粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸就(jiu)是(shi)懸浮(fu)物(wu)于(yu)空氣(qi)中(zhong)的(de)粉(fen)(fen)(fen)塵顆(ke)粒與(yu)空氣(qi)中(zhong)的(de)氧氣(qi)充分(fen)接觸,在特定條件下瞬時完成的(de)氧化反應,反應中(zhong)放(fang)出大(da)量(liang)(liang)熱量(liang)(liang),進而產生高溫、高壓的(de)現象。任(ren)何粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸都必須具備這樣三(san)個條件:點火(huo)源;可燃細粉(fen)(fen)(fen)塵;粉(fen)(fen)(fen)塵懸浮(fu)于(yu)空氣(qi)中(zhong)且達(da)到(dao)爆炸濃(nong)度極限范圍(wei)。
防爆袋式除塵器如何防止粉塵爆炸(zha)
1、粉塵爆(bao)炸的特點
(1)粉(fen)塵(chen)爆炸要比可燃(ran)(ran)物質及可燃(ran)(ran)氣體(ti)復(fu)雜一般地,可燃(ran)(ran)粉(fen)塵(chen)懸浮于空(kong)氣中形成在爆炸濃(nong)度(du)范圍內(nei)的(de)粉(fen)塵(chen)云,在點火(huo)(huo)源作用(yong)下,與點火(huo)(huo)源接觸的(de)部分粉(fen)塵(chen)首先被(bei)點燃(ran)(ran)并(bing)形成一個小火(huo)(huo)球(qiu)。在這個小火(huo)(huo)球(qiu)燃(ran)(ran)燒放出的(de)熱(re)量(liang)作用(yong)下,使得周圍臨(lin)近粉(fen)塵(chen)被(bei)加(jia)熱(re)、溫度(du)升高、著火(huo)(huo)燃(ran)(ran)燒現象產(chan)生,這樣火(huo)(huo)球(qiu)就將迅速擴大而形成粉(fen)塵(chen)爆炸。
粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)的難易(yi)程(cheng)(cheng)度和劇(ju)烈程(cheng)(cheng)度與粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)的物(wu)理、化學性(xing)質以及周圍空氣條件密切相關。一般地,燃燒熱越(yue)大(da)、顆(ke)粒(li)越(yue)細,活性(xing)越(yue)高(gao)的粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen),發生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)的危險(xian)性(xing)越(yue)大(da);輕的懸浮物(wu)可燃物(wu)質的爆(bao)(bao)炸(zha)危險(xian)性(xing)較大(da);空氣中氧氣含量(liang)高(gao)時,粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)易(yi)被燃點(dian),爆(bao)(bao)炸(zha)也(ye)較為(wei)劇(ju)烈。由于水分具有抑(yi)制爆(bao)(bao)炸(zha)的作用,所以粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)和氣體越(yue)干(gan)燥,則發生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)的危險(xian)性(xing)越(yue)大(da)。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)發生之后,往往會產生二(er)次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)這(zhe)是由于在一次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)時,有不(bu)少粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)沉(chen)積在一起(qi),其濃(nong)度(du)超過(guo)了粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)上限濃(nong)度(du)值(zhi)而不(bu)能(neng)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)。但是,當(dang)一次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)沖擊波或氣浪將(jiang)沉(chen)積粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)重新揚起(qi)時,在空中與空氣混(hun)合,濃(nong)度(du)在粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)范圍內,就可能(neng)緊(jin)接著產生二(er)次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)。第二(er)次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)所(suo)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)災(zai)害往往比一次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)要嚴重得多。
