粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)就是懸浮(fu)物于(yu)空氣(qi)中的粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)顆(ke)粒與(yu)空氣(qi)中的氧(yang)氣(qi)充分接觸,在特(te)定條件下瞬時完成的氧(yang)化反(fan)應,反(fan)應中放(fang)出大量熱(re)量,進而產生(sheng)高溫、高壓的現象(xiang)。任何(he)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)都必須具備這(zhe)樣三個條件:點火源;可燃細粉(fen)塵(chen)(chen)(chen);粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)懸浮(fu)于(yu)空氣(qi)中且達(da)到(dao)爆(bao)炸(zha)濃度極(ji)限范(fan)圍(wei)。
防爆(bao)袋式除(chu)塵器如何防止粉塵爆(bao)炸
1、粉塵爆炸的(de)特點
(1)粉(fen)塵(chen)爆炸要比(bi)可燃(ran)(ran)物質及可燃(ran)(ran)氣(qi)體復雜一般(ban)地,可燃(ran)(ran)粉(fen)塵(chen)懸浮(fu)于空氣(qi)中(zhong)形(xing)成(cheng)(cheng)在爆炸濃度(du)范圍內的(de)(de)粉(fen)塵(chen)云(yun),在點火(huo)(huo)源作用(yong)下,與點火(huo)(huo)源接(jie)觸(chu)的(de)(de)部(bu)分(fen)粉(fen)塵(chen)首先(xian)被點燃(ran)(ran)并(bing)形(xing)成(cheng)(cheng)一個(ge)小火(huo)(huo)球(qiu)。在這個(ge)小火(huo)(huo)球(qiu)燃(ran)(ran)燒(shao)放出(chu)的(de)(de)熱量(liang)作用(yong)下,使得周圍臨近粉(fen)塵(chen)被加熱、溫度(du)升高、著(zhu)火(huo)(huo)燃(ran)(ran)燒(shao)現象產生,這樣(yang)火(huo)(huo)球(qiu)就將(jiang)迅速擴(kuo)大而形(xing)成(cheng)(cheng)粉(fen)塵(chen)爆炸。
粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)的(de)(de)難易(yi)(yi)程度和劇烈程度與粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)(de)物理(li)、化學性(xing)(xing)質以及周圍空氣(qi)(qi)條件密切(qie)相關。一般地,燃燒熱越(yue)(yue)大、顆粒(li)越(yue)(yue)細,活性(xing)(xing)越(yue)(yue)高的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen),發生爆炸(zha)的(de)(de)危險(xian)性(xing)(xing)越(yue)(yue)大;輕的(de)(de)懸浮物可(ke)燃物質的(de)(de)爆炸(zha)危險(xian)性(xing)(xing)較大;空氣(qi)(qi)中氧氣(qi)(qi)含量高時,粉(fen)(fen)塵(chen)易(yi)(yi)被燃點,爆炸(zha)也較為劇烈。由于水(shui)分具(ju)有抑制(zhi)爆炸(zha)的(de)(de)作用(yong),所以粉(fen)(fen)塵(chen)和氣(qi)(qi)體越(yue)(yue)干燥(zao),則發生爆炸(zha)的(de)(de)危險(xian)性(xing)(xing)越(yue)(yue)大。
(2)粉塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)發(fa)生(sheng)之后,往(wang)(wang)往(wang)(wang)會產生(sheng)二(er)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)這是由(you)于在一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)時(shi),有不少(shao)粉塵(chen)沉(chen)積(ji)在一(yi)起,其濃(nong)度超過了粉塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)上限濃(nong)度值(zhi)而不能爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)。但是,當一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)形成的(de)(de)沖擊波或氣浪將沉(chen)積(ji)粉塵(chen)重新揚(yang)起時(shi),在空(kong)中(zhong)與(yu)空(kong)氣混合(he),濃(nong)度在粉塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)范圍內,就可能緊接著產生(sheng)二(er)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)。第(di)二(er)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)所造成的(de)(de)災害往(wang)(wang)往(wang)(wang)比一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)要嚴重得多。
