粉塵(chen)(chen)爆炸(zha)就是(shi)懸(xuan)浮物于(yu)空氣(qi)中(zhong)的(de)粉塵(chen)(chen)顆粒與空氣(qi)中(zhong)的(de)氧氣(qi)充(chong)分接(jie)觸,在特定條件下(xia)瞬時完成的(de)氧化(hua)反(fan)應,反(fan)應中(zhong)放出大(da)量熱量,進(jin)而產生高(gao)溫、高(gao)壓的(de)現(xian)象。任何粉塵(chen)(chen)爆炸(zha)都必須具備這樣三個條件:點火源;可燃細(xi)粉塵(chen)(chen);粉塵(chen)(chen)懸(xuan)浮于(yu)空氣(qi)中(zhong)且(qie)達(da)到爆炸(zha)濃度極限范圍(wei)。
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(chen)爆(bao)炸(zha)要(yao)比可燃物質及可燃氣體復雜一般地,可燃粉(fen)(fen)塵(chen)懸浮于空氣中形成(cheng)在爆(bao)炸(zha)濃度范圍內的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)云,在點火(huo)(huo)源作用(yong)下,與點火(huo)(huo)源接觸的(de)(de)部分粉(fen)(fen)塵(chen)首(shou)先被點燃并(bing)形成(cheng)一個(ge)小(xiao)火(huo)(huo)球。在這(zhe)個(ge)小(xiao)火(huo)(huo)球燃燒(shao)放(fang)出的(de)(de)熱(re)量作用(yong)下,使(shi)得周圍臨近粉(fen)(fen)塵(chen)被加熱(re)、溫度升高(gao)、著火(huo)(huo)燃燒(shao)現象(xiang)產(chan)生,這(zhe)樣火(huo)(huo)球就將(jiang)迅速擴大(da)而形成(cheng)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)難(nan)易(yi)程(cheng)度和劇(ju)烈程(cheng)度與粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)物(wu)理、化學(xue)性質(zhi)(zhi)以(yi)及(ji)周圍空氣條件(jian)密切相(xiang)關。一般地,燃(ran)燒(shao)熱越(yue)大、顆粒越(yue)細,活(huo)性越(yue)高的(de)粉(fen)(fen)塵(chen),發生爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)危險性越(yue)大;輕的(de)懸浮物(wu)可燃(ran)物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)爆(bao)(bao)炸(zha)危險性較(jiao)大;空氣中(zhong)氧(yang)氣含量高時,粉(fen)(fen)塵(chen)易(yi)被燃(ran)點,爆(bao)(bao)炸(zha)也較(jiao)為劇(ju)烈。由于(yu)水分具有抑(yi)制爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)作用,所以(yi)粉(fen)(fen)塵(chen)和氣體越(yue)干燥(zao),則發生爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)危險性越(yue)大。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸發生(sheng)之后,往往會產生(sheng)二(er)次(ci)爆(bao)炸這是(shi)由于(yu)在(zai)(zai)一次(ci)爆(bao)炸時,有不少粉(fen)(fen)塵(chen)沉積(ji)在(zai)(zai)一起(qi),其濃度(du)超過了(le)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸的上限濃度(du)值而不能(neng)爆(bao)炸。但是(shi),當一次(ci)爆(bao)炸形成的沖擊波(bo)或氣(qi)浪將(jiang)沉積(ji)粉(fen)(fen)塵(chen)重新揚起(qi)時,在(zai)(zai)空(kong)中與(yu)空(kong)氣(qi)混合,濃度(du)在(zai)(zai)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸范圍內,就可能(neng)緊接著產生(sheng)二(er)次(ci)爆(bao)炸。第(di)二(er)次(ci)爆(bao)炸所(suo)造成的災害(hai)往往比一次(ci)爆(bao)炸要(yao)嚴重得(de)多。
國(guo)內某鋁(lv)品生產廠1963年(nian)發生的(de)(de)塵爆(bao)炸事故的(de)(de)直接原因是(shi)排風(feng)機(ji)葉輪與吸入口(kou)端面(mian)摩擦起(qi)火引起(qi)的(de)(de)。風(feng)機(ji)吸入口(kou)處的(de)(de)蝦米彎及褲(ku)衩三通氣流(liu)不暢,容(rong)(rong)易(yi)積塵。特(te)別是(shi)停機(ji)時更(geng)容(rong)(rong)易(yi)滯留粉塵,一旦啟動,沉積的(de)(de)粉塵被揚起(qi),很快達(da)到爆(bao)炸下限,引起(qi)粉塵爆(bao)炸。
