粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)就是(shi)懸(xuan)浮(fu)物于空氣(qi)中(zhong)(zhong)的粉塵(chen)顆粒(li)與空氣(qi)中(zhong)(zhong)的氧氣(qi)充分接觸(chu),在特定條件下瞬時完成的氧化反應,反應中(zhong)(zhong)放出大(da)量熱量,進(jin)而(er)產生高溫、高壓的現象。任何粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)都(dou)必須具備這樣三個(ge)條件:點火源;可燃細粉塵(chen);粉塵(chen)懸(xuan)浮(fu)于空氣(qi)中(zhong)(zhong)且(qie)達到爆(bao)炸(zha)濃(nong)度極限(xian)范圍。
防(fang)爆袋式除塵器如何(he)防(fang)止粉塵爆炸
1、粉塵爆炸的(de)特(te)點
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)要(yao)比可(ke)燃(ran)(ran)物質及(ji)可(ke)燃(ran)(ran)氣體復雜一般地,可(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)懸浮于空(kong)氣中形(xing)成(cheng)在(zai)爆(bao)炸(zha)濃度范(fan)圍(wei)內的粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云,在(zai)點(dian)火(huo)源作用(yong)下(xia),與點(dian)火(huo)源接觸的部分粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)首先(xian)被點(dian)燃(ran)(ran)并形(xing)成(cheng)一個小(xiao)火(huo)球(qiu)。在(zai)這個小(xiao)火(huo)球(qiu)燃(ran)(ran)燒放出的熱(re)量作用(yong)下(xia),使得周圍(wei)臨近粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)被加熱(re)、溫度升(sheng)高、著火(huo)燃(ran)(ran)燒現象產生,這樣火(huo)球(qiu)就(jiu)將(jiang)迅(xun)速擴(kuo)大而形(xing)成(cheng)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)。
粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)難易程(cheng)度(du)和劇(ju)烈(lie)程(cheng)度(du)與(yu)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)的(de)(de)物(wu)理、化學(xue)性(xing)(xing)質(zhi)以(yi)及(ji)周圍空氣(qi)(qi)條件密切(qie)相關。一般地(di),燃燒熱越大(da)、顆(ke)粒(li)越細,活性(xing)(xing)越高(gao)的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen),發生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危險性(xing)(xing)越大(da);輕的(de)(de)懸浮物(wu)可燃物(wu)質(zhi)的(de)(de)爆(bao)炸(zha)危險性(xing)(xing)較(jiao)大(da);空氣(qi)(qi)中氧(yang)氣(qi)(qi)含量高(gao)時,粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)易被(bei)燃點,爆(bao)炸(zha)也較(jiao)為劇(ju)烈(lie)。由于水分具(ju)有抑制爆(bao)炸(zha)的(de)(de)作用,所以(yi)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)和氣(qi)(qi)體越干燥,則發生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危險性(xing)(xing)越大(da)。
(2)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)發生之(zhi)后(hou),往(wang)往(wang)會產生二次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)這是由于(yu)在一(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)時,有不少粉(fen)塵(chen)(chen)沉積在一(yi)起,其濃度(du)超過了粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的上限濃度(du)值而(er)不能爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。但是,當一(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)形成的沖擊波或氣浪將沉積粉(fen)塵(chen)(chen)重(zhong)新揚起時,在空(kong)中(zhong)與空(kong)氣混(hun)合,濃度(du)在粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)范圍內,就可(ke)能緊接著(zhu)產生二次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。第(di)二次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)所造成的災(zai)害往(wang)往(wang)比一(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)要(yao)嚴重(zhong)得多。
