粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸就(jiu)是懸浮物(wu)于空氣中(zhong)(zhong)的(de)粉(fen)塵(chen)顆粒與空氣中(zhong)(zhong)的(de)氧氣充分接觸,在特定條件(jian)下瞬時完成的(de)氧化反應,反應中(zhong)(zhong)放出(chu)大量(liang)(liang)熱量(liang)(liang),進而產(chan)生(sheng)高(gao)溫、高(gao)壓的(de)現(xian)象。任(ren)何(he)粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸都必須具備這樣(yang)三個條件(jian):點火源;可燃細粉(fen)塵(chen);粉(fen)塵(chen)懸浮于空氣中(zhong)(zhong)且達到爆(bao)(bao)炸濃度極限范圍。
防爆袋式除塵器如何防止粉(fen)塵爆炸(zha)
1、粉塵爆炸的特(te)點
(1)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸要比可(ke)燃(ran)物質及(ji)可(ke)燃(ran)氣體復雜(za)一(yi)(yi)般地,可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵懸浮(fu)于空(kong)氣中形成(cheng)在爆(bao)炸濃度范圍(wei)內的粉(fen)(fen)塵云,在點火源(yuan)(yuan)作用下,與點火源(yuan)(yuan)接觸(chu)的部分粉(fen)(fen)塵首先被點燃(ran)并形成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)小火球。在這個(ge)小火球燃(ran)燒放出的熱量作用下,使(shi)得周圍(wei)臨近粉(fen)(fen)塵被加熱、溫度升高(gao)、著火燃(ran)燒現象產生,這樣火球就將迅速(su)擴大而形成(cheng)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸。
粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)(zha)的(de)難易(yi)(yi)程度和劇烈(lie)程度與(yu)粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)物理、化學性(xing)(xing)質以及周(zhou)圍(wei)空氣(qi)條件密切相關。一般地,燃(ran)燒熱(re)越大、顆(ke)粒越細,活(huo)性(xing)(xing)越高的(de)粉(fen)(fen)塵(chen),發(fa)生(sheng)(sheng)爆炸(zha)(zha)的(de)危險(xian)性(xing)(xing)越大;輕的(de)懸(xuan)浮物可燃(ran)物質的(de)爆炸(zha)(zha)危險(xian)性(xing)(xing)較(jiao)大;空氣(qi)中氧(yang)氣(qi)含量高時,粉(fen)(fen)塵(chen)易(yi)(yi)被燃(ran)點,爆炸(zha)(zha)也較(jiao)為劇烈(lie)。由(you)于水分具有抑制爆炸(zha)(zha)的(de)作用,所以粉(fen)(fen)塵(chen)和氣(qi)體越干(gan)燥,則發(fa)生(sheng)(sheng)爆炸(zha)(zha)的(de)危險(xian)性(xing)(xing)越大。
(2)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生之(zhi)后,往(wang)(wang)往(wang)(wang)會產(chan)生二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是(shi)由于(yu)在(zai)(zai)一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)時(shi),有不少粉(fen)塵(chen)(chen)沉積在(zai)(zai)一(yi)起,其濃(nong)度超過了粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)的(de)上限(xian)濃(nong)度值(zhi)而不能爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是(shi),當一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成的(de)沖擊波或氣浪將沉積粉(fen)塵(chen)(chen)重新揚起時(shi),在(zai)(zai)空中與空氣混合,濃(nong)度在(zai)(zai)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內,就可能緊接(jie)著產(chan)生二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成的(de)災害往(wang)(wang)往(wang)(wang)比一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)要(yao)嚴(yan)重得(de)多(duo)。
