粉塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)就是懸(xuan)浮(fu)物于空氣(qi)中(zhong)的(de)粉塵(chen)(chen)(chen)顆粒與空氣(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)充分接(jie)觸,在特定條(tiao)件(jian)下瞬時完成的(de)氧(yang)化反應,反應中(zhong)放出大量(liang)熱量(liang),進而產生高溫、高壓的(de)現象。任何(he)粉塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)都必須具備(bei)這樣三個條(tiao)件(jian):點火源(yuan);可燃細(xi)粉塵(chen)(chen)(chen);粉塵(chen)(chen)(chen)懸(xuan)浮(fu)于空氣(qi)中(zhong)且達到爆(bao)炸(zha)(zha)濃度極限范圍。
防(fang)爆袋式(shi)除塵器如何防(fang)止粉塵爆炸
1、粉塵爆炸的特點(dian)
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)要比(bi)可(ke)燃(ran)物質及可(ke)燃(ran)氣體(ti)復(fu)雜(za)一般地,可(ke)燃(ran)粉(fen)塵(chen)(chen)懸浮(fu)于空(kong)氣中(zhong)形(xing)成(cheng)在爆(bao)炸(zha)濃(nong)度范圍內的粉(fen)塵(chen)(chen)云,在點火(huo)源(yuan)作用下,與(yu)點火(huo)源(yuan)接觸(chu)的部分粉(fen)塵(chen)(chen)首先被(bei)點燃(ran)并形(xing)成(cheng)一個小(xiao)火(huo)球(qiu)。在這(zhe)個小(xiao)火(huo)球(qiu)燃(ran)燒放出的熱量作用下,使得周(zhou)圍臨近粉(fen)塵(chen)(chen)被(bei)加熱、溫(wen)度升高、著火(huo)燃(ran)燒現象產生,這(zhe)樣火(huo)球(qiu)就將迅(xun)速擴大而形(xing)成(cheng)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)。
粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)難易程(cheng)度和劇烈程(cheng)度與(yu)粉(fen)塵(chen)的(de)(de)物理、化學(xue)性(xing)質以及周圍空氣(qi)條(tiao)件密(mi)切(qie)相關(guan)。一般地,燃(ran)燒(shao)熱(re)越大(da)(da)(da)、顆粒(li)越細,活性(xing)越高的(de)(de)粉(fen)塵(chen),發(fa)生(sheng)(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)危(wei)險(xian)性(xing)越大(da)(da)(da);輕的(de)(de)懸浮(fu)物可燃(ran)物質的(de)(de)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)危(wei)險(xian)性(xing)較大(da)(da)(da);空氣(qi)中氧氣(qi)含量高時,粉(fen)塵(chen)易被燃(ran)點,爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)也較為劇烈。由于水分具有(you)抑制爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)作用,所以粉(fen)塵(chen)和氣(qi)體越干燥,則發(fa)生(sheng)(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)危(wei)險(xian)性(xing)越大(da)(da)(da)。
(2)粉(fen)塵爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)發生(sheng)之后(hou),往往會產(chan)(chan)生(sheng)二次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)這是由于(yu)在一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)時(shi),有不(bu)少(shao)粉(fen)塵沉積在一(yi)起,其濃(nong)度(du)超過(guo)了粉(fen)塵爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的上(shang)限濃(nong)度(du)值而不(bu)能爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。但是,當一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)形成(cheng)的沖擊波或(huo)氣浪將沉積粉(fen)塵重新揚起時(shi),在空(kong)中與(yu)空(kong)氣混合,濃(nong)度(du)在粉(fen)塵爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)范圍內,就可(ke)能緊接著產(chan)(chan)生(sheng)二次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。第二次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)所造成(cheng)的災害往往比(bi)一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)要嚴重得多。
