粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)就是懸浮(fu)物于空氣(qi)中的(de)粉塵(chen)(chen)顆粒與空氣(qi)中的(de)氧(yang)氣(qi)充分接觸,在(zai)特定條(tiao)件下瞬時完成(cheng)的(de)氧(yang)化反(fan)應,反(fan)應中放出大量熱量,進而產生(sheng)高溫、高壓的(de)現(xian)象。任(ren)何粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)都必須(xu)具備這(zhe)樣三個(ge)條(tiao)件:點火源;可燃(ran)細粉塵(chen)(chen);粉塵(chen)(chen)懸浮(fu)于空氣(qi)中且(qie)達到爆(bao)炸(zha)濃度(du)極限范(fan)圍。
防(fang)爆(bao)袋(dai)式除(chu)塵(chen)器(qi)如(ru)何(he)防(fang)止(zhi)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸
1、粉塵爆炸的特(te)點
(1)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)要比可(ke)(ke)燃物質及(ji)可(ke)(ke)燃氣體(ti)復雜(za)一般地(di),可(ke)(ke)燃粉(fen)(fen)塵懸浮于空氣中形(xing)(xing)成在(zai)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)濃度(du)范(fan)圍內的粉(fen)(fen)塵云,在(zai)點(dian)火源(yuan)作(zuo)用下,與點(dian)火源(yuan)接觸的部分粉(fen)(fen)塵首(shou)先被點(dian)燃并形(xing)(xing)成一個(ge)小火球。在(zai)這個(ge)小火球燃燒(shao)放出的熱量作(zuo)用下,使得周圍臨近粉(fen)(fen)塵被加(jia)熱、溫(wen)度(du)升高、著火燃燒(shao)現(xian)象產生(sheng),這樣火球就將迅速擴大而(er)形(xing)(xing)成粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。
粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)難易程(cheng)度和(he)劇(ju)烈程(cheng)度與(yu)粉塵(chen)的(de)(de)(de)(de)物(wu)理、化學性質以及周(zhou)圍空氣條件密切相關。一般地,燃(ran)(ran)(ran)燒熱越大(da)、顆粒(li)越細,活性越高(gao)的(de)(de)(de)(de)粉塵(chen),發(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)危險(xian)(xian)性越大(da);輕的(de)(de)(de)(de)懸浮(fu)物(wu)可(ke)燃(ran)(ran)(ran)物(wu)質的(de)(de)(de)(de)爆(bao)炸(zha)危險(xian)(xian)性較大(da);空氣中氧(yang)氣含量(liang)高(gao)時,粉塵(chen)易被燃(ran)(ran)(ran)點,爆(bao)炸(zha)也(ye)較為劇(ju)烈。由于水分具有抑制爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)作用,所以粉塵(chen)和(he)氣體越干燥,則發(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)危險(xian)(xian)性越大(da)。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生(sheng)之后(hou),往(wang)往(wang)會產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是由(you)于在一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)時,有不少粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)沉(chen)積在一(yi)起(qi),其濃(nong)(nong)度超過了粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的上(shang)限濃(nong)(nong)度值而不能爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是,當一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成的沖擊波(bo)或氣浪(lang)將沉(chen)積粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)重新揚起(qi)時,在空中與空氣混合,濃(nong)(nong)度在粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內(nei),就可能緊接著產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成的災(zai)害往(wang)往(wang)比一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴(yan)重得(de)多。
