范(fan)圍內(nei)的(de)粉(fen)塵(chen)(chen)云,在點(dian)火(huo)(huo)源(yuan)作(zuo)用(yong)下,與點(dian)火(huo)(huo)源(yuan)接觸(chu)的(de)部分(fen)粉(fen)塵(chen)(chen)首(shou)先被(bei)點(dian)燃(ran)并形成一(yi)個小火(huo)(huo)球。在這(zhe)個小火(huo)(huo)球燃(ran)燒放出的(de)熱(re)量作(zuo)用(yong)下,使得周圍臨近粉(fen)塵(chen)(chen)被(bei)加熱(re)、溫度升(sheng)高(gao)、著火(huo)(huo)燃(ran)燒現象產生(sheng),這(zhe)樣(yang)火(huo)(huo)球就(jiu)將迅(xun)速擴大(da)而形成粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)。
粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)難易(yi)程度(du)和(he)劇烈程度(du)與粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)(de)物(wu)理、化學性質以(yi)及周(zhou)圍空氣條件密切相關(guan)。一般地,燃燒熱越(yue)(yue)(yue)大、顆(ke)粒(li)越(yue)(yue)(yue)細,活性越(yue)(yue)(yue)高的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen),發(fa)生爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)危(wei)險(xian)性越(yue)(yue)(yue)大;輕的(de)(de)懸(xuan)浮(fu)物(wu)可燃物(wu)質的(de)(de)爆(bao)炸(zha)(zha)危(wei)險(xian)性較大;空氣中氧(yang)氣含量高時,粉(fen)(fen)塵(chen)易(yi)被燃點,爆(bao)炸(zha)(zha)也(ye)較為劇烈。由(you)于水分(fen)具有抑制(zhi)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)作用,所(suo)以(yi)粉(fen)(fen)塵(chen)和(he)氣體越(yue)(yue)(yue)干(gan)燥,則發(fa)生爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)危(wei)險(xian)性越(yue)(yue)(yue)大。
(2)粉塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)發生(sheng)之后,往往會產生(sheng)二(er)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)這(zhe)是由于在(zai)一次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)時,有(you)不(bu)(bu)少(shao)粉塵(chen)沉(chen)積在(zai)一起,其濃度(du)超過了(le)粉塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)上限濃度(du)值(zhi)而(er)不(bu)(bu)能(neng)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。但是,當一次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)沖擊波或氣浪將沉(chen)積粉塵(chen)重(zhong)新揚起時,在(zai)空中與空氣混(hun)合(he),濃度(du)在(zai)粉塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)范圍內,就(jiu)可能(neng)緊接著產生(sheng)二(er)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。第二(er)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)所(suo)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)災害(hai)往往比一次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)要嚴重(zhong)得多。