國內某鋁品生產廠1963年發生的塵(chen)爆(bao)炸事故的直接原因是(shi)排風(feng)機(ji)葉輪與吸入口(kou)(kou)端面(mian)摩(mo)擦起(qi)火引起(qi)的。風(feng)機(ji)吸入口(kou)(kou)處的蝦(xia)米彎及褲衩三通氣流不(bu)暢,容易(yi)積(ji)塵(chen)。特別(bie)是(shi)停(ting)機(ji)時更容易(yi)滯留(liu)粉塵(chen),一(yi)旦啟動,沉積(ji)的粉塵(chen)被揚起(qi),很快(kuai)達(da)到爆(bao)炸下限,引起(qi)粉塵(chen)爆(bao)炸。
(3)粉(fen)塵(chen)爆炸的(de)(de)(de)機(ji)理可(ke)燃(ran)粉(fen)塵(chen)在(zai)空氣中(zhong)燃(ran)燒時(shi)會釋(shi)放(fang)出(chu)能(neng)(neng)(neng)量(liang),井產(chan)生大(da)(da)(da)(da)量(liang)氣體(ti)(ti)(ti)(ti),而釋(shi)放(fang)出(chu)能(neng)(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)(de)快(kuai)慢即燃(ran)燒速度的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)(da)小(xiao)與(yu)粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti)暴露(lu)在(zai)空氣中(zhong)的(de)(de)(de)面(mian)(mian)積(ji)有關。因此,對于同(tong)一種固體(ti)(ti)(ti)(ti)物(wu)質的(de)(de)(de)粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti),其粒度越(yue)小(xiao),比表(biao)面(mian)(mian)積(ji)則(ze)越(yue)大(da)(da)(da)(da),燃(ran)燒擴(kuo)散就(jiu)越(yue)快(kuai)。如果這(zhe)(zhe)種固體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)粒度很細(xi)。以至可(ke)懸浮起來,一旦有點火源使之引(yin)燃(ran),則(ze)可(ke)在(zai)極短的(de)(de)(de)時(shi)間內釋(shi)放(fang)出(chu)大(da)(da)(da)(da)量(liang)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)。這(zhe)(zhe)些能(neng)(neng)(neng)量(liang)來不及(ji)散逸到(dao)周圍環境(jing)中(zhong)去,致使該空間內氣體(ti)(ti)(ti)(ti)受到(dao)加熱(re)并絕熱(re)膨脹,而另一方面(mian)(mian)粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti)燃(ran)燒時(shi)產(chan)生大(da)(da)(da)(da)量(liang)的(de)(de)(de)氣體(ti)(ti)(ti)(ti),會使體(ti)(ti)(ti)(ti)系形成(cheng)局部高壓,以致產(chan)生爆炸及(ji)傳播,這(zhe)(zhe)就(jiu)是通常稱作(zuo)的(de)(de)(de)粉(fen)塵(chen)爆炸。
(4)粉(fen)塵爆炸與燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)的(de)(de)(de)(de)區別(bie)大塊的(de)(de)(de)(de)固(gu)體可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)物的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)是以近于平行層向內部推進,例如煤的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)能量的(de)(de)(de)(de)釋放比(bi)較緩慢(man)。所產(chan)生的(de)(de)(de)(de)熱(re)量和氣體可(ke)(ke)(ke)以迅速逸散。可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)性(xing)粉(fen)塵的(de)(de)(de)(de)堆狀燃(ran)(ran)(ran)燒(shao),在(zai)通風良好的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)形成明火燃(ran)(ran)(ran)燒(shao),而在(zai)通風不好的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)。可(ke)(ke)(ke)形成無(wu)煙或焰的(de)(de)(de)(de)隱(yin)燃(ran)(ran)(ran)。
可(ke)燃粉塵燃燒時有幾個階(jie)段:一階(jie)段,表面粉也被加熱;第二階(jie)段,表面層氣化,溢出揮發(fa)分;第三階(jie)段,揮發(fa)分發(fa)生氣相燃燒。
超細粉(fen)(fen)體(ti)發生(sheng)爆(bao)炸也是(shi)一(yi)個較(jiao)為復雜的(de)(de)過程,由于(yu)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云(yun)的(de)(de)尺(chi)度一(yi)般(ban)較(jiao)小,而(er)火(huo)焰傳播速度較(jiao)快,每秒幾百米,因(yin)此在粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)中心發生(sheng)火(huo)源點火(huo),在不到0.1s的(de)(de)時間內就可(ke)燃(ran)遍整個粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云(yun)。在此過程中,如果粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)已燃(ran)盡,則(ze)會生(sheng)成(cheng)較(jiao)高的(de)(de)壓強;若未(wei)燃(ran)盡,則(ze)生(sheng)成(cheng)較(jiao)低(di)的(de)(de)壓強。可(ke)燃(ran)粒子(zi)是(shi)否能(neng)燃(ran)完,取決于(yu)粒子(zi)的(de)(de)尺(chi)寸和(he)燃(ran)燒深(shen)度。
