粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸就是懸浮物于(yu)空氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)粉(fen)塵(chen)顆粒與空氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)氧(yang)氣(qi)充分(fen)接觸,在特(te)定條(tiao)件(jian)下瞬(shun)時(shi)完成的(de)(de)氧(yang)化反應,反應中(zhong)(zhong)放出大(da)量熱量,進而(er)產生高(gao)溫、高(gao)壓的(de)(de)現(xian)象。任何(he)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸都(dou)必須具備這樣三個條(tiao)件(jian):點火源;可燃細粉(fen)塵(chen);粉(fen)塵(chen)懸浮于(yu)空氣(qi)中(zhong)(zhong)且達到(dao)爆(bao)炸濃度極限范(fan)圍。
防爆(bao)袋式(shi)除塵(chen)器如何防止粉塵(chen)爆(bao)炸
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸要比可(ke)(ke)(ke)燃物(wu)質及可(ke)(ke)(ke)燃氣(qi)(qi)體復雜一(yi)般地,可(ke)(ke)(ke)燃粉(fen)(fen)塵懸浮(fu)于空氣(qi)(qi)中形成在(zai)爆(bao)炸濃度(du)范圍內的粉(fen)(fen)塵云,在(zai)點火(huo)(huo)源作用(yong)下(xia),與點火(huo)(huo)源接觸的部(bu)分粉(fen)(fen)塵首先被點燃并形成一(yi)個小(xiao)火(huo)(huo)球。在(zai)這個小(xiao)火(huo)(huo)球燃燒放出(chu)的熱量(liang)作用(yong)下(xia),使得周圍臨(lin)近粉(fen)(fen)塵被加(jia)熱、溫度(du)升高(gao)、著(zhu)火(huo)(huo)燃燒現(xian)象產(chan)生,這樣(yang)火(huo)(huo)球就將迅速擴(kuo)大而形成粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸。
粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)難易程度和(he)劇(ju)烈程度與(yu)粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)(de)物理(li)、化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)以及(ji)周圍空氣(qi)條件密切相關。一(yi)般地,燃(ran)燒熱越(yue)大、顆粒(li)越(yue)細,活性(xing)越(yue)高(gao)的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen),發(fa)生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危險性(xing)越(yue)大;輕的(de)(de)懸浮(fu)物可燃(ran)物質(zhi)的(de)(de)爆(bao)炸(zha)危險性(xing)較大;空氣(qi)中(zhong)氧氣(qi)含量高(gao)時,粉(fen)(fen)塵(chen)易被燃(ran)點,爆(bao)炸(zha)也較為劇(ju)烈。由于水(shui)分(fen)具有抑制爆(bao)炸(zha)的(de)(de)作用,所以粉(fen)(fen)塵(chen)和(he)氣(qi)體(ti)越(yue)干燥,則發(fa)生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危險性(xing)越(yue)大。
(2)粉(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生之后,往(wang)往(wang)會產(chan)生二(er)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是由于在一(yi)(yi)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)時,有不少粉(fen)塵沉積在一(yi)(yi)起,其濃度超過了(le)粉(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的(de)上限濃度值而不能爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是,當一(yi)(yi)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成的(de)沖(chong)擊波或氣浪將(jiang)沉積粉(fen)塵重(zhong)新揚起時,在空中與空氣混合(he),濃度在粉(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內,就(jiu)可能緊接著(zhu)產(chan)生二(er)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二(er)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成的(de)災害往(wang)往(wang)比一(yi)(yi)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴重(zhong)得(de)多。