國內某鋁(lv)品生(sheng)產(chan)廠1963年發生(sheng)的(de)(de)塵爆(bao)炸(zha)事故的(de)(de)直接原因是(shi)排(pai)風機(ji)(ji)葉輪與吸入口(kou)端面摩擦起(qi)火引起(qi)的(de)(de)。風機(ji)(ji)吸入口(kou)處的(de)(de)蝦米彎及褲(ku)衩三通氣流不(bu)暢(chang),容(rong)易積塵。特(te)別是(shi)停機(ji)(ji)時(shi)更容(rong)易滯(zhi)留粉塵,一旦啟動,沉積的(de)(de)粉塵被(bei)揚起(qi),很快(kuai)達到爆(bao)炸(zha)下限,引起(qi)粉塵爆(bao)炸(zha)。
(3)粉(fen)塵爆炸的(de)(de)(de)(de)(de)機理可燃(ran)粉(fen)塵在(zai)空氣(qi)中燃(ran)燒時(shi)會釋放出(chu)能量(liang)(liang)(liang),井產生大(da)量(liang)(liang)(liang)氣(qi)體,而釋放出(chu)能量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)快慢即燃(ran)燒速度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小與粉(fen)體暴露在(zai)空氣(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)面積(ji)(ji)有關。因(yin)此(ci),對于同一種(zhong)固體物質的(de)(de)(de)(de)(de)粉(fen)體,其粒度(du)越(yue)(yue)小,比(bi)表面積(ji)(ji)則越(yue)(yue)大(da),燃(ran)燒擴散就越(yue)(yue)快。如果(guo)這(zhe)(zhe)種(zhong)固體的(de)(de)(de)(de)(de)粒度(du)很(hen)細。以至可懸(xuan)浮起來,一旦(dan)有點火源使(shi)(shi)之引燃(ran),則可在(zai)極短(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)內釋放出(chu)大(da)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)(liang)。這(zhe)(zhe)些能量(liang)(liang)(liang)來不及(ji)散逸到周圍環境(jing)中去(qu),致(zhi)使(shi)(shi)該空間(jian)內氣(qi)體受(shou)到加熱并(bing)絕熱膨脹,而另一方面粉(fen)體燃(ran)燒時(shi)產生大(da)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)體,會使(shi)(shi)體系形成局部高壓(ya),以致(zhi)產生爆炸及(ji)傳播,這(zhe)(zhe)就是通常稱作的(de)(de)(de)(de)(de)粉(fen)塵爆炸。
(4)粉塵爆炸(zha)與燃(ran)燒(shao)的(de)(de)(de)區別大塊(kuai)的(de)(de)(de)固體可(ke)燃(ran)物的(de)(de)(de)燃(ran)燒(shao)是以近于平行層向內部推進,例如煤的(de)(de)(de)燃(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)燒(shao)能量的(de)(de)(de)釋(shi)放比較緩慢。所產生的(de)(de)(de)熱(re)量和(he)氣體可(ke)以迅速(su)逸散。可(ke)燃(ran)性(xing)粉塵的(de)(de)(de)堆狀燃(ran)燒(shao),在(zai)通風(feng)良好的(de)(de)(de)情(qing)況下形成明火燃(ran)燒(shao),而在(zai)通風(feng)不(bu)好的(de)(de)(de)情(qing)況下。可(ke)形成無煙或焰(yan)的(de)(de)(de)隱燃(ran)。
可燃粉塵燃燒時有幾個階(jie)段(duan):一(yi)階(jie)段(duan),表(biao)面粉也被加熱;第二階(jie)段(duan),表(biao)面層(ceng)氣(qi)化(hua),溢出揮發分;第三階(jie)段(duan),揮發分發生(sheng)氣(qi)相燃燒。
超細粉(fen)體發生(sheng)(sheng)爆(bao)炸(zha)也是一個較為復雜(za)的(de)(de)(de)過程,由于粉(fen)塵云的(de)(de)(de)尺(chi)度(du)一般較小,而火(huo)焰傳播速度(du)較快,每秒幾百米,因此在粉(fen)塵中心發生(sheng)(sheng)火(huo)源點火(huo),在不到0.1s的(de)(de)(de)時間內就(jiu)可燃(ran)遍(bian)整個粉(fen)塵云。在此過程中,如果粉(fen)塵已燃(ran)盡(jin),則會生(sheng)(sheng)成較高(gao)的(de)(de)(de)壓強;若未燃(ran)盡(jin),則生(sheng)(sheng)成較低的(de)(de)(de)壓強。可燃(ran)粒子是否能燃(ran)完(wan),取決于粒子的(de)(de)(de)尺(chi)寸和燃(ran)燒深度(du)。
