粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸就是(shi)懸(xuan)(xuan)浮物于空(kong)氣中的粉(fen)塵(chen)顆(ke)粒與空(kong)氣中的氧氣充分接觸,在(zai)特定條件下瞬(shun)時完成的氧化(hua)反應,反應中放(fang)出大量熱量,進而(er)產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)、高(gao)壓(ya)的現象。任何粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸都必(bi)須具備這樣三個條件:點(dian)火源;可(ke)燃細粉(fen)塵(chen);粉(fen)塵(chen)懸(xuan)(xuan)浮于空(kong)氣中且達到爆(bao)炸濃(nong)度(du)極限范圍。
防爆袋式除塵器(qi)如何防止粉塵爆炸
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉塵(chen)爆炸要比可燃(ran)物質及可燃(ran)氣體(ti)復雜一(yi)(yi)般地,可燃(ran)粉塵(chen)懸浮于空氣中形(xing)成在爆炸濃度范圍內的粉塵(chen)云,在點(dian)火(huo)源作用(yong)下,與點(dian)火(huo)源接觸的部分粉塵(chen)首先被點(dian)燃(ran)并形(xing)成一(yi)(yi)個(ge)小火(huo)球(qiu)。在這(zhe)(zhe)個(ge)小火(huo)球(qiu)燃(ran)燒放出的熱量作用(yong)下,使得周圍臨近(jin)粉塵(chen)被加熱、溫度升高、著火(huo)燃(ran)燒現(xian)象產生,這(zhe)(zhe)樣火(huo)球(qiu)就將迅速擴大而形(xing)成粉塵(chen)爆炸。
粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)難(nan)易程度和劇(ju)烈(lie)程度與(yu)粉(fen)塵(chen)的(de)(de)(de)物理、化學性(xing)質以及(ji)周圍空(kong)氣條件(jian)密(mi)切(qie)相關。一般地,燃(ran)(ran)燒熱越(yue)大、顆(ke)粒越(yue)細,活性(xing)越(yue)高的(de)(de)(de)粉(fen)塵(chen),發生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)危險性(xing)越(yue)大;輕的(de)(de)(de)懸浮物可燃(ran)(ran)物質的(de)(de)(de)爆(bao)炸(zha)危險性(xing)較大;空(kong)氣中氧(yang)氣含量高時,粉(fen)塵(chen)易被燃(ran)(ran)點,爆(bao)炸(zha)也較為(wei)劇(ju)烈(lie)。由于水分(fen)具有抑制爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)作用(yong),所以粉(fen)塵(chen)和氣體越(yue)干(gan)燥(zao),則發生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)危險性(xing)越(yue)大。
(2)粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生(sheng)之后,往(wang)往(wang)會產生(sheng)二(er)(er)次爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是由于(yu)在一次爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)時(shi),有不少粉塵沉(chen)積在一起,其濃(nong)度超過了粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)的上限濃(nong)度值(zhi)而不能(neng)(neng)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是,當一次爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成的沖擊波或氣浪將沉(chen)積粉塵重(zhong)(zhong)新揚(yang)起時(shi),在空(kong)(kong)中與空(kong)(kong)氣混合,濃(nong)度在粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內,就(jiu)可能(neng)(neng)緊接著產生(sheng)二(er)(er)次爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二(er)(er)次爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成的災害往(wang)往(wang)比一次爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)要(yao)嚴重(zhong)(zhong)得多(duo)。