國內某鋁品(pin)生產廠1963年發生的(de)塵爆炸(zha)事故的(de)直(zhi)接原因(yin)是排(pai)風機葉輪與吸入(ru)口端面摩擦起(qi)火引起(qi)的(de)。風機吸入(ru)口處的(de)蝦米(mi)彎及褲衩三通氣流不暢,容(rong)易(yi)積塵。特別是停機時更(geng)容(rong)易(yi)滯(zhi)留(liu)粉塵,一旦啟(qi)動,沉積的(de)粉塵被揚起(qi),很快達到爆炸(zha)下(xia)限,引起(qi)粉塵爆炸(zha)。
(3)粉(fen)塵(chen)爆炸的(de)機理可(ke)燃(ran)粉(fen)塵(chen)在(zai)(zai)空氣(qi)中燃(ran)燒(shao)時會釋(shi)放(fang)出(chu)能(neng)量(liang),井產(chan)生(sheng)大(da)(da)量(liang)氣(qi)體,而釋(shi)放(fang)出(chu)能(neng)量(liang)的(de)快慢即燃(ran)燒(shao)速度的(de)大(da)(da)小(xiao)與粉(fen)體暴露在(zai)(zai)空氣(qi)中的(de)面積有關。因此,對(dui)于(yu)同一種固(gu)(gu)體物(wu)質的(de)粉(fen)體,其(qi)粒度越小(xiao),比表(biao)面積則(ze)越大(da)(da),燃(ran)燒(shao)擴散就(jiu)越快。如(ru)果(guo)這種固(gu)(gu)體的(de)粒度很(hen)細。以至可(ke)懸(xuan)浮(fu)起來,一旦有點火源使之(zhi)引(yin)燃(ran),則(ze)可(ke)在(zai)(zai)極短(duan)的(de)時間內(nei)釋(shi)放(fang)出(chu)大(da)(da)量(liang)的(de)能(neng)量(liang)。這些能(neng)量(liang)來不及散逸(yi)到周(zhou)圍環(huan)境中去,致使該空間內(nei)氣(qi)體受到加熱(re)并絕熱(re)膨脹(zhang),而另一方面粉(fen)體燃(ran)燒(shao)時產(chan)生(sheng)大(da)(da)量(liang)的(de)氣(qi)體,會使體系(xi)形成局部高壓,以致產(chan)生(sheng)爆炸及傳(chuan)播,這就(jiu)是通常稱作的(de)粉(fen)塵(chen)爆炸。
(4)粉塵爆炸(zha)與燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的區別大塊的固體可燃(ran)(ran)(ran)物的燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)是(shi)以(yi)近于(yu)平行層(ceng)向內部推進(jin),例如煤的燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)等。這種燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量的釋放比(bi)較(jiao)緩慢。所產生的熱量和(he)氣體可以(yi)迅速逸(yi)散。可燃(ran)(ran)(ran)性(xing)粉塵的堆(dui)狀燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),在(zai)通(tong)風良好的情(qing)況下形成明(ming)火燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在(zai)通(tong)風不好的情(qing)況下。可形成無煙(yan)或焰的隱(yin)燃(ran)(ran)(ran)。
可燃粉(fen)(fen)塵(chen)燃燒時有(you)幾個階(jie)段(duan):一階(jie)段(duan),表面(mian)粉(fen)(fen)也被加熱(re);第(di)二階(jie)段(duan),表面(mian)層氣化(hua),溢出揮(hui)發(fa)(fa)分;第(di)三階(jie)段(duan),揮(hui)發(fa)(fa)分發(fa)(fa)生氣相燃燒。
超細粉(fen)體發生(sheng)(sheng)爆炸也(ye)是一個較(jiao)為(wei)復雜的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng),由于粉(fen)塵云(yun)的(de)(de)(de)(de)尺(chi)(chi)度(du)(du)一般較(jiao)小,而火(huo)焰傳播速度(du)(du)較(jiao)快,每秒幾百米,因此在粉(fen)塵中(zhong)心發生(sheng)(sheng)火(huo)源點火(huo),在不到0.1s的(de)(de)(de)(de)時(shi)間內(nei)就可燃(ran)遍整個粉(fen)塵云(yun)。在此過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong),如果粉(fen)塵已燃(ran)盡,則會生(sheng)(sheng)成(cheng)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)壓強;若未燃(ran)盡,則生(sheng)(sheng)成(cheng)較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)壓強。可燃(ran)粒子(zi)是否能燃(ran)完,取(qu)決于粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)尺(chi)(chi)寸和燃(ran)燒深度(du)(du)。