(5)可(ke)燃粉塵分類粉體按其可(ke)燃性(xing)可(ke)劃分為(wei)兩類:一類為(wei)可(ke)燃;一類為(wei)非可(ke)燃。可(ke)燃粉體的(de)分類方法和標準在不同(tong)的(de)國(guo)家有所(suo)不同(tong)。
美國將可(ke)(ke)燃粉(fen)體劃為Ⅱ級危(wei)險品,同時又將其中的(de)金(jin)屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵、谷物粉(fen)塵列(lie)入(ru)不同的(de)組(zu)。美國制定的(de)分類方法是(shi)按被測粉(fen)體在標(biao)(biao)準(zhun)試驗裝(zhuang)置內發生粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)時所得升(sheng)壓速度(du)來進(jin)行分類,并(bing)劃分為三個等級。我國目前尚(shang)未(wei)見到關(guan)于可(ke)(ke)燃粉(fen)塵分類的(de)現成標(biao)(biao)準(zhun)。
2、粉(fen)塵濃(nong)度和顆粒對爆炸的影(ying)響
(1)粉(fen)塵濃(nong)(nong)(nong)度(du)可燃(ran)粉(fen)塵爆炸也存在粉(fen)塵濃(nong)(nong)(nong)度(du)的(de)上下(xia)限(xian)(xian)(xian)。該(gai)值(zhi)受點火能量、氧濃(nong)(nong)(nong)度(du)、粉(fen)體粒度(du)、粉(fen)體品(pin)種、水分(fen)等(deng)多種因(yin)素的(de)影響。采(cai)用(yong)簡化公式,可估算(suan)出爆炸極限(xian)(xian)(xian),一般而言(yan)粉(fen)塵爆炸下(xia)限(xian)(xian)(xian)濃(nong)(nong)(nong)度(du)為20~60g/m3,上限(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)(xian)(xian)受到多種因(yin)素的(de)影響,其(qi)值(zhi)不如下(xia)限(xian)(xian)(xian)易確定,通常也不易達到上限(xian)(xian)(xian)的(de)濃(nong)(nong)(nong)度(du)。所以,下(xia)限(xian)(xian)(xian)值(zhi)更(geng)重要、更(geng)有用(yong)。
從物理意義上講,粉(fen)塵濃(nong)(nong)度上下限值(zhi)反映(ying)了(le)粒(li)(li)子間(jian)距離對粒(li)(li)子燃(ran)燒火焰傳播(bo)的影響,若粒(li)(li)子間(jian)距離達到使燃(ran)燒火焰不(bu)(bu)能延伸至相鄰粒(li)(li)子時,則燃(ran)燒就(jiu)不(bu)(bu)能繼(ji)續進行(xing)(傳播(bo)),爆(bao)炸也就(jiu)不(bu)(bu)會發(fa)生;此(ci)時粉(fen)塵濃(nong)(nong)度即(ji)低(di)于爆(bao)炸的下限濃(nong)(nong)度值(zhi)。若粒(li)(li)子間(jian)的距離過小,粒(li)(li)子間(jian)氧不(bu)(bu)足以提供充分燃(ran)燒條(tiao)件,也就(jiu)不(bu)(bu)能形成爆(bao)炸,此(ci)時粒(li)(li)子濃(nong)(nong)度即(ji)高于上限值(zhi)。
(2)粉體(ti)粒度可燃物粉體(ti)顆粒大(da)于(yu)(yu)400um時,所形成的(de)(de)粉塵云不再具(ju)(ju)有可爆(bao)性(xing)。但(dan)對于(yu)(yu)超細粉體(ti)當其(qi)粒度在10um以下時則具(ju)(ju)有較大(da)的(de)(de)危險性(xing)。應引(yin)起注意的(de)(de)是,有時即(ji)使粉體(ti)的(de)(de)平(ping)均粒度大(da)于(yu)(yu)400um,但(dan)其(qi)中往往也(ye)含(han)有較細的(de)(de)粉體(ti),這少部分的(de)(de)粉體(ti)也(ye)具(ju)(ju)備爆(bao)炸性(xing)。
雖然粉體的(de)粒(li)度(du)(du)對爆(bao)炸性(xing)能(neng)(neng)影響的(de)規律性(xing)并不強(qiang),但粉體的(de)尺寸(cun)越(yue)小(xiao),其比表面就越(yue)大(da),燃(ran)燒就越(yue)快,壓(ya)強(qiang)升(sheng)高速度(du)(du)隨之呈(cheng)線(xian)性(xing)增加(jia)。在一定條件下(xia)大(da)壓(ya)強(qiang)變化不大(da),因為(wei)這是取(qu)決(jue)于燃(ran)燒時發出的(de)總能(neng)(neng)量,而(er)與釋放能(neng)(neng)量的(de)速度(du)(du)并無明顯的(de)關系(xi)。