粉塵爆(bao)炸就是懸(xuan)(xuan)浮物于(yu)空氣中(zhong)的(de)粉塵顆粒與空氣中(zhong)的(de)氧(yang)氣充分接觸,在(zai)特定條(tiao)件下瞬時完成的(de)氧(yang)化反應(ying),反應(ying)中(zhong)放出大(da)量熱量,進(jin)而產(chan)生高溫(wen)、高壓的(de)現(xian)象。任何粉塵爆(bao)炸都必須具(ju)備這樣三個條(tiao)件:點(dian)火源;可燃細粉塵;粉塵懸(xuan)(xuan)浮于(yu)空氣中(zhong)且(qie)達到爆(bao)炸濃度(du)極限范(fan)圍。
防爆袋式(shi)除(chu)塵器如何防止粉塵爆炸(zha)
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)要(yao)比可(ke)燃(ran)物質及(ji)可(ke)燃(ran)氣(qi)體復雜一(yi)般(ban)地,可(ke)燃(ran)粉塵(chen)(chen)懸浮于空氣(qi)中形成在(zai)爆(bao)炸(zha)濃度范圍內的粉塵(chen)(chen)云,在(zai)點(dian)火(huo)源作用下,與點(dian)火(huo)源接觸的部(bu)分粉塵(chen)(chen)首先被點(dian)燃(ran)并(bing)形成一(yi)個(ge)(ge)小火(huo)球(qiu)。在(zai)這個(ge)(ge)小火(huo)球(qiu)燃(ran)燒放出的熱量作用下,使得周(zhou)圍臨(lin)近粉塵(chen)(chen)被加(jia)熱、溫度升(sheng)高、著火(huo)燃(ran)燒現象產生,這樣火(huo)球(qiu)就將(jiang)迅(xun)速擴大而形成粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)。
粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸的(de)(de)難易(yi)程度和劇烈(lie)程度與(yu)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)的(de)(de)物(wu)理(li)、化學性質(zhi)以及周圍(wei)空(kong)氣條件密切相關。一(yi)般地,燃燒熱越(yue)(yue)大(da)、顆粒(li)越(yue)(yue)細,活(huo)性越(yue)(yue)高(gao)的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen),發生(sheng)爆炸的(de)(de)危(wei)險性越(yue)(yue)大(da);輕的(de)(de)懸浮物(wu)可燃物(wu)質(zhi)的(de)(de)爆炸危(wei)險性較(jiao)大(da);空(kong)氣中氧(yang)氣含量高(gao)時(shi),粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)易(yi)被燃點(dian),爆炸也較(jiao)為劇烈(lie)。由于(yu)水分(fen)具有抑制爆炸的(de)(de)作(zuo)用(yong),所以粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)和氣體越(yue)(yue)干燥,則發生(sheng)爆炸的(de)(de)危(wei)險性越(yue)(yue)大(da)。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)發生(sheng)之后(hou),往往會產生(sheng)二(er)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)這是由于在(zai)(zai)一次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)時,有不(bu)(bu)少粉(fen)(fen)塵(chen)沉(chen)(chen)積在(zai)(zai)一起(qi),其(qi)濃(nong)(nong)度(du)超過了粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)的上(shang)限濃(nong)(nong)度(du)值而不(bu)(bu)能(neng)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。但是,當一次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)形成的沖擊(ji)波或(huo)氣浪將沉(chen)(chen)積粉(fen)(fen)塵(chen)重新(xin)揚起(qi)時,在(zai)(zai)空中與空氣混合(he),濃(nong)(nong)度(du)在(zai)(zai)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)范圍內(nei),就(jiu)可能(neng)緊接著產生(sheng)二(er)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。第二(er)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)所造成的災害往往比一次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)要嚴重得多。