國內某鋁品生產廠1963年發(fa)生的(de)(de)塵(chen)爆炸事故(gu)的(de)(de)直接原因(yin)是(shi)排風(feng)(feng)機(ji)葉輪與吸(xi)入(ru)口端面摩(mo)擦(ca)起(qi)(qi)火引起(qi)(qi)的(de)(de)。風(feng)(feng)機(ji)吸(xi)入(ru)口處(chu)的(de)(de)蝦米彎(wan)及褲衩(cha)三(san)通氣流不暢,容易積(ji)塵(chen)。特別是(shi)停機(ji)時更容易滯留粉塵(chen),一旦(dan)啟動,沉(chen)積(ji)的(de)(de)粉塵(chen)被揚起(qi)(qi),很快達到(dao)爆炸下限,引起(qi)(qi)粉塵(chen)爆炸。
(3)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)的機(ji)理可(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)燃(ran)(ran)燒時會(hui)釋放(fang)出(chu)能量(liang)(liang),井產生大(da)(da)量(liang)(liang)氣(qi)體(ti),而釋放(fang)出(chu)能量(liang)(liang)的快慢即燃(ran)(ran)燒速度的大(da)(da)小(xiao)與粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)暴(bao)露在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)的面積(ji)有(you)關。因此,對于同(tong)一(yi)種固(gu)體(ti)物質(zhi)的粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti),其粒(li)度越(yue)小(xiao),比表面積(ji)則(ze)越(yue)大(da)(da),燃(ran)(ran)燒擴散(san)就越(yue)快。如果(guo)這種固(gu)體(ti)的粒(li)度很細。以至可(ke)(ke)懸浮起來,一(yi)旦(dan)有(you)點火源使(shi)之引燃(ran)(ran),則(ze)可(ke)(ke)在(zai)極短的時間(jian)內釋放(fang)出(chu)大(da)(da)量(liang)(liang)的能量(liang)(liang)。這些能量(liang)(liang)來不及(ji)散(san)逸到周(zhou)圍環境中(zhong)去(qu),致使(shi)該空(kong)間(jian)內氣(qi)體(ti)受(shou)到加熱(re)并(bing)絕熱(re)膨脹,而另一(yi)方面粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)燃(ran)(ran)燒時產生大(da)(da)量(liang)(liang)的氣(qi)體(ti),會(hui)使(shi)體(ti)系形成(cheng)局部(bu)高壓,以致產生爆炸(zha)及(ji)傳播,這就是通(tong)常稱作(zuo)的粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)。
(4)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)與燃燒(shao)的(de)(de)(de)區別大塊的(de)(de)(de)固(gu)體(ti)可(ke)燃物的(de)(de)(de)燃燒(shao)是以(yi)近于(yu)平行層向內部推進,例如(ru)煤的(de)(de)(de)燃燒(shao)等。這種燃燒(shao)能量(liang)的(de)(de)(de)釋放(fang)比較(jiao)緩慢。所(suo)產生(sheng)的(de)(de)(de)熱量(liang)和(he)氣體(ti)可(ke)以(yi)迅速(su)逸散。可(ke)燃性粉(fen)塵(chen)的(de)(de)(de)堆狀燃燒(shao),在(zai)通(tong)風良好的(de)(de)(de)情況下形成明火燃燒(shao),而在(zai)通(tong)風不好的(de)(de)(de)情況下。可(ke)形成無煙(yan)或焰的(de)(de)(de)隱(yin)燃。
可燃粉塵燃燒(shao)時(shi)有幾(ji)個階段(duan)(duan)(duan):一(yi)階段(duan)(duan)(duan),表面粉也被(bei)加熱;第二(er)階段(duan)(duan)(duan),表面層氣(qi)(qi)化,溢出揮發(fa)分(fen)(fen);第三階段(duan)(duan)(duan),揮發(fa)分(fen)(fen)發(fa)生(sheng)氣(qi)(qi)相燃燒(shao)。
超細粉(fen)(fen)體發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)爆(bao)炸也是一個較為復雜(za)的(de)過程(cheng),由于粉(fen)(fen)塵(chen)云的(de)尺度一般較小,而火焰傳播速(su)度較快,每秒幾百米,因此在(zai)粉(fen)(fen)塵(chen)中(zhong)心發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)火源點火,在(zai)不到0.1s的(de)時間內(nei)就可(ke)燃遍整個粉(fen)(fen)塵(chen)云。在(zai)此過程(cheng)中(zhong),如果粉(fen)(fen)塵(chen)已(yi)燃盡,則(ze)會生(sheng)(sheng)(sheng)成較高的(de)壓強(qiang);若未燃盡,則(ze)生(sheng)(sheng)(sheng)成較低的(de)壓強(qiang)。可(ke)燃粒子是否(fou)能燃完,取決(jue)于粒子的(de)尺寸和(he)燃燒(shao)深度。