(3)粉塵(chen)(chen)爆炸的(de)機(ji)理可燃粉塵(chen)(chen)在空氣(qi)(qi)中燃燒(shao)時(shi)會(hui)釋放出能量(liang),井產(chan)生(sheng)大(da)(da)量(liang)氣(qi)(qi)體(ti),而(er)釋放出能量(liang)的(de)快慢即燃燒(shao)速度的(de)大(da)(da)小與(yu)粉體(ti)暴露在空氣(qi)(qi)中的(de)面積有關。因此,對(dui)于同一種(zhong)固體(ti)物質(zhi)的(de)粉體(ti),其粒度越(yue)小,比表面積則越(yue)大(da)(da),燃燒(shao)擴(kuo)散就越(yue)快。如(ru)果(guo)這種(zhong)固體(ti)的(de)粒度很細。以(yi)至可懸(xuan)浮(fu)起來,一旦有點火源使之引燃,則可在極短的(de)時(shi)間(jian)內釋放出大(da)(da)量(liang)的(de)能量(liang)。這些能量(liang)來不及散逸(yi)到周圍(wei)環境中去,致使該空間(jian)內氣(qi)(qi)體(ti)受到加熱并絕熱膨脹,而(er)另一方(fang)面粉體(ti)燃燒(shao)時(shi)產(chan)生(sheng)大(da)(da)量(liang)的(de)氣(qi)(qi)體(ti),會(hui)使體(ti)系形成局部(bu)高壓,以(yi)致產(chan)生(sheng)爆炸及傳播,這就是通常稱作的(de)粉塵(chen)(chen)爆炸。
(4)粉(fen)塵(chen)爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)別大塊的(de)(de)(de)(de)(de)固體可燃(ran)(ran)物的(de)(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)是(shi)以近于平行層向內(nei)部推進,例如煤(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)等。這(zhe)種燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量的(de)(de)(de)(de)(de)釋(shi)放比較緩慢。所產生的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)量和(he)氣(qi)體可以迅(xun)速逸(yi)散(san)。可燃(ran)(ran)性粉(fen)塵(chen)的(de)(de)(de)(de)(de)堆(dui)狀燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),在(zai)(zai)通(tong)風(feng)(feng)良好的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)形成明火燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在(zai)(zai)通(tong)風(feng)(feng)不好的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)。可形成無煙或焰的(de)(de)(de)(de)(de)隱(yin)燃(ran)(ran)。
可燃粉塵燃燒時(shi)有幾(ji)個階(jie)(jie)段(duan):一階(jie)(jie)段(duan),表(biao)(biao)面粉也被加熱(re);第二階(jie)(jie)段(duan),表(biao)(biao)面層氣化,溢出揮(hui)發分(fen);第三(san)階(jie)(jie)段(duan),揮(hui)發分(fen)發生(sheng)氣相燃燒。
超細粉(fen)體發(fa)生(sheng)爆炸也(ye)是一個較(jiao)為復雜的(de)過(guo)程,由于粉(fen)塵云的(de)尺(chi)(chi)度(du)(du)(du)一般較(jiao)小,而火焰傳播(bo)速(su)度(du)(du)(du)較(jiao)快,每秒幾百米(mi),因此在粉(fen)塵中心發(fa)生(sheng)火源點火,在不到0.1s的(de)時(shi)間內就可燃(ran)遍整個粉(fen)塵云。在此過(guo)程中,如果粉(fen)塵已燃(ran)盡(jin),則(ze)會生(sheng)成較(jiao)高的(de)壓強;若未燃(ran)盡(jin),則(ze)生(sheng)成較(jiao)低的(de)壓強。可燃(ran)粒(li)子是否能燃(ran)完,取決于粒(li)子的(de)尺(chi)(chi)寸和燃(ran)燒(shao)深(shen)度(du)(du)(du)。
(5)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)塵(chen)分類(lei)粉(fen)體按其(qi)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)性可(ke)(ke)劃(hua)分為兩(liang)類(lei):一(yi)類(lei)為可(ke)(ke)燃(ran)(ran);一(yi)類(lei)為非可(ke)(ke)燃(ran)(ran)。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)體的分類(lei)方法和標準在不同(tong)的國家有所(suo)不同(tong)。