國內某(mou)鋁(lv)品生產廠1963年發生的(de)塵(chen)爆炸(zha)(zha)(zha)事(shi)故的(de)直接原(yuan)因是(shi)排風機葉輪與吸入口端面摩(mo)擦起(qi)火引起(qi)的(de)。風機吸入口處的(de)蝦(xia)米彎(wan)及褲衩三通氣流(liu)不暢,容易(yi)積塵(chen)。特別是(shi)停機時(shi)更容易(yi)滯留粉(fen)塵(chen),一旦啟動,沉(chen)積的(de)粉(fen)塵(chen)被(bei)揚(yang)起(qi),很快達到爆炸(zha)(zha)(zha)下限,引起(qi)粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)(zha)(zha)。
(3)粉(fen)塵爆炸的(de)機理可燃(ran)(ran)粉(fen)塵在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中燃(ran)(ran)燒時會釋放出能量(liang)(liang),井產(chan)生大(da)(da)量(liang)(liang)氣(qi)體(ti),而釋放出能量(liang)(liang)的(de)快慢(man)即燃(ran)(ran)燒速度的(de)大(da)(da)小與粉(fen)體(ti)暴露在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中的(de)面積有(you)關。因此(ci),對于(yu)同一種固體(ti)物(wu)質的(de)粉(fen)體(ti),其粒度越小,比表面積則越大(da)(da),燃(ran)(ran)燒擴散就(jiu)越快。如果這(zhe)(zhe)種固體(ti)的(de)粒度很細。以至可懸(xuan)浮起(qi)來(lai),一旦有(you)點火(huo)源使之引(yin)燃(ran)(ran),則可在(zai)(zai)極短(duan)的(de)時間(jian)內(nei)釋放出大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)能量(liang)(liang)。這(zhe)(zhe)些能量(liang)(liang)來(lai)不及散逸到周圍環境中去,致使該(gai)空(kong)間(jian)內(nei)氣(qi)體(ti)受到加(jia)熱并絕(jue)熱膨脹,而另一方(fang)面粉(fen)體(ti)燃(ran)(ran)燒時產(chan)生大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)氣(qi)體(ti),會使體(ti)系形成局部高壓,以致產(chan)生爆炸及傳播(bo),這(zhe)(zhe)就(jiu)是通常(chang)稱作的(de)粉(fen)塵爆炸。
(4)粉塵(chen)爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)區別大塊(kuai)的(de)(de)(de)(de)固體可燃(ran)(ran)物的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)是(shi)以近于平(ping)行層向內部推進,例如煤(mei)的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)等(deng)。這(zhe)種燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量(liang)的(de)(de)(de)(de)釋(shi)放比較(jiao)緩慢(man)。所產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱量(liang)和(he)氣體可以迅速逸散。可燃(ran)(ran)性粉塵(chen)的(de)(de)(de)(de)堆狀燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),在通風良好的(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)況下(xia)形成(cheng)(cheng)明(ming)火(huo)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在通風不(bu)好的(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)況下(xia)。可形成(cheng)(cheng)無(wu)煙或焰的(de)(de)(de)(de)隱燃(ran)(ran)。
可(ke)燃粉塵燃燒(shao)時有幾個階段(duan):一階段(duan),表面粉也被加(jia)熱;第二階段(duan),表面層氣化,溢出(chu)揮發分;第三階段(duan),揮發分發生氣相(xiang)燃燒(shao)。
超(chao)細粉(fen)(fen)體發生爆炸也(ye)是一個(ge)較(jiao)(jiao)為(wei)復雜的過程(cheng),由于(yu)粉(fen)(fen)塵(chen)云的尺(chi)(chi)度一般(ban)較(jiao)(jiao)小,而火焰傳播(bo)速度較(jiao)(jiao)快(kuai),每(mei)秒幾(ji)百米(mi),因此在粉(fen)(fen)塵(chen)中(zhong)心發生火源點(dian)火,在不(bu)到(dao)0.1s的時(shi)間內就(jiu)可燃(ran)遍整個(ge)粉(fen)(fen)塵(chen)云。在此過程(cheng)中(zhong),如果粉(fen)(fen)塵(chen)已燃(ran)盡,則會生成較(jiao)(jiao)高的壓強;若(ruo)未(wei)燃(ran)盡,則生成較(jiao)(jiao)低的壓強。可燃(ran)粒子(zi)是否能燃(ran)完,取決于(yu)粒子(zi)的尺(chi)(chi)寸和燃(ran)燒深度。