(5)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉塵分類(lei)粉體按(an)其(qi)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)性可(ke)(ke)劃(hua)分為(wei)兩(liang)類(lei):一類(lei)為(wei)可(ke)(ke)燃(ran)(ran);一類(lei)為(wei)非可(ke)(ke)燃(ran)(ran)。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉體的分類(lei)方法(fa)和標準(zhun)在(zai)不同(tong)的國家(jia)有所不同(tong)。
美國將可燃粉(fen)(fen)體(ti)劃(hua)為Ⅱ級危險品,同時(shi)又將其中的金屬粉(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)塵、谷物(wu)粉(fen)(fen)塵列入不同的組。美國制定的分類(lei)方(fang)法是按(an)被測粉(fen)(fen)體(ti)在標準(zhun)試驗(yan)裝置內發生粉(fen)(fen)塵爆炸時(shi)所得升壓速度來進(jin)行分類(lei),并(bing)劃(hua)分為三個等級。我國目(mu)前(qian)尚未見(jian)到關于可燃粉(fen)(fen)塵分類(lei)的現成標準(zhun)。
2、粉塵濃度和(he)顆(ke)粒對爆炸的影響
(1)粉塵(chen)濃度(du)可燃粉塵(chen)爆(bao)炸也存在粉塵(chen)濃度(du)的(de)上(shang)(shang)下限(xian)(xian)(xian)。該(gai)值受(shou)(shou)點火能量、氧(yang)濃度(du)、粉體(ti)粒(li)度(du)、粉體(ti)品種、水分等多種因素的(de)影(ying)(ying)響。采用簡化公(gong)式,可估(gu)算出爆(bao)炸極限(xian)(xian)(xian),一般而言粉塵(chen)爆(bao)炸下限(xian)(xian)(xian)濃度(du)為20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)受(shou)(shou)到(dao)多種因素的(de)影(ying)(ying)響,其(qi)值不如下限(xian)(xian)(xian)易確(que)定(ding),通常也不易達(da)到(dao)上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)的(de)濃度(du)。所以,下限(xian)(xian)(xian)值更重要、更有用。
從物理意義上(shang)講,粉塵濃度上(shang)下(xia)限(xian)值反映了(le)粒(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)(jian)距(ju)離對粒(li)(li)子(zi)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)火焰傳(chuan)播的(de)(de)影響,若粒(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)(jian)距(ju)離達到使(shi)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)火焰不(bu)能(neng)延伸至相鄰粒(li)(li)子(zi)時,則燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)就(jiu)(jiu)不(bu)能(neng)繼續(xu)進行(傳(chuan)播),爆(bao)(bao)炸(zha)也就(jiu)(jiu)不(bu)會(hui)發生;此(ci)時粉塵濃度即低于(yu)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)下(xia)限(xian)濃度值。若粒(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)距(ju)離過小(xiao),粒(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)(jian)氧不(bu)足以提供充(chong)分燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)條件(jian),也就(jiu)(jiu)不(bu)能(neng)形成爆(bao)(bao)炸(zha),此(ci)時粒(li)(li)子(zi)濃度即高于(yu)上(shang)限(xian)值。
(2)粉(fen)體粒(li)度(du)(du)可(ke)燃(ran)物粉(fen)體顆粒(li)大于(yu)400um時,所(suo)形成的(de)(de)(de)粉(fen)塵云不再具(ju)有可(ke)爆性(xing)。但(dan)對于(yu)超細粉(fen)體當(dang)其(qi)粒(li)度(du)(du)在10um以下時則(ze)具(ju)有較大的(de)(de)(de)危(wei)險(xian)性(xing)。應引起注(zhu)意的(de)(de)(de)是,有時即使粉(fen)體的(de)(de)(de)平均(jun)粒(li)度(du)(du)大于(yu)400um,但(dan)其(qi)中往(wang)(wang)往(wang)(wang)也含有較細的(de)(de)(de)粉(fen)體,這少部分的(de)(de)(de)粉(fen)體也具(ju)備爆炸性(xing)。
雖然粉體(ti)的粒度對(dui)爆(bao)炸性能(neng)(neng)影(ying)響的規(gui)律性并不強,但粉體(ti)的尺寸越小,其(qi)比表面就(jiu)越大,燃燒(shao)就(jiu)越快,壓強升(sheng)高速度隨之(zhi)呈線性增加。在一定條件(jian)下大壓強變化不大,因(yin)為(wei)這是取決于燃燒(shao)時發出(chu)的總(zong)能(neng)(neng)量,而(er)與釋放能(neng)(neng)量的速度并無明顯的關系。