國內某(mou)鋁(lv)品生產(chan)廠1963年發生的(de)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)事故的(de)直接原因是排風機葉輪與吸入口端面摩(mo)擦起火(huo)引(yin)(yin)起的(de)。風機吸入口處的(de)蝦米彎(wan)及褲(ku)衩三通(tong)氣流(liu)不暢,容(rong)易(yi)積塵(chen)(chen)(chen)。特(te)別是停機時(shi)更容(rong)易(yi)滯留粉塵(chen)(chen)(chen),一旦啟(qi)動,沉積的(de)粉塵(chen)(chen)(chen)被揚起,很(hen)快達到爆(bao)炸(zha)(zha)下限,引(yin)(yin)起粉塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)。
(3)粉(fen)塵爆炸(zha)的(de)(de)(de)機理可(ke)燃(ran)粉(fen)塵在(zai)(zai)空氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)燃(ran)燒時會(hui)釋放出能量,井產生(sheng)大(da)量氣(qi)(qi)體(ti),而釋放出能量的(de)(de)(de)快慢即燃(ran)燒速度(du)的(de)(de)(de)大(da)小(xiao)與粉(fen)體(ti)暴(bao)露在(zai)(zai)空氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)面積(ji)有(you)關。因(yin)此,對于同(tong)一(yi)種(zhong)固(gu)體(ti)物(wu)質的(de)(de)(de)粉(fen)體(ti),其粒度(du)越(yue)小(xiao),比表面積(ji)則越(yue)大(da),燃(ran)燒擴散就(jiu)越(yue)快。如果這種(zhong)固(gu)體(ti)的(de)(de)(de)粒度(du)很(hen)細(xi)。以至可(ke)懸浮起來(lai),一(yi)旦有(you)點火源使之引燃(ran),則可(ke)在(zai)(zai)極短的(de)(de)(de)時間內釋放出大(da)量的(de)(de)(de)能量。這些能量來(lai)不(bu)及散逸到周圍環境中(zhong)(zhong)去,致使該空間內氣(qi)(qi)體(ti)受到加熱并絕熱膨脹,而另一(yi)方(fang)面粉(fen)體(ti)燃(ran)燒時產生(sheng)大(da)量的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti),會(hui)使體(ti)系形成局部高壓,以致產生(sheng)爆炸(zha)及傳播(bo),這就(jiu)是通常稱作的(de)(de)(de)粉(fen)塵爆炸(zha)。
(4)粉塵爆炸(zha)與燃燒(shao)的(de)區別(bie)大塊的(de)固(gu)體可(ke)燃物的(de)燃燒(shao)是(shi)以近于平(ping)行(xing)層向內部推進,例如(ru)煤的(de)燃燒(shao)等。這種(zhong)燃燒(shao)能量的(de)釋(shi)放比較緩慢。所產生的(de)熱量和氣(qi)體可(ke)以迅速(su)逸散(san)。可(ke)燃性(xing)粉塵的(de)堆狀燃燒(shao),在通風良好的(de)情(qing)況下形成明火燃燒(shao),而在通風不好的(de)情(qing)況下。可(ke)形成無煙(yan)或焰的(de)隱燃。
可(ke)燃粉(fen)塵燃燒(shao)時有幾個階段(duan):一階段(duan),表(biao)面粉(fen)也被加熱;第(di)二(er)階段(duan),表(biao)面層氣化,溢出揮發(fa)分;第(di)三(san)階段(duan),揮發(fa)分發(fa)生氣相燃燒(shao)。
超細粉(fen)體發(fa)生(sheng)(sheng)爆炸也是(shi)一個(ge)較(jiao)(jiao)為復雜的(de)過程,由于粉(fen)塵(chen)(chen)云(yun)的(de)尺(chi)度(du)一般較(jiao)(jiao)小,而(er)火(huo)焰傳(chuan)播速(su)度(du)較(jiao)(jiao)快,每秒幾百米,因此在粉(fen)塵(chen)(chen)中心發(fa)生(sheng)(sheng)火(huo)源點火(huo),在不到0.1s的(de)時間內就可燃(ran)遍(bian)整個(ge)粉(fen)塵(chen)(chen)云(yun)。在此過程中,如果粉(fen)塵(chen)(chen)已燃(ran)盡(jin),則(ze)會生(sheng)(sheng)成較(jiao)(jiao)高的(de)壓強;若未(wei)燃(ran)盡(jin),則(ze)生(sheng)(sheng)成較(jiao)(jiao)低(di)的(de)壓強。可燃(ran)粒子是(shi)否能燃(ran)完,取(qu)決(jue)于粒子的(de)尺(chi)寸和燃(ran)燒深度(du)。
(5)可燃粉塵分類(lei)(lei)(lei)粉體按其可燃性可劃(hua)分為兩類(lei)(lei)(lei):一(yi)類(lei)(lei)(lei)為可燃;一(yi)類(lei)(lei)(lei)為非(fei)可燃。可燃粉體的分類(lei)(lei)(lei)方法和標準在不同(tong)的國(guo)家有所不同(tong)。