國內某鋁品(pin)生產廠1963年發(fa)生的(de)(de)塵(chen)(chen)爆炸事故的(de)(de)直接(jie)原因是(shi)排風(feng)機葉輪與(yu)吸入口端面摩擦起(qi)火引起(qi)的(de)(de)。風(feng)機吸入口處的(de)(de)蝦米彎及褲衩三通(tong)氣流不暢(chang),容(rong)易積(ji)塵(chen)(chen)。特別是(shi)停(ting)機時更容(rong)易滯留粉(fen)塵(chen)(chen),一旦啟動,沉積(ji)的(de)(de)粉(fen)塵(chen)(chen)被揚(yang)起(qi),很快達到(dao)爆炸下(xia)限(xian),引起(qi)粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸。
(3)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)(de)機(ji)理可(ke)(ke)燃粉(fen)(fen)塵(chen)在空氣(qi)中(zhong)燃燒時會釋放出能(neng)量(liang)(liang),井產生(sheng)大量(liang)(liang)氣(qi)體(ti),而釋放出能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)快慢即燃燒速度的(de)(de)(de)(de)大小與粉(fen)(fen)體(ti)暴露在空氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)面(mian)積有關(guan)。因此,對(dui)于同一(yi)種(zhong)固體(ti)物質的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti),其粒度越(yue)小,比表面(mian)積則越(yue)大,燃燒擴散就越(yue)快。如果(guo)這種(zhong)固體(ti)的(de)(de)(de)(de)粒度很細(xi)。以(yi)至可(ke)(ke)懸浮起來(lai),一(yi)旦(dan)有點火源使之(zhi)引燃,則可(ke)(ke)在極短(duan)的(de)(de)(de)(de)時間內釋放出大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。這些能(neng)量(liang)(liang)來(lai)不及散逸到周圍環境中(zhong)去,致(zhi)使該(gai)空間內氣(qi)體(ti)受到加熱(re)(re)并(bing)絕熱(re)(re)膨(peng)脹(zhang),而另一(yi)方面(mian)粉(fen)(fen)體(ti)燃燒時產生(sheng)大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體(ti),會使體(ti)系(xi)形成局部高壓,以(yi)致(zhi)產生(sheng)爆(bao)炸(zha)(zha)及傳播,這就是通常稱作的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)。
(4)粉(fen)塵爆炸與(yu)燃(ran)(ran)(ran)燒的(de)區別大塊的(de)固(gu)體可(ke)燃(ran)(ran)(ran)物的(de)燃(ran)(ran)(ran)燒是以近于平行層(ceng)向內(nei)部推進,例如煤的(de)燃(ran)(ran)(ran)燒等。這(zhe)種燃(ran)(ran)(ran)燒能量(liang)的(de)釋放比較緩慢。所產生的(de)熱(re)量(liang)和氣體可(ke)以迅(xun)速逸散。可(ke)燃(ran)(ran)(ran)性粉(fen)塵的(de)堆狀燃(ran)(ran)(ran)燒,在通(tong)風(feng)良好(hao)的(de)情(qing)況下(xia)形成明(ming)火燃(ran)(ran)(ran)燒,而在通(tong)風(feng)不好(hao)的(de)情(qing)況下(xia)。可(ke)形成無煙或焰的(de)隱燃(ran)(ran)(ran)。
可燃粉塵燃燒時有幾個(ge)階段(duan):一階段(duan),表面(mian)粉也被加熱;第二階段(duan),表面(mian)層氣(qi)化,溢出揮發(fa)分;第三(san)階段(duan),揮發(fa)分發(fa)生氣(qi)相燃燒。
超細粉體發生(sheng)爆炸也是一(yi)個(ge)較(jiao)為復雜的過程,由(you)于(yu)粉塵(chen)云的尺(chi)度(du)一(yi)般較(jiao)小,而火焰傳播速度(du)較(jiao)快,每秒(miao)幾百米,因此在粉塵(chen)中心發生(sheng)火源點(dian)火,在不(bu)到0.1s的時(shi)間(jian)內就(jiu)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)遍整個(ge)粉塵(chen)云。在此過程中,如(ru)果粉塵(chen)已燃(ran)(ran)盡(jin),則會生(sheng)成較(jiao)高的壓(ya)強(qiang);若(ruo)未(wei)燃(ran)(ran)盡(jin),則生(sheng)成較(jiao)低的壓(ya)強(qiang)。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)粒子是否(fou)能燃(ran)(ran)完,取(qu)決于(yu)粒子的尺(chi)寸(cun)和燃(ran)(ran)燒深度(du)。
