粉(fen)塵(chen)爆炸就是(shi)懸(xuan)浮(fu)物于空氣(qi)中的粉(fen)塵(chen)顆粒與空氣(qi)中的氧(yang)氣(qi)充分接觸,在特(te)定條件(jian)下瞬時完成(cheng)的氧(yang)化反應(ying),反應(ying)中放出(chu)大量熱量,進而產生高溫、高壓的現象。任何(he)粉(fen)塵(chen)爆炸都必須具(ju)備這樣三個條件(jian):點火源;可燃細粉(fen)塵(chen);粉(fen)塵(chen)懸(xuan)浮(fu)于空氣(qi)中且達到爆炸濃度極限范圍。
防爆袋式除塵器如何防止粉塵爆炸
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸要(yao)比可燃物質及可燃氣體復雜一般地,可燃粉(fen)塵(chen)懸浮于空氣中形成在(zai)(zai)爆(bao)炸濃度(du)范圍(wei)內的粉(fen)塵(chen)云,在(zai)(zai)點火源作用下,與點火源接觸的部(bu)分粉(fen)塵(chen)首先(xian)被(bei)點燃并(bing)形成一個(ge)小火球(qiu)。在(zai)(zai)這個(ge)小火球(qiu)燃燒(shao)放(fang)出的熱量作用下,使(shi)得周圍(wei)臨近粉(fen)塵(chen)被(bei)加熱、溫度(du)升(sheng)高、著(zhu)火燃燒(shao)現象產生,這樣(yang)火球(qiu)就將(jiang)迅(xun)速擴大(da)而形成粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸。
粉(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)炸的(de)(de)難(nan)易(yi)程度和劇烈(lie)程度與粉(fen)(fen)塵的(de)(de)物(wu)(wu)理(li)、化(hua)學(xue)性質(zhi)以及周(zhou)圍空(kong)氣(qi)條件密切相關。一般地,燃(ran)燒熱越(yue)(yue)大、顆粒(li)越(yue)(yue)細,活性越(yue)(yue)高的(de)(de)粉(fen)(fen)塵,發生爆(bao)(bao)炸的(de)(de)危(wei)險(xian)性越(yue)(yue)大;輕的(de)(de)懸浮物(wu)(wu)可燃(ran)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)爆(bao)(bao)炸危(wei)險(xian)性較大;空(kong)氣(qi)中氧氣(qi)含量高時,粉(fen)(fen)塵易(yi)被燃(ran)點,爆(bao)(bao)炸也較為劇烈(lie)。由(you)于水(shui)分具有抑制爆(bao)(bao)炸的(de)(de)作用,所以粉(fen)(fen)塵和氣(qi)體(ti)越(yue)(yue)干燥,則發生爆(bao)(bao)炸的(de)(de)危(wei)險(xian)性越(yue)(yue)大。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生(sheng)之后,往往會產(chan)生(sheng)二次(ci)(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是由于在(zai)一(yi)(yi)次(ci)(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)時(shi),有不(bu)少粉(fen)(fen)塵(chen)沉(chen)積在(zai)一(yi)(yi)起,其濃度超(chao)過了粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)的(de)上限濃度值而不(bu)能(neng)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是,當一(yi)(yi)次(ci)(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成(cheng)的(de)沖(chong)擊(ji)波或氣(qi)浪將沉(chen)積粉(fen)(fen)塵(chen)重新揚起時(shi),在(zai)空中與空氣(qi)混(hun)合,濃度在(zai)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內,就(jiu)可能(neng)緊接著產(chan)生(sheng)二次(ci)(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二次(ci)(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)所(suo)造(zao)成(cheng)的(de)災害往往比一(yi)(yi)次(ci)(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴重得多。
國內某鋁品生產(chan)廠(chang)1963年發生的(de)塵爆炸事故的(de)直(zhi)接原(yuan)因是(shi)排(pai)風機葉輪與吸入口(kou)(kou)端面(mian)摩擦起(qi)火(huo)引起(qi)的(de)。風機吸入口(kou)(kou)處的(de)蝦米彎(wan)及褲衩三通氣(qi)流不(bu)暢,容(rong)易積塵。特別是(shi)停(ting)機時更容(rong)易滯(zhi)留粉(fen)塵,一(yi)旦(dan)啟動,沉(chen)積的(de)粉(fen)塵被揚起(qi),很快達到爆炸下限(xian),引起(qi)粉(fen)塵爆炸。