(5)可(ke)燃(ran)(ran)粉塵(chen)分(fen)類粉體按其可(ke)燃(ran)(ran)性可(ke)劃分(fen)為兩類:一類為可(ke)燃(ran)(ran);一類為非可(ke)燃(ran)(ran)。可(ke)燃(ran)(ran)粉體的分(fen)類方法和(he)標準在不同(tong)的國家有(you)所不同(tong)。
美國(guo)將可燃粉(fen)體劃(hua)為(wei)Ⅱ級危險品,同時(shi)(shi)又將其中的(de)金屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵(chen)、谷物粉(fen)塵(chen)列入(ru)不同的(de)組(zu)。美國(guo)制定的(de)分類(lei)方法是按被測粉(fen)體在標(biao)準試驗裝置內發生粉(fen)塵(chen)爆炸時(shi)(shi)所得(de)升壓(ya)速度來進行分類(lei),并劃(hua)分為(wei)三個等級。我國(guo)目前尚(shang)未見(jian)到(dao)關于(yu)可燃粉(fen)塵(chen)分類(lei)的(de)現成(cheng)標(biao)準。
2、粉塵濃(nong)度和顆粒對爆(bao)炸的影響
(1)粉(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)可燃(ran)粉(fen)塵爆(bao)炸也存在粉(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)的上(shang)(shang)下限(xian)(xian)。該值(zhi)受(shou)(shou)點火能量、氧濃(nong)(nong)度(du)、粉(fen)體(ti)粒度(du)、粉(fen)體(ti)品(pin)種(zhong)、水分(fen)等多種(zhong)因素(su)的影(ying)響。采用簡化公(gong)式,可估(gu)算出爆(bao)炸極限(xian)(xian),一般(ban)而言粉(fen)塵爆(bao)炸下限(xian)(xian)濃(nong)(nong)度(du)為20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)(xian)受(shou)(shou)到(dao)多種(zhong)因素(su)的影(ying)響,其值(zhi)不如下限(xian)(xian)易確定,通常(chang)也不易達(da)到(dao)上(shang)(shang)限(xian)(xian)的濃(nong)(nong)度(du)。所以,下限(xian)(xian)值(zhi)更(geng)重(zhong)要(yao)、更(geng)有用。
從物理意(yi)義上講,粉塵濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)上下(xia)限值(zhi)反映了粒子間(jian)(jian)距(ju)離對粒子燃(ran)(ran)燒火(huo)焰(yan)傳(chuan)播的(de)(de)影響,若粒子間(jian)(jian)距(ju)離達到使燃(ran)(ran)燒火(huo)焰(yan)不(bu)能延(yan)伸至相鄰粒子時(shi)(shi),則燃(ran)(ran)燒就(jiu)不(bu)能繼續(xu)進(jin)行(xing)(傳(chuan)播),爆(bao)炸(zha)也就(jiu)不(bu)會發生(sheng);此時(shi)(shi)粉塵濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)即低(di)于爆(bao)炸(zha)的(de)(de)下(xia)限濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)值(zhi)。若粒子間(jian)(jian)的(de)(de)距(ju)離過小(xiao),粒子間(jian)(jian)氧不(bu)足(zu)以提供充分燃(ran)(ran)燒條件,也就(jiu)不(bu)能形(xing)成爆(bao)炸(zha),此時(shi)(shi)粒子濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)即高(gao)于上限值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)粒度(du)可燃物粉(fen)(fen)體(ti)顆粒大于(yu)400um時(shi),所形(xing)成(cheng)的(de)粉(fen)(fen)塵云不再具有可爆性。但(dan)對于(yu)超細(xi)粉(fen)(fen)體(ti)當其粒度(du)在10um以下時(shi)則(ze)具有較(jiao)大的(de)危險性。應(ying)引(yin)起注意(yi)的(de)是,有時(shi)即使(shi)粉(fen)(fen)體(ti)的(de)平均粒度(du)大于(yu)400um,但(dan)其中往往也含有較(jiao)細(xi)的(de)粉(fen)(fen)體(ti),這少部分的(de)粉(fen)(fen)體(ti)也具備爆炸(zha)性。
雖然(ran)粉(fen)體的(de)(de)粒度對(dui)爆炸性能影響的(de)(de)規律性并不強,但粉(fen)體的(de)(de)尺寸越小,其比(bi)表面就越大,燃燒就越快,壓(ya)強升高速度隨(sui)之(zhi)呈線性增加。在一定條件下大壓(ya)強變化不大,因為這是(shi)取決于(yu)燃燒時發出的(de)(de)總能量(liang),而與釋放(fang)能量(liang)的(de)(de)速度并無明顯的(de)(de)關系。