國(guo)內某鋁品(pin)生產(chan)廠1963年發生的塵(chen)爆(bao)炸(zha)事故的直接原因是(shi)排(pai)風(feng)機葉輪與吸入(ru)口端面摩擦(ca)起火引起的。風(feng)機吸入(ru)口處的蝦(xia)米彎及褲(ku)衩三通氣(qi)流不暢,容易(yi)積塵(chen)。特別是(shi)停機時(shi)更容易(yi)滯留粉(fen)塵(chen),一(yi)旦啟動,沉積的粉(fen)塵(chen)被揚起,很快(kuai)達到爆(bao)炸(zha)下限,引起粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
(3)粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)機(ji)理可(ke)燃(ran)粉(fen)塵在(zai)(zai)空氣(qi)(qi)(qi)中燃(ran)燒(shao)時會釋(shi)放出能(neng)量(liang)(liang),井產生大量(liang)(liang)氣(qi)(qi)(qi)體,而釋(shi)放出能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)快慢(man)即燃(ran)燒(shao)速度(du)的(de)(de)(de)大小與粉(fen)體暴(bao)露在(zai)(zai)空氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)面(mian)積(ji)有關。因(yin)此,對(dui)于(yu)同一(yi)種固體物質(zhi)的(de)(de)(de)粉(fen)體,其粒度(du)越(yue)(yue)小,比表面(mian)積(ji)則(ze)(ze)越(yue)(yue)大,燃(ran)燒(shao)擴散(san)(san)就(jiu)越(yue)(yue)快。如果這種固體的(de)(de)(de)粒度(du)很(hen)細。以至可(ke)懸浮起來,一(yi)旦(dan)有點火(huo)源使之引燃(ran),則(ze)(ze)可(ke)在(zai)(zai)極短的(de)(de)(de)時間內釋(shi)放出大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。這些能(neng)量(liang)(liang)來不及散(san)(san)逸到周(zhou)圍環境中去(qu),致使該空間內氣(qi)(qi)(qi)體受到加熱(re)并絕熱(re)膨脹,而另一(yi)方面(mian)粉(fen)體燃(ran)燒(shao)時產生大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體,會使體系形成局部高壓,以致產生爆(bao)炸(zha)及傳播,這就(jiu)是(shi)通常(chang)稱(cheng)作的(de)(de)(de)粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)。
(4)粉塵爆炸與燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)的(de)(de)區別(bie)大塊的(de)(de)固體可燃(ran)物的(de)(de)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)是以(yi)(yi)近于平行(xing)層向內部推(tui)進(jin),例如(ru)煤的(de)(de)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)等。這種(zhong)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)能(neng)量的(de)(de)釋放(fang)比較(jiao)緩慢。所產(chan)生的(de)(de)熱量和氣體可以(yi)(yi)迅速逸散。可燃(ran)性(xing)粉塵的(de)(de)堆狀(zhuang)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao),在(zai)(zai)通風良好的(de)(de)情況下(xia)形(xing)成(cheng)明火燃(ran)燒(shao)(shao)(shao),而在(zai)(zai)通風不好的(de)(de)情況下(xia)。可形(xing)成(cheng)無煙(yan)或(huo)焰的(de)(de)隱(yin)燃(ran)。
可燃粉塵燃燒(shao)時(shi)有幾個階段(duan)(duan):一階段(duan)(duan),表(biao)面粉也被加熱;第二階段(duan)(duan),表(biao)面層氣化,溢出揮發分(fen);第三階段(duan)(duan),揮發分(fen)發生氣相燃燒(shao)。