美(mei)國將(jiang)可燃(ran)粉(fen)(fen)體劃為(wei)(wei)Ⅱ級危險品,同時(shi)又(you)將(jiang)其中的(de)(de)金屬粉(fen)(fen)、含碳(tan)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)、谷物(wu)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)列入不同的(de)(de)組。美(mei)國制定的(de)(de)分(fen)類方法是(shi)按被測粉(fen)(fen)體在標準試驗(yan)裝置內發生粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸時(shi)所(suo)得升壓(ya)速度來進行分(fen)類,并劃分(fen)為(wei)(wei)三個等級。我國目前尚未見到關于可燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)分(fen)類的(de)(de)現成標準。
2、粉塵濃度(du)和顆粒對爆炸的影響(xiang)
(1)粉(fen)塵濃(nong)度(du)(du)可燃粉(fen)塵爆炸(zha)也(ye)存在粉(fen)塵濃(nong)度(du)(du)的上(shang)(shang)下限(xian)(xian)(xian)(xian)。該值(zhi)受點火能量、氧濃(nong)度(du)(du)、粉(fen)體粒度(du)(du)、粉(fen)體品種、水分等(deng)多種因素(su)的影響。采用簡化公式(shi),可估算出爆炸(zha)極(ji)限(xian)(xian)(xian)(xian),一般而(er)言粉(fen)塵爆炸(zha)下限(xian)(xian)(xian)(xian)濃(nong)度(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)(xian)受到多種因素(su)的影響,其值(zhi)不如下限(xian)(xian)(xian)(xian)易確定(ding),通常也(ye)不易達到上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)(xian)的濃(nong)度(du)(du)。所以,下限(xian)(xian)(xian)(xian)值(zhi)更(geng)重要、更(geng)有(you)用。
從物理意義上講,粉(fen)塵(chen)濃度(du)(du)上下限(xian)值(zhi)反映了粒子(zi)(zi)間距離對粒子(zi)(zi)燃(ran)(ran)燒(shao)火(huo)焰傳播的(de)(de)影響(xiang),若粒子(zi)(zi)間距離達到使燃(ran)(ran)燒(shao)火(huo)焰不能(neng)延伸至相鄰(lin)粒子(zi)(zi)時(shi),則(ze)燃(ran)(ran)燒(shao)就(jiu)不能(neng)繼續進(jin)行(傳播),爆(bao)炸也(ye)就(jiu)不會發生;此(ci)時(shi)粉(fen)塵(chen)濃度(du)(du)即低于爆(bao)炸的(de)(de)下限(xian)濃度(du)(du)值(zhi)。若粒子(zi)(zi)間的(de)(de)距離過小,粒子(zi)(zi)間氧不足以(yi)提供(gong)充(chong)分燃(ran)(ran)燒(shao)條件(jian),也(ye)就(jiu)不能(neng)形(xing)成爆(bao)炸,此(ci)時(shi)粒子(zi)(zi)濃度(du)(du)即高(gao)于上限(xian)值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)粒(li)度可燃(ran)物粉(fen)(fen)體(ti)顆粒(li)大于(yu)(yu)(yu)400um時,所形成的(de)粉(fen)(fen)塵云不(bu)再(zai)具(ju)有可爆性。但對于(yu)(yu)(yu)超(chao)細(xi)粉(fen)(fen)體(ti)當其粒(li)度在10um以下(xia)時則(ze)具(ju)有較大的(de)危險性。應引起注意的(de)是,有時即使粉(fen)(fen)體(ti)的(de)平均(jun)粒(li)度大于(yu)(yu)(yu)400um,但其中往(wang)往(wang)也含有較細(xi)的(de)粉(fen)(fen)體(ti),這少部分的(de)粉(fen)(fen)體(ti)也具(ju)備(bei)爆炸性。
雖然粉體的(de)粒度(du)對爆炸性能(neng)影響的(de)規(gui)律性并不(bu)強(qiang),但粉體的(de)尺寸越(yue)小,其比表面就越(yue)大(da)(da),燃(ran)燒(shao)就越(yue)快,壓強(qiang)升高(gao)速度(du)隨之呈線性增加。在一定條件(jian)下大(da)(da)壓強(qiang)變化(hua)不(bu)大(da)(da),因(yin)為(wei)這是(shi)取決于(yu)燃(ran)燒(shao)時發出的(de)總能(neng)量(liang),而(er)與釋放能(neng)量(liang)的(de)速度(du)并無明顯的(de)關系(xi)。