(3)粉(fen)塵爆炸(zha)的(de)機理可燃粉(fen)塵在空氣(qi)(qi)中(zhong)燃燒(shao)(shao)時(shi)會釋放(fang)出(chu)能(neng)(neng)量,井產(chan)(chan)生大(da)(da)(da)量氣(qi)(qi)體(ti)(ti),而釋放(fang)出(chu)能(neng)(neng)量的(de)快慢即(ji)燃燒(shao)(shao)速度(du)的(de)大(da)(da)(da)小與粉(fen)體(ti)(ti)暴露(lu)在空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)面積(ji)有(you)關。因此,對于同一種(zhong)固體(ti)(ti)物質的(de)粉(fen)體(ti)(ti),其粒度(du)越小,比表面積(ji)則越大(da)(da)(da),燃燒(shao)(shao)擴散就(jiu)越快。如果這種(zhong)固體(ti)(ti)的(de)粒度(du)很細。以(yi)至可懸浮起來,一旦有(you)點火(huo)源使之引(yin)燃,則可在極短的(de)時(shi)間內釋放(fang)出(chu)大(da)(da)(da)量的(de)能(neng)(neng)量。這些能(neng)(neng)量來不及(ji)散逸到周圍環境中(zhong)去,致使該空間內氣(qi)(qi)體(ti)(ti)受(shou)到加熱并(bing)絕熱膨脹,而另(ling)一方面粉(fen)體(ti)(ti)燃燒(shao)(shao)時(shi)產(chan)(chan)生大(da)(da)(da)量的(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti),會使體(ti)(ti)系形成局部(bu)高壓,以(yi)致產(chan)(chan)生爆炸(zha)及(ji)傳播(bo),這就(jiu)是(shi)通(tong)常稱作的(de)粉(fen)塵爆炸(zha)。
(4)粉塵(chen)爆炸(zha)與燃(ran)燒(shao)的(de)(de)(de)區別大塊(kuai)的(de)(de)(de)固體(ti)可燃(ran)物(wu)的(de)(de)(de)燃(ran)燒(shao)是以近于平(ping)行(xing)層向內部推進,例如煤(mei)的(de)(de)(de)燃(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)燒(shao)能量的(de)(de)(de)釋放(fang)比較緩慢(man)。所產生(sheng)的(de)(de)(de)熱量和氣(qi)體(ti)可以迅(xun)速(su)逸散。可燃(ran)性粉塵(chen)的(de)(de)(de)堆狀(zhuang)燃(ran)燒(shao),在(zai)通(tong)風良好的(de)(de)(de)情(qing)況下形(xing)成明火(huo)燃(ran)燒(shao),而(er)在(zai)通(tong)風不(bu)好的(de)(de)(de)情(qing)況下。可形(xing)成無煙或(huo)焰的(de)(de)(de)隱燃(ran)。
可燃粉(fen)塵燃燒時有(you)幾個(ge)階段(duan)(duan):一階段(duan)(duan),表(biao)面粉(fen)也被加熱;第二階段(duan)(duan),表(biao)面層(ceng)氣(qi)(qi)化,溢出(chu)揮(hui)發(fa)(fa)分;第三階段(duan)(duan),揮(hui)發(fa)(fa)分發(fa)(fa)生氣(qi)(qi)相燃燒。
超細粉(fen)體發生爆炸也是一個較(jiao)為(wei)復雜的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng),由(you)于(yu)(yu)粉(fen)塵云的(de)(de)(de)(de)(de)尺度一般較(jiao)小(xiao),而火焰傳播速度較(jiao)快,每秒幾(ji)百米,因此(ci)在(zai)粉(fen)塵中心(xin)發生火源點火,在(zai)不到(dao)0.1s的(de)(de)(de)(de)(de)時間內就(jiu)可燃(ran)(ran)遍整個粉(fen)塵云。在(zai)此(ci)過(guo)程(cheng)中,如(ru)果粉(fen)塵已燃(ran)(ran)盡(jin),則會生成較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)強(qiang);若未燃(ran)(ran)盡(jin),則生成較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)強(qiang)。可燃(ran)(ran)粒(li)(li)子是否(fou)能燃(ran)(ran)完,取(qu)決(jue)于(yu)(yu)粒(li)(li)子的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)和燃(ran)(ran)燒深度。
