粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸就是懸浮(fu)物于(yu)空氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)粉(fen)(fen)塵顆粒與(yu)空氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)氧氣(qi)(qi)(qi)充(chong)分接(jie)觸,在特定條件下瞬時完成(cheng)的(de)(de)氧化反應(ying),反應(ying)中放出大量(liang)熱(re)量(liang),進(jin)而產生高溫、高壓的(de)(de)現象。任何粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸都必須(xu)具備這樣三個(ge)條件:點火(huo)源;可燃(ran)細粉(fen)(fen)塵;粉(fen)(fen)塵懸浮(fu)于(yu)空氣(qi)(qi)(qi)中且達(da)到爆(bao)炸濃(nong)度極(ji)限范圍。
防爆(bao)袋式除塵(chen)器如(ru)何防止粉塵(chen)爆(bao)炸
1、粉塵爆炸的特點(dian)
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆炸要(yao)比可(ke)(ke)燃(ran)物質及可(ke)(ke)燃(ran)氣體復雜(za)一(yi)(yi)般地(di),可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)懸浮于空氣中(zhong)形成在爆炸濃度范圍內的粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)云,在點(dian)(dian)火源作用下(xia),與(yu)點(dian)(dian)火源接觸的部分粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)首先(xian)被(bei)(bei)點(dian)(dian)燃(ran)并形成一(yi)(yi)個小火球。在這個小火球燃(ran)燒放出的熱(re)量作用下(xia),使得周(zhou)圍臨(lin)近粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)被(bei)(bei)加熱(re)、溫度升(sheng)高、著火燃(ran)燒現象產(chan)生,這樣(yang)火球就將迅速擴大而形成粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆炸。
粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)的難(nan)易(yi)程度(du)和劇烈程度(du)與(yu)粉(fen)塵(chen)的物理(li)、化學性(xing)質(zhi)以及周圍空氣條件密切相關。一般地,燃(ran)(ran)燒熱越大(da)、顆粒越細,活性(xing)越高的粉(fen)塵(chen),發(fa)生(sheng)爆炸(zha)的危(wei)(wei)險性(xing)越大(da);輕的懸浮(fu)物可燃(ran)(ran)物質(zhi)的爆炸(zha)危(wei)(wei)險性(xing)較大(da);空氣中氧氣含(han)量高時,粉(fen)塵(chen)易(yi)被燃(ran)(ran)點,爆炸(zha)也較為劇烈。由于水分具有抑(yi)制爆炸(zha)的作用(yong),所(suo)以粉(fen)塵(chen)和氣體越干燥(zao),則(ze)發(fa)生(sheng)爆炸(zha)的危(wei)(wei)險性(xing)越大(da)。
(2)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)發(fa)生之(zhi)后,往(wang)往(wang)會(hui)產生二次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是由于(yu)在(zai)一(yi)(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)時(shi),有不少粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)沉(chen)積在(zai)一(yi)(yi)起(qi),其濃度超過了粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的上限濃度值而不能爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是,當一(yi)(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成(cheng)的沖擊波或氣浪將沉(chen)積粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)重新揚起(qi)時(shi),在(zai)空(kong)中與空(kong)氣混合,濃度在(zai)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內,就可能緊接著(zhu)產生二次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成(cheng)的災害往(wang)往(wang)比一(yi)(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴重得多。
國內某鋁品生產廠(chang)1963年發生的(de)塵(chen)爆(bao)炸(zha)事故(gu)的(de)直接原(yuan)因是(shi)排風機葉輪與(yu)吸(xi)入口端面摩擦起(qi)(qi)(qi)火引起(qi)(qi)(qi)的(de)。風機吸(xi)入口處的(de)蝦米彎(wan)及褲衩三通氣流不暢,容(rong)易積塵(chen)。特(te)別是(shi)停(ting)機時(shi)更容(rong)易滯留(liu)粉塵(chen),一旦啟動,沉積的(de)粉塵(chen)被揚起(qi)(qi)(qi),很快達到爆(bao)炸(zha)下限,引起(qi)(qi)(qi)粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