(5)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)粉塵分類粉體按(an)其可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)性可(ke)(ke)劃分為(wei)兩類:一(yi)類為(wei)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran);一(yi)類為(wei)非可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)粉體的(de)分類方法和標準在不同的(de)國家(jia)有所不同。
美國(guo)將可燃粉(fen)體劃為Ⅱ級危險品(pin),同(tong)時(shi)又(you)將其中的金屬(shu)粉(fen)、含碳粉(fen)塵、谷(gu)物粉(fen)塵列入不同(tong)的組。美國(guo)制定的分(fen)類(lei)方(fang)法是按(an)被測粉(fen)體在標準試驗裝置內(nei)發(fa)生粉(fen)塵爆炸時(shi)所得升(sheng)壓速度來進(jin)行分(fen)類(lei),并劃分(fen)為三個等級。我(wo)國(guo)目(mu)前尚未(wei)見到(dao)關于可燃粉(fen)塵分(fen)類(lei)的現成標準。
2、粉塵(chen)濃(nong)度和顆粒對(dui)爆炸的(de)影響
(1)粉塵(chen)濃度可(ke)燃粉塵(chen)爆炸也存(cun)在粉塵(chen)濃度的(de)(de)上(shang)下限(xian)(xian)(xian)(xian)。該值受(shou)點(dian)火能量、氧濃度、粉體粒度、粉體品種(zhong)(zhong)、水分等多(duo)種(zhong)(zhong)因(yin)素的(de)(de)影響(xiang)(xiang)。采(cai)用簡化公式,可(ke)估(gu)算出(chu)爆炸極限(xian)(xian)(xian)(xian),一般而言粉塵(chen)爆炸下限(xian)(xian)(xian)(xian)濃度為20~60g/m3,上(shang)限(xian)(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)(xian)(xian)(xian)受(shou)到多(duo)種(zhong)(zhong)因(yin)素的(de)(de)影響(xiang)(xiang),其值不如下限(xian)(xian)(xian)(xian)易確定,通常也不易達到上(shang)限(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)濃度。所以,下限(xian)(xian)(xian)(xian)值更重要、更有用。
從(cong)物理意義上講,粉塵濃度上下限值反映了粒(li)子(zi)間(jian)距(ju)離對粒(li)子(zi)燃燒(shao)火(huo)焰(yan)傳播的(de)影響,若粒(li)子(zi)間(jian)距(ju)離達(da)到使燃燒(shao)火(huo)焰(yan)不(bu)能(neng)(neng)延伸至(zhi)相鄰(lin)粒(li)子(zi)時(shi),則燃燒(shao)就不(bu)能(neng)(neng)繼續進行(傳播),爆(bao)(bao)炸也就不(bu)會發生;此(ci)時(shi)粉塵濃度即(ji)低于爆(bao)(bao)炸的(de)下限濃度值。若粒(li)子(zi)間(jian)的(de)距(ju)離過小,粒(li)子(zi)間(jian)氧(yang)不(bu)足(zu)以(yi)提供充分燃燒(shao)條件,也就不(bu)能(neng)(neng)形成(cheng)爆(bao)(bao)炸,此(ci)時(shi)粒(li)子(zi)濃度即(ji)高(gao)于上限值。
(2)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)粒(li)度可燃(ran)物(wu)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)顆粒(li)大(da)于400um時(shi),所形(xing)成的粉(fen)(fen)(fen)塵云不再具有(you)可爆性。但(dan)(dan)對于超(chao)細(xi)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)當其(qi)粒(li)度在10um以(yi)下(xia)時(shi)則具有(you)較大(da)的危險性。應引起注意的是,有(you)時(shi)即使粉(fen)(fen)(fen)體(ti)的平均(jun)粒(li)度大(da)于400um,但(dan)(dan)其(qi)中往(wang)往(wang)也含有(you)較細(xi)的粉(fen)(fen)(fen)體(ti),這(zhe)少(shao)部分的粉(fen)(fen)(fen)體(ti)也具備爆炸性。
雖(sui)然(ran)粉(fen)體的粒度(du)對爆炸(zha)性(xing)能影響的規律性(xing)并(bing)不強(qiang),但粉(fen)體的尺寸越小,其比(bi)表面就(jiu)越大(da),燃燒就(jiu)越快,壓強(qiang)升高速(su)(su)度(du)隨(sui)之呈線(xian)性(xing)增加。在一定條件下大(da)壓強(qiang)變化不大(da),因為這是取決于燃燒時發出的總能量(liang),而與釋(shi)放(fang)能量(liang)的速(su)(su)度(du)并(bing)無明顯的關系。