美國將可燃粉體劃為Ⅱ級(ji)(ji)危險品,同時又將其(qi)中的(de)(de)(de)金屬粉、含(han)碳粉塵(chen)(chen)、谷物(wu)粉塵(chen)(chen)列入不同的(de)(de)(de)組(zu)。美國制定(ding)的(de)(de)(de)分類方法是按被測粉體在標(biao)準(zhun)試驗裝(zhuang)置內發(fa)生粉塵(chen)(chen)爆炸時所得升壓(ya)速度來進行(xing)分類,并(bing)劃分為三個等級(ji)(ji)。我國目前尚未見(jian)到關于可燃粉塵(chen)(chen)分類的(de)(de)(de)現成標(biao)準(zhun)。
2、粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)和顆粒(li)對(dui)爆(bao)炸的(de)影響
(1)粉(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)(du)可燃粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)也存在粉(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)上下(xia)限(xian)。該值受點火能量、氧濃(nong)(nong)度(du)(du)、粉(fen)體(ti)(ti)粒度(du)(du)、粉(fen)體(ti)(ti)品種(zhong)、水分等多種(zhong)因素的(de)影響。采(cai)用(yong)簡化(hua)公式,可估算(suan)出爆(bao)炸(zha)極限(xian),一般而言粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)下(xia)限(xian)濃(nong)(nong)度(du)(du)為20~60g/m3,上限(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)受到(dao)多種(zhong)因素的(de)影響,其值不如下(xia)限(xian)易確定,通常(chang)也不易達到(dao)上限(xian)的(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)。所以,下(xia)限(xian)值更重要、更有用(yong)。
從物理意義上講,粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)濃度(du)(du)上下(xia)限值反(fan)映了粒(li)(li)(li)子(zi)間(jian)距離(li)對(dui)粒(li)(li)(li)子(zi)燃燒(shao)(shao)火焰傳播(bo)(bo)的影響,若(ruo)粒(li)(li)(li)子(zi)間(jian)距離(li)達(da)到(dao)使燃燒(shao)(shao)火焰不(bu)能(neng)延伸(shen)至相鄰(lin)粒(li)(li)(li)子(zi)時,則燃燒(shao)(shao)就不(bu)能(neng)繼續進行(傳播(bo)(bo)),爆(bao)炸也就不(bu)會發生;此(ci)時粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)濃度(du)(du)即(ji)低于爆(bao)炸的下(xia)限濃度(du)(du)值。若(ruo)粒(li)(li)(li)子(zi)間(jian)的距離(li)過小,粒(li)(li)(li)子(zi)間(jian)氧不(bu)足以提供充分燃燒(shao)(shao)條(tiao)件,也就不(bu)能(neng)形成爆(bao)炸,此(ci)時粒(li)(li)(li)子(zi)濃度(du)(du)即(ji)高于上限值。
(2)粉(fen)體粒(li)(li)(li)度(du)可燃(ran)物(wu)粉(fen)體顆粒(li)(li)(li)大(da)(da)于400um時,所(suo)形成(cheng)的(de)(de)(de)粉(fen)塵云不(bu)再具(ju)有(you)可爆性。但對于超細(xi)(xi)粉(fen)體當其粒(li)(li)(li)度(du)在10um以下(xia)時則具(ju)有(you)較大(da)(da)的(de)(de)(de)危險性。應引起注意的(de)(de)(de)是(shi),有(you)時即使(shi)粉(fen)體的(de)(de)(de)平均粒(li)(li)(li)度(du)大(da)(da)于400um,但其中往(wang)往(wang)也含有(you)較細(xi)(xi)的(de)(de)(de)粉(fen)體,這少部分的(de)(de)(de)粉(fen)體也具(ju)備爆炸性。
雖然粉體的(de)粒(li)度對爆炸性(xing)(xing)能影響的(de)規律性(xing)(xing)并不(bu)強(qiang),但粉體的(de)尺寸(cun)越(yue)小,其比表面就(jiu)越(yue)大(da),燃燒就(jiu)越(yue)快(kuai),壓(ya)強(qiang)升高速(su)(su)度隨之呈線性(xing)(xing)增加。在一定條件下大(da)壓(ya)強(qiang)變化(hua)不(bu)大(da),因為這是取決于燃燒時發出(chu)的(de)總能量,而(er)與釋放(fang)能量的(de)速(su)(su)度并無明顯的(de)關系(xi)。