(5)可燃(ran)粉塵分(fen)類(lei)粉體按(an)其(qi)可燃(ran)性(xing)可劃分(fen)為兩類(lei):一類(lei)為可燃(ran);一類(lei)為非可燃(ran)。可燃(ran)粉體的分(fen)類(lei)方法和標準在(zai)不同(tong)的國家有所(suo)不同(tong)。
美(mei)國(guo)(guo)將(jiang)可燃粉(fen)(fen)體(ti)劃(hua)為(wei)Ⅱ級(ji)危(wei)險品(pin),同時又將(jiang)其(qi)中的金屬粉(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)、谷物粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)列入不同的組。美(mei)國(guo)(guo)制定的分(fen)類(lei)(lei)方法是按(an)被測粉(fen)(fen)體(ti)在(zai)標準試驗裝置內發(fa)生粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸時所得升壓(ya)速度來進行分(fen)類(lei)(lei),并劃(hua)分(fen)為(wei)三個等級(ji)。我國(guo)(guo)目前尚未(wei)見到關于可燃粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)分(fen)類(lei)(lei)的現成標準。
2、粉塵濃度和顆粒對(dui)爆炸的影響
(1)粉塵(chen)濃(nong)度(du)(du)可(ke)燃粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)也(ye)存(cun)在粉塵(chen)濃(nong)度(du)(du)的(de)上下限。該值受(shou)點(dian)火能量(liang)、氧濃(nong)度(du)(du)、粉體(ti)粒度(du)(du)、粉體(ti)品種(zhong)、水分等(deng)多種(zhong)因素(su)的(de)影響。采用簡化公式,可(ke)估算(suan)出爆(bao)炸(zha)極限,一般(ban)而(er)言粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)下限濃(nong)度(du)(du)為20~60g/m3,上限介于2~6kg/m3。上限受(shou)到多種(zhong)因素(su)的(de)影響,其值不如下限易(yi)確定,通常也(ye)不易(yi)達到上限的(de)濃(nong)度(du)(du)。所(suo)以(yi),下限值更重(zhong)要(yao)、更有用。
從物理意義上(shang)講,粉塵濃(nong)(nong)度上(shang)下限值(zhi)反映(ying)了粒(li)子(zi)(zi)間(jian)距離對粒(li)子(zi)(zi)燃燒(shao)火焰傳播(bo)的(de)影響,若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)距離達到使(shi)燃燒(shao)火焰不(bu)能延(yan)伸至相(xiang)鄰(lin)粒(li)子(zi)(zi)時(shi),則燃燒(shao)就(jiu)不(bu)能繼續(xu)進(jin)行(傳播(bo)),爆炸也(ye)就(jiu)不(bu)會(hui)發生;此時(shi)粉塵濃(nong)(nong)度即(ji)低于爆炸的(de)下限濃(nong)(nong)度值(zhi)。若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)的(de)距離過小,粒(li)子(zi)(zi)間(jian)氧不(bu)足(zu)以提(ti)供充分燃燒(shao)條件,也(ye)就(jiu)不(bu)能形成爆炸,此時(shi)粒(li)子(zi)(zi)濃(nong)(nong)度即(ji)高于上(shang)限值(zhi)。
(2)粉體粒度(du)可(ke)燃物粉體顆(ke)粒大(da)(da)于400um時(shi),所(suo)形(xing)成的粉塵云不再(zai)具(ju)有(you)可(ke)爆性。但對于超細粉體當其粒度(du)在10um以下(xia)時(shi)則具(ju)有(you)較大(da)(da)的危(wei)險性。應引起注意的是,有(you)時(shi)即使粉體的平(ping)均粒度(du)大(da)(da)于400um,但其中(zhong)往(wang)往(wang)也(ye)含有(you)較細的粉體,這少部(bu)分的粉體也(ye)具(ju)備爆炸性。
雖然(ran)粉體的粒度(du)(du)對爆炸性(xing)能(neng)影響的規律性(xing)并不強(qiang)(qiang),但粉體的尺寸越小(xiao),其比表面就(jiu)越大,燃(ran)燒就(jiu)越快,壓強(qiang)(qiang)升高(gao)速(su)度(du)(du)隨之呈線性(xing)增(zeng)加。在(zai)一定條(tiao)件下大壓強(qiang)(qiang)變(bian)化不大,因為這是取決(jue)于燃(ran)燒時發出的總能(neng)量(liang),而與釋(shi)放能(neng)量(liang)的速(su)度(du)(du)并無明顯的關系(xi)。