(5)可燃(ran)粉(fen)塵分類粉(fen)體按其(qi)可燃(ran)性可劃分為兩類:一類為可燃(ran);一類為非(fei)可燃(ran)。可燃(ran)粉(fen)體的分類方法和標準在不同(tong)的國家有所不同(tong)。
美國將可燃粉體劃(hua)為Ⅱ級危險品,同時又將其(qi)中的金屬(shu)粉、含碳粉塵、谷(gu)物粉塵列(lie)入不(bu)同的組。美國制定的分(fen)類(lei)方法是按(an)被(bei)測粉體在標準試驗(yan)裝置內發生粉塵爆(bao)炸時所(suo)得(de)升壓速度來進行分(fen)類(lei),并劃(hua)分(fen)為三個等級。我(wo)國目前尚未見到關于(yu)可燃粉塵分(fen)類(lei)的現成標準。
2、粉塵濃(nong)度和(he)顆粒對(dui)爆炸的影響(xiang)
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)濃(nong)度(du)可燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)也(ye)存在(zai)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)濃(nong)度(du)的(de)上(shang)(shang)(shang)下限(xian)(xian)。該值(zhi)受點火能量(liang)、氧(yang)濃(nong)度(du)、粉(fen)(fen)體粒度(du)、粉(fen)(fen)體品(pin)種、水分等(deng)多種因素的(de)影響(xiang)。采用(yong)簡化公(gong)式,可估算出(chu)爆(bao)炸(zha)極限(xian)(xian),一般而言粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)下限(xian)(xian)濃(nong)度(du)為20~60g/m3,上(shang)(shang)(shang)限(xian)(xian)介(jie)于2~6kg/m3。上(shang)(shang)(shang)限(xian)(xian)受到多種因素的(de)影響(xiang),其(qi)值(zhi)不如下限(xian)(xian)易(yi)確定,通(tong)常也(ye)不易(yi)達到上(shang)(shang)(shang)限(xian)(xian)的(de)濃(nong)度(du)。所以,下限(xian)(xian)值(zhi)更(geng)重要(yao)、更(geng)有用(yong)。
從物(wu)理意義(yi)上(shang)講,粉(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)(du)上(shang)下限值反(fan)映了粒(li)子(zi)(zi)(zi)間距(ju)(ju)(ju)離(li)對粒(li)子(zi)(zi)(zi)燃(ran)(ran)燒火焰(yan)傳(chuan)播(bo)的影響,若粒(li)子(zi)(zi)(zi)間距(ju)(ju)(ju)離(li)達到使燃(ran)(ran)燒火焰(yan)不(bu)能(neng)(neng)延伸(shen)至(zhi)相(xiang)鄰(lin)粒(li)子(zi)(zi)(zi)時,則燃(ran)(ran)燒就(jiu)不(bu)能(neng)(neng)繼續進行(傳(chuan)播(bo)),爆炸也就(jiu)不(bu)會(hui)發生(sheng);此(ci)時粉(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)(du)即(ji)低于爆炸的下限濃(nong)(nong)度(du)(du)值。若粒(li)子(zi)(zi)(zi)間的距(ju)(ju)(ju)離(li)過小,粒(li)子(zi)(zi)(zi)間氧不(bu)足以提供充分燃(ran)(ran)燒條件,也就(jiu)不(bu)能(neng)(neng)形(xing)成爆炸,此(ci)時粒(li)子(zi)(zi)(zi)濃(nong)(nong)度(du)(du)即(ji)高于上(shang)限值。
(2)粉(fen)體粒(li)度(du)可燃物(wu)粉(fen)體顆粒(li)大(da)于400um時,所形成的(de)粉(fen)塵云不再具(ju)有(you)可爆(bao)性。但對于超細(xi)粉(fen)體當其(qi)粒(li)度(du)在(zai)10um以下時則具(ju)有(you)較大(da)的(de)危險性。應(ying)引(yin)起注意(yi)的(de)是,有(you)時即使粉(fen)體的(de)平均(jun)粒(li)度(du)大(da)于400um,但其(qi)中往(wang)往(wang)也含有(you)較細(xi)的(de)粉(fen)體,這少部分的(de)粉(fen)體也具(ju)備爆(bao)炸性。
雖然粉體(ti)的(de)粒度對(dui)爆(bao)炸性(xing)能(neng)影響(xiang)的(de)規律性(xing)并(bing)不強,但粉體(ti)的(de)尺(chi)寸越(yue)(yue)(yue)小,其比表(biao)面就越(yue)(yue)(yue)大(da)(da),燃燒就越(yue)(yue)(yue)快,壓(ya)強升高速度隨之呈線性(xing)增加。在一定條件下大(da)(da)壓(ya)強變化不大(da)(da),因為這是取決于燃燒時(shi)發(fa)出(chu)的(de)總能(neng)量,而(er)與釋放能(neng)量的(de)速度并(bing)無明(ming)顯的(de)關系。