(3)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)機理可燃(ran)(ran)粉(fen)塵(chen)在空氣(qi)中燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)時(shi)會釋放(fang)出(chu)能(neng)(neng)量,井產生(sheng)大(da)(da)(da)量氣(qi)體(ti),而(er)釋放(fang)出(chu)能(neng)(neng)量的(de)(de)快(kuai)慢即燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)速度的(de)(de)大(da)(da)(da)小與粉(fen)體(ti)暴(bao)露在空氣(qi)中的(de)(de)面積有關。因此,對于同一(yi)種固(gu)體(ti)物質(zhi)的(de)(de)粉(fen)體(ti),其(qi)粒(li)(li)度越小,比表(biao)面積則越大(da)(da)(da),燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)擴散(san)(san)就(jiu)越快(kuai)。如果(guo)這種固(gu)體(ti)的(de)(de)粒(li)(li)度很細。以至可懸浮(fu)起來,一(yi)旦有點(dian)火源使(shi)之引燃(ran)(ran),則可在極短的(de)(de)時(shi)間內釋放(fang)出(chu)大(da)(da)(da)量的(de)(de)能(neng)(neng)量。這些能(neng)(neng)量來不及散(san)(san)逸(yi)到(dao)周(zhou)圍環境中去,致使(shi)該空間內氣(qi)體(ti)受到(dao)加(jia)熱并絕熱膨脹,而(er)另一(yi)方面粉(fen)體(ti)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)時(shi)產生(sheng)大(da)(da)(da)量的(de)(de)氣(qi)體(ti),會使(shi)體(ti)系形成局部高壓,以致產生(sheng)爆(bao)炸(zha)及傳(chuan)播(bo),這就(jiu)是(shi)通(tong)常稱作的(de)(de)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
(4)粉塵爆(bao)炸與(yu)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)區別大塊的(de)(de)(de)固體可(ke)燃(ran)(ran)物的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以(yi)近于(yu)平行層(ceng)向內部推進,例(li)如煤的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)等(deng)。這種燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量(liang)的(de)(de)(de)釋(shi)放比較緩(huan)慢(man)。所產生的(de)(de)(de)熱量(liang)和氣體可(ke)以(yi)迅速逸散。可(ke)燃(ran)(ran)性(xing)粉塵的(de)(de)(de)堆狀燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),在(zai)(zai)通(tong)風良好(hao)的(de)(de)(de)情況(kuang)下形成明火燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在(zai)(zai)通(tong)風不(bu)好(hao)的(de)(de)(de)情況(kuang)下。可(ke)形成無煙(yan)或焰的(de)(de)(de)隱(yin)燃(ran)(ran)。
可燃粉塵燃燒時有幾個階(jie)段(duan):一階(jie)段(duan),表(biao)面粉也(ye)被加熱;第(di)二階(jie)段(duan),表(biao)面層氣化,溢出(chu)揮發(fa)分;第(di)三階(jie)段(duan),揮發(fa)分發(fa)生氣相(xiang)燃燒。
超細粉體(ti)發生爆炸也是一個(ge)較(jiao)(jiao)為復雜的(de)過(guo)程,由(you)于粉塵(chen)云的(de)尺度(du)一般較(jiao)(jiao)小,而(er)火(huo)焰傳(chuan)播(bo)速度(du)較(jiao)(jiao)快,每秒幾百米(mi),因(yin)此(ci)在(zai)粉塵(chen)中(zhong)心發生火(huo)源點火(huo),在(zai)不(bu)到0.1s的(de)時間內就可燃遍整個(ge)粉塵(chen)云。在(zai)此(ci)過(guo)程中(zhong),如(ru)果粉塵(chen)已燃盡,則(ze)會生成較(jiao)(jiao)高的(de)壓(ya)強(qiang);若未燃盡,則(ze)生成較(jiao)(jiao)低(di)的(de)壓(ya)強(qiang)。可燃粒子(zi)是否能(neng)燃完,取決于粒子(zi)的(de)尺寸和燃燒深度(du)。
(5)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)塵分(fen)類粉(fen)體(ti)按(an)其可(ke)(ke)燃(ran)(ran)性可(ke)(ke)劃分(fen)為(wei)兩類:一類為(wei)可(ke)(ke)燃(ran)(ran);一類為(wei)非可(ke)(ke)燃(ran)(ran)。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)體(ti)的(de)分(fen)類方(fang)法和(he)標準在不同(tong)的(de)國家(jia)有所不同(tong)。