國(guo)內某(mou)鋁品(pin)生產廠1963年發(fa)生的(de)(de)塵(chen)爆炸(zha)事故的(de)(de)直接原(yuan)因是排風(feng)機(ji)葉輪與吸(xi)(xi)入口端面摩擦起火引起的(de)(de)。風(feng)機(ji)吸(xi)(xi)入口處的(de)(de)蝦米(mi)彎及褲衩三(san)通氣流(liu)不暢,容易(yi)積(ji)塵(chen)。特(te)別是停(ting)機(ji)時更容易(yi)滯(zhi)留粉塵(chen),一(yi)旦啟動,沉積(ji)的(de)(de)粉塵(chen)被揚起,很快達到爆炸(zha)下(xia)限,引起粉塵(chen)爆炸(zha)。
(3)粉塵爆炸(zha)的(de)(de)機理(li)可燃(ran)粉塵在空氣(qi)中燃(ran)燒(shao)時會釋放(fang)出(chu)能(neng)量(liang)(liang),井產生(sheng)大量(liang)(liang)氣(qi)體,而釋放(fang)出(chu)能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)快慢即(ji)燃(ran)燒(shao)速度的(de)(de)大小與粉體暴(bao)露在空氣(qi)中的(de)(de)面(mian)積(ji)有(you)關。因此,對于同一(yi)種(zhong)固(gu)體物質的(de)(de)粉體,其粒度越小,比表面(mian)積(ji)則越大,燃(ran)燒(shao)擴散就(jiu)越快。如果這(zhe)種(zhong)固(gu)體的(de)(de)粒度很細(xi)。以(yi)至可懸浮(fu)起來,一(yi)旦(dan)有(you)點火源(yuan)使之引(yin)燃(ran),則可在極短的(de)(de)時間內釋放(fang)出(chu)大量(liang)(liang)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。這(zhe)些能(neng)量(liang)(liang)來不及散逸(yi)到周圍環(huan)境中去(qu),致使該空間內氣(qi)體受到加熱并絕熱膨(peng)脹,而另(ling)一(yi)方面(mian)粉體燃(ran)燒(shao)時產生(sheng)大量(liang)(liang)的(de)(de)氣(qi)體,會使體系形成局部高(gao)壓,以(yi)致產生(sheng)爆炸(zha)及傳播(bo),這(zhe)就(jiu)是通(tong)常稱作的(de)(de)粉塵爆炸(zha)。
(4)粉塵(chen)爆炸與燃(ran)燒的區別(bie)大(da)塊的固體可(ke)(ke)燃(ran)物的燃(ran)燒是(shi)以近于(yu)平行層向內(nei)部(bu)推進,例如煤的燃(ran)燒等。這種燃(ran)燒能量(liang)的釋放比較緩(huan)慢。所產生的熱(re)量(liang)和氣體可(ke)(ke)以迅速(su)逸散(san)。可(ke)(ke)燃(ran)性粉塵(chen)的堆(dui)狀燃(ran)燒,在(zai)通風良好的情況下形(xing)成明火(huo)燃(ran)燒,而在(zai)通風不好的情況下。可(ke)(ke)形(xing)成無煙或焰的隱燃(ran)。
可燃粉(fen)塵燃燒時(shi)有幾個階(jie)(jie)段:一階(jie)(jie)段,表(biao)面粉(fen)也被加熱;第二(er)階(jie)(jie)段,表(biao)面層氣化,溢出揮發(fa)分(fen);第三(san)階(jie)(jie)段,揮發(fa)分(fen)發(fa)生氣相燃燒。
超細粉體(ti)發生(sheng)爆炸(zha)也(ye)是一個較(jiao)為復雜的(de)(de)過(guo)程,由于(yu)粉塵(chen)云的(de)(de)尺(chi)度一般較(jiao)小,而火焰傳播速度較(jiao)快,每秒幾百米,因此(ci)在(zai)粉塵(chen)中心發生(sheng)火源點火,在(zai)不到0.1s的(de)(de)時間內就可燃遍(bian)整個粉塵(chen)云。在(zai)此(ci)過(guo)程中,如(ru)果粉塵(chen)已燃盡,則會(hui)生(sheng)成較(jiao)高的(de)(de)壓強;若未燃盡,則生(sheng)成較(jiao)低的(de)(de)壓強。可燃粒子是否能燃完,取決于(yu)粒子的(de)(de)尺(chi)寸和燃燒深(shen)度。
(5)可(ke)(ke)(ke)燃(ran)粉塵分類(lei)粉體(ti)按其(qi)可(ke)(ke)(ke)燃(ran)性可(ke)(ke)(ke)劃分為兩類(lei):一類(lei)為可(ke)(ke)(ke)燃(ran);一類(lei)為非可(ke)(ke)(ke)燃(ran)。可(ke)(ke)(ke)燃(ran)粉體(ti)的分類(lei)方法和(he)標準(zhun)在(zai)不同的國(guo)家有所不同。