超細粉體發(fa)生爆炸也(ye)是(shi)一(yi)個較為復雜的(de)(de)過程(cheng),由于粉塵云的(de)(de)尺度一(yi)般(ban)較小(xiao),而(er)火焰傳(chuan)播速度較快(kuai),每秒幾百米,因此(ci)在粉塵中(zhong)心(xin)發(fa)生火源(yuan)點火,在不到0.1s的(de)(de)時間內(nei)就可燃(ran)遍整(zheng)個粉塵云。在此(ci)過程(cheng)中(zhong),如果粉塵已燃(ran)盡,則會生成較高(gao)的(de)(de)壓強;若(ruo)未燃(ran)盡,則生成較低的(de)(de)壓強。可燃(ran)粒(li)子是(shi)否能燃(ran)完,取決于粒(li)子的(de)(de)尺寸和燃(ran)燒深(shen)度。
(5)可(ke)(ke)(ke)(ke)燃(ran)粉塵(chen)分類(lei)粉體按(an)其可(ke)(ke)(ke)(ke)燃(ran)性可(ke)(ke)(ke)(ke)劃(hua)分為兩類(lei):一類(lei)為可(ke)(ke)(ke)(ke)燃(ran);一類(lei)為非可(ke)(ke)(ke)(ke)燃(ran)。可(ke)(ke)(ke)(ke)燃(ran)粉體的分類(lei)方法和標準在不同的國家有所不同。
美國(guo)將可(ke)燃(ran)粉(fen)體劃為Ⅱ級危險(xian)品,同時又將其中的金屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵、谷(gu)物粉(fen)塵列入(ru)不同的組。美國(guo)制(zhi)定的分(fen)類(lei)方法是按被測粉(fen)體在(zai)標準試驗裝置(zhi)內發生粉(fen)塵爆(bao)炸時所得升(sheng)壓速度(du)來進行分(fen)類(lei),并劃分(fen)為三個(ge)等級。我國(guo)目前尚(shang)未見到關于可(ke)燃(ran)粉(fen)塵分(fen)類(lei)的現成標準。
2、粉塵濃(nong)度和顆(ke)粒對爆炸的影響
(1)粉塵(chen)濃(nong)(nong)(nong)度(du)可燃(ran)粉塵(chen)爆炸(zha)也存在粉塵(chen)濃(nong)(nong)(nong)度(du)的(de)上(shang)下(xia)限(xian)。該值受(shou)點火能量、氧濃(nong)(nong)(nong)度(du)、粉體粒度(du)、粉體品(pin)種、水分等多(duo)種因(yin)素的(de)影(ying)響。采(cai)用(yong)簡(jian)化公式,可估算出爆炸(zha)極(ji)限(xian),一般而言(yan)粉塵(chen)爆炸(zha)下(xia)限(xian)濃(nong)(nong)(nong)度(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)受(shou)到多(duo)種因(yin)素的(de)影(ying)響,其值不如下(xia)限(xian)易確(que)定,通常也不易達(da)到上(shang)限(xian)的(de)濃(nong)(nong)(nong)度(du)。所以,下(xia)限(xian)值更重要、更有用(yong)。
從(cong)物理意義上講,粉塵(chen)濃度上下限(xian)(xian)值反(fan)映了(le)粒(li)(li)子間距離對粒(li)(li)子燃燒火焰(yan)傳播(bo)的影響,若(ruo)粒(li)(li)子間距離達到(dao)使(shi)燃燒火焰(yan)不(bu)能(neng)延伸至相鄰粒(li)(li)子時(shi),則燃燒就(jiu)不(bu)能(neng)繼續進(jin)行(傳播(bo)),爆炸也(ye)就(jiu)不(bu)會發生;此時(shi)粉塵(chen)濃度即(ji)低于爆炸的下限(xian)(xian)濃度值。若(ruo)粒(li)(li)子間的距離過小,粒(li)(li)子間氧不(bu)足以提供充(chong)分燃燒條(tiao)件,也(ye)就(jiu)不(bu)能(neng)形成爆炸,此時(shi)粒(li)(li)子濃度即(ji)高于上限(xian)(xian)值。
(2)粉(fen)體(ti)粒(li)度(du)可(ke)燃物粉(fen)體(ti)顆粒(li)大于(yu)(yu)400um時,所形成的(de)粉(fen)塵云不再(zai)具(ju)有(you)可(ke)爆性(xing)。但對于(yu)(yu)超細粉(fen)體(ti)當其(qi)粒(li)度(du)在10um以下時則具(ju)有(you)較(jiao)大的(de)危險性(xing)。應(ying)引起注意的(de)是,有(you)時即使粉(fen)體(ti)的(de)平均粒(li)度(du)大于(yu)(yu)400um,但其(qi)中往(wang)往(wang)也(ye)含有(you)較(jiao)細的(de)粉(fen)體(ti),這少部分的(de)粉(fen)體(ti)也(ye)具(ju)備爆炸性(xing)。
雖然粉體的(de)粒度(du)對爆炸性(xing)能影響(xiang)的(de)規律性(xing)并(bing)不強(qiang),但粉體的(de)尺寸越(yue)小(xiao),其比(bi)表面就(jiu)越(yue)大,燃(ran)燒就(jiu)越(yue)快,壓(ya)(ya)強(qiang)升(sheng)高(gao)速(su)度(du)隨之(zhi)呈線性(xing)增加。在(zai)一定條(tiao)件下大壓(ya)(ya)強(qiang)變化不大,因為這是取決于燃(ran)燒時發出的(de)總能量,而與(yu)釋(shi)放(fang)能量的(de)速(su)度(du)并(bing)無(wu)明顯的(de)關系。