(5)可燃(ran)粉塵分(fen)類粉體(ti)按其可燃(ran)性可劃分(fen)為(wei)(wei)兩類:一(yi)類為(wei)(wei)可燃(ran);一(yi)類為(wei)(wei)非可燃(ran)。可燃(ran)粉體(ti)的分(fen)類方法和標準在不(bu)同的國家有所不(bu)同。
美國將(jiang)可燃粉(fen)(fen)體劃(hua)為(wei)Ⅱ級(ji)危(wei)險品(pin),同時(shi)(shi)又將(jiang)其中的(de)金屬粉(fen)(fen)、含碳(tan)粉(fen)(fen)塵(chen)、谷物粉(fen)(fen)塵(chen)列入(ru)不同的(de)組(zu)。美國制定的(de)分(fen)類(lei)方(fang)法是按(an)被測(ce)粉(fen)(fen)體在標準試驗裝(zhuang)置(zhi)內發生(sheng)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸時(shi)(shi)所得(de)升壓速度來進行分(fen)類(lei),并劃(hua)分(fen)為(wei)三個等(deng)級(ji)。我國目(mu)前尚未見到關(guan)于可燃粉(fen)(fen)塵(chen)分(fen)類(lei)的(de)現成標準。
2、粉塵濃度和顆(ke)粒(li)對爆炸的影響(xiang)
(1)粉塵(chen)濃(nong)度(du)可(ke)燃粉塵(chen)爆炸(zha)也(ye)存在粉塵(chen)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)上下限(xian)(xian)。該值受點火(huo)能(neng)量、氧濃(nong)度(du)、粉體粒度(du)、粉體品種、水分等(deng)多(duo)(duo)種因素(su)的(de)(de)(de)影(ying)響。采(cai)用簡化(hua)公(gong)式,可(ke)估算(suan)出爆炸(zha)極限(xian)(xian),一般(ban)而言粉塵(chen)爆炸(zha)下限(xian)(xian)濃(nong)度(du)為(wei)20~60g/m3,上限(xian)(xian)介(jie)于2~6kg/m3。上限(xian)(xian)受到(dao)多(duo)(duo)種因素(su)的(de)(de)(de)影(ying)響,其值不(bu)如下限(xian)(xian)易確定,通常也(ye)不(bu)易達到(dao)上限(xian)(xian)的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)。所以,下限(xian)(xian)值更(geng)重要、更(geng)有用。
從物理(li)意義上(shang)講,粉塵濃度(du)上(shang)下限(xian)(xian)值反映了粒(li)(li)(li)子間(jian)距(ju)離(li)(li)對粒(li)(li)(li)子燃燒火焰(yan)傳播(bo)的(de)(de)影響,若粒(li)(li)(li)子間(jian)距(ju)離(li)(li)達到使燃燒火焰(yan)不(bu)能延伸至相鄰(lin)粒(li)(li)(li)子時,則燃燒就不(bu)能繼續進行(傳播(bo)),爆(bao)(bao)炸(zha)也就不(bu)會發生;此時粉塵濃度(du)即低于爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)下限(xian)(xian)濃度(du)值。若粒(li)(li)(li)子間(jian)的(de)(de)距(ju)離(li)(li)過小,粒(li)(li)(li)子間(jian)氧不(bu)足(zu)以提(ti)供充分(fen)燃燒條件,也就不(bu)能形(xing)成爆(bao)(bao)炸(zha),此時粒(li)(li)(li)子濃度(du)即高(gao)于上(shang)限(xian)(xian)值。
(2)粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti)粒(li)度(du)可燃(ran)物粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti)顆粒(li)大(da)(da)于(yu)400um時(shi),所形成的(de)粉(fen)塵云不再具有可爆(bao)性。但(dan)對于(yu)超(chao)細(xi)粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti)當其粒(li)度(du)在10um以下時(shi)則具有較大(da)(da)的(de)危險(xian)性。應引起注意的(de)是,有時(shi)即使(shi)粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)平均粒(li)度(du)大(da)(da)于(yu)400um,但(dan)其中往往也含有較細(xi)的(de)粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti),這(zhe)少(shao)部分的(de)粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti)也具備爆(bao)炸性。
雖然粉體的(de)(de)粒度(du)對爆炸性(xing)(xing)能影響的(de)(de)規律(lv)性(xing)(xing)并(bing)不強,但粉體的(de)(de)尺寸越(yue)小,其比表面就(jiu)越(yue)大(da),燃燒(shao)就(jiu)越(yue)快,壓(ya)強升高速度(du)隨之呈線性(xing)(xing)增加。在(zai)一定條(tiao)件下大(da)壓(ya)強變化不大(da),因(yin)為(wei)這是取決(jue)于(yu)燃燒(shao)時發出的(de)(de)總能量,而與釋放能量的(de)(de)速度(du)并(bing)無明(ming)顯的(de)(de)關系(xi)。