美國將可(ke)燃(ran)粉(fen)體(ti)劃為Ⅱ級(ji)危險(xian)品,同時又將其中的金屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵、谷物粉(fen)塵列(lie)入不(bu)同的組(zu)。美國制定的分(fen)(fen)類方法(fa)是(shi)按被測粉(fen)體(ti)在標準試(shi)驗裝(zhuang)置內發生粉(fen)塵爆炸時所得升壓速度(du)來(lai)進行(xing)分(fen)(fen)類,并劃分(fen)(fen)為三個(ge)等級(ji)。我國目(mu)前尚未見到(dao)關于可(ke)燃(ran)粉(fen)塵分(fen)(fen)類的現成標準。
2、粉(fen)塵濃度和顆粒對爆炸的影響
(1)粉(fen)塵濃(nong)度(du)可燃(ran)粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)也(ye)存在粉(fen)塵濃(nong)度(du)的上下(xia)限(xian)(xian)(xian)。該值(zhi)受點(dian)火能量、氧(yang)濃(nong)度(du)、粉(fen)體(ti)粒度(du)、粉(fen)體(ti)品種、水分等多種因素(su)的影(ying)(ying)響(xiang)。采用簡化公(gong)式(shi),可估算出(chu)爆(bao)炸(zha)極限(xian)(xian)(xian),一般(ban)而言粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)下(xia)限(xian)(xian)(xian)濃(nong)度(du)為(wei)20~60g/m3,上限(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)(xian)(xian)受到多種因素(su)的影(ying)(ying)響(xiang),其(qi)值(zhi)不如下(xia)限(xian)(xian)(xian)易確(que)定,通常也(ye)不易達到上限(xian)(xian)(xian)的濃(nong)度(du)。所(suo)以,下(xia)限(xian)(xian)(xian)值(zhi)更重要、更有(you)用。
從(cong)物理意義上(shang)講,粉塵濃(nong)度上(shang)下(xia)限值(zhi)(zhi)反映(ying)了粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)間距離(li)對粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)燃(ran)燒(shao)(shao)火(huo)(huo)焰(yan)傳播(bo)的影響(xiang),若(ruo)(ruo)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)間距離(li)達到使(shi)燃(ran)燒(shao)(shao)火(huo)(huo)焰(yan)不(bu)能延(yan)伸至相鄰粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)時(shi)(shi)(shi),則燃(ran)燒(shao)(shao)就不(bu)能繼續(xu)進行(傳播(bo)),爆炸(zha)也就不(bu)會(hui)發生;此(ci)時(shi)(shi)(shi)粉塵濃(nong)度即低于(yu)爆炸(zha)的下(xia)限濃(nong)度值(zhi)(zhi)。若(ruo)(ruo)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)間的距離(li)過小(xiao),粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)間氧不(bu)足以提供充分燃(ran)燒(shao)(shao)條件,也就不(bu)能形(xing)成爆炸(zha),此(ci)時(shi)(shi)(shi)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)濃(nong)度即高于(yu)上(shang)限值(zhi)(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)體粒(li)(li)度可燃物粉(fen)(fen)體顆粒(li)(li)大于(yu)400um時,所形成的粉(fen)(fen)塵(chen)云不再具(ju)有可爆性(xing)。但對于(yu)超細(xi)粉(fen)(fen)體當其粒(li)(li)度在10um以下時則(ze)具(ju)有較大的危險性(xing)。應引起注(zhu)意的是,有時即(ji)使粉(fen)(fen)體的平均(jun)粒(li)(li)度大于(yu)400um,但其中往往也含有較細(xi)的粉(fen)(fen)體,這少(shao)部分的粉(fen)(fen)體也具(ju)備(bei)爆炸性(xing)。
雖然粉體(ti)的粒度(du)對爆炸性(xing)能(neng)影(ying)響的規律性(xing)并(bing)不強(qiang),但(dan)粉體(ti)的尺寸越小,其比表面(mian)就越大,燃燒(shao)就越快,壓(ya)強(qiang)升高速(su)度(du)隨之呈線性(xing)增加(jia)。在一定條件下大壓(ya)強(qiang)變化(hua)不大,因為這是取決于(yu)燃燒(shao)時發出的總能(neng)量(liang),而與釋放能(neng)量(liang)的速(su)度(du)并(bing)無(wu)明顯(xian)的關系。