美(mei)國將(jiang)(jiang)可燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)體劃(hua)為Ⅱ級危險品(pin),同時又將(jiang)(jiang)其中的(de)(de)金屬粉(fen)(fen)(fen)、含碳(tan)粉(fen)(fen)(fen)塵、谷物粉(fen)(fen)(fen)塵列入不(bu)同的(de)(de)組。美(mei)國制定的(de)(de)分(fen)類(lei)方法(fa)是按被測粉(fen)(fen)(fen)體在標準試驗裝置內(nei)發生粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸時所得升(sheng)壓速度來進行分(fen)類(lei),并劃(hua)分(fen)為三個等(deng)級。我國目前(qian)尚(shang)未見到關于可燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵分(fen)類(lei)的(de)(de)現成標準。
2、粉(fen)塵濃度和顆粒對爆炸的影響
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)濃度(du)(du)(du)可(ke)燃粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)也(ye)存在粉(fen)(fen)塵(chen)濃度(du)(du)(du)的上(shang)下(xia)限(xian)(xian)(xian)。該值受點火(huo)能量、氧濃度(du)(du)(du)、粉(fen)(fen)體(ti)粒度(du)(du)(du)、粉(fen)(fen)體(ti)品種(zhong)、水(shui)分等多種(zhong)因素的影響。采用簡化公式,可(ke)估(gu)算(suan)出(chu)爆(bao)炸(zha)(zha)極限(xian)(xian)(xian),一般而(er)言粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)下(xia)限(xian)(xian)(xian)濃度(du)(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)(xian)(xian)受到多種(zhong)因素的影響,其值不如下(xia)限(xian)(xian)(xian)易確定,通常也(ye)不易達到上(shang)限(xian)(xian)(xian)的濃度(du)(du)(du)。所以,下(xia)限(xian)(xian)(xian)值更重要、更有用。
從物理意義上講,粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)(du)上下限(xian)值反(fan)映了粒子(zi)間距離(li)對粒子(zi)燃燒(shao)火焰(yan)傳(chuan)播(bo)(bo)的(de)影響(xiang),若粒子(zi)間距離(li)達到使燃燒(shao)火焰(yan)不(bu)能(neng)延伸至(zhi)相鄰粒子(zi)時(shi),則燃燒(shao)就不(bu)能(neng)繼續進(jin)行(xing)(傳(chuan)播(bo)(bo)),爆炸(zha)也就不(bu)會發生;此(ci)時(shi)粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)(du)即低于爆炸(zha)的(de)下限(xian)濃(nong)度(du)(du)值。若粒子(zi)間的(de)距離(li)過小,粒子(zi)間氧不(bu)足以提(ti)供充分燃燒(shao)條件(jian),也就不(bu)能(neng)形成爆炸(zha),此(ci)時(shi)粒子(zi)濃(nong)度(du)(du)即高于上限(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)(fen)體粒(li)度(du)可(ke)燃(ran)物粉(fen)(fen)(fen)體顆粒(li)大(da)(da)于(yu)400um時,所形成的(de)粉(fen)(fen)(fen)塵云(yun)不再具(ju)有(you)可(ke)爆性(xing)(xing)。但對于(yu)超細(xi)粉(fen)(fen)(fen)體當其粒(li)度(du)在10um以(yi)下時則具(ju)有(you)較(jiao)大(da)(da)的(de)危險性(xing)(xing)。應引(yin)起注意的(de)是,有(you)時即(ji)使粉(fen)(fen)(fen)體的(de)平均粒(li)度(du)大(da)(da)于(yu)400um,但其中往(wang)往(wang)也(ye)含有(you)較(jiao)細(xi)的(de)粉(fen)(fen)(fen)體,這少(shao)部分的(de)粉(fen)(fen)(fen)體也(ye)具(ju)備爆炸(zha)性(xing)(xing)。
雖然粉體的(de)(de)(de)粒度對爆(bao)炸性(xing)能(neng)影響的(de)(de)(de)規律性(xing)并不強(qiang),但(dan)粉體的(de)(de)(de)尺寸越(yue)小,其比表面就越(yue)大,燃燒就越(yue)快,壓(ya)(ya)強(qiang)升高(gao)速(su)度隨之(zhi)呈線性(xing)增加。在一定條件下大壓(ya)(ya)強(qiang)變化(hua)不大,因為(wei)這是取(qu)決于燃燒時(shi)發出的(de)(de)(de)總能(neng)量,而與釋放(fang)能(neng)量的(de)(de)(de)速(su)度并無明顯的(de)(de)(de)關系。