國內某鋁品生產廠1963年發(fa)生的(de)塵爆炸(zha)事故的(de)直接原因是(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)蝦米彎及褲(ku)衩(cha)三通(tong)氣(qi)流不暢,容易(yi)積(ji)塵。特別是(shi)停機時(shi)更容易(yi)滯留(liu)粉(fen)塵,一旦啟動(dong),沉積(ji)的(de)粉(fen)塵被揚起(qi),很快(kuai)達到爆炸(zha)下限,引起(qi)粉(fen)塵爆炸(zha)。
(3)粉(fen)(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)的(de)機(ji)理(li)可燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵在(zai)空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)燃(ran)燒(shao)(shao)時(shi)會釋放出(chu)能量,井(jing)產(chan)生大(da)量氣(qi)(qi)體(ti),而釋放出(chu)能量的(de)快(kuai)慢即燃(ran)燒(shao)(shao)速度(du)的(de)大(da)小與粉(fen)(fen)(fen)體(ti)暴露在(zai)空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)面積(ji)有關。因此,對于同一(yi)(yi)種固體(ti)物(wu)質的(de)粉(fen)(fen)(fen)體(ti),其(qi)粒(li)度(du)越小,比表面積(ji)則(ze)(ze)越大(da),燃(ran)燒(shao)(shao)擴(kuo)散就越快(kuai)。如果這種固體(ti)的(de)粒(li)度(du)很細。以至可懸(xuan)浮起(qi)來(lai),一(yi)(yi)旦有點火源使之引燃(ran),則(ze)(ze)可在(zai)極短的(de)時(shi)間內釋放出(chu)大(da)量的(de)能量。這些能量來(lai)不及(ji)散逸(yi)到(dao)周圍環境中(zhong)去,致(zhi)使該空(kong)間內氣(qi)(qi)體(ti)受到(dao)加熱并絕(jue)熱膨脹,而另一(yi)(yi)方面粉(fen)(fen)(fen)體(ti)燃(ran)燒(shao)(shao)時(shi)產(chan)生大(da)量的(de)氣(qi)(qi)體(ti),會使體(ti)系形成局部高(gao)壓(ya),以致(zhi)產(chan)生爆(bao)炸(zha)及(ji)傳播,這就是通常稱作(zuo)的(de)粉(fen)(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)。
(4)粉(fen)塵爆炸與燃(ran)燒(shao)的(de)區(qu)別大塊的(de)固體可(ke)燃(ran)物的(de)燃(ran)燒(shao)是以近于平行(xing)層(ceng)向內部推進,例如(ru)煤(mei)的(de)燃(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)燒(shao)能量的(de)釋放(fang)比較(jiao)緩慢。所(suo)產生的(de)熱量和氣體可(ke)以迅速逸散。可(ke)燃(ran)性粉(fen)塵的(de)堆(dui)狀燃(ran)燒(shao),在(zai)通風(feng)良好的(de)情況(kuang)下形成明火燃(ran)燒(shao),而在(zai)通風(feng)不好的(de)情況(kuang)下。可(ke)形成無煙(yan)或(huo)焰的(de)隱燃(ran)。
可燃(ran)粉塵燃(ran)燒(shao)時有(you)幾個階段(duan):一(yi)階段(duan),表(biao)面(mian)粉也(ye)被加熱;第二階段(duan),表(biao)面(mian)層氣化,溢(yi)出揮發(fa)分(fen)(fen);第三階段(duan),揮發(fa)分(fen)(fen)發(fa)生氣相燃(ran)燒(shao)。
超細粉(fen)體發(fa)生爆(bao)炸也是一個較(jiao)(jiao)(jiao)為復雜(za)的(de)過(guo)程,由于粉(fen)塵云的(de)尺度一般較(jiao)(jiao)(jiao)小,而火焰傳播速度較(jiao)(jiao)(jiao)快,每秒幾(ji)百(bai)米,因此(ci)在(zai)粉(fen)塵中(zhong)心發(fa)生火源點火,在(zai)不到0.1s的(de)時間內(nei)就可燃(ran)遍整個粉(fen)塵云。在(zai)此(ci)過(guo)程中(zhong),如果(guo)粉(fen)塵已燃(ran)盡(jin),則會生成較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)的(de)壓(ya)強;若未燃(ran)盡(jin),則生成較(jiao)(jiao)(jiao)低的(de)壓(ya)強。可燃(ran)粒子是否能燃(ran)完,取決于粒子的(de)尺寸和(he)燃(ran)燒深度。
(5)可(ke)(ke)(ke)燃粉(fen)塵分類粉(fen)體按其可(ke)(ke)(ke)燃性可(ke)(ke)(ke)劃分為(wei)兩類:一(yi)類為(wei)可(ke)(ke)(ke)燃;一(yi)類為(wei)非可(ke)(ke)(ke)燃。可(ke)(ke)(ke)燃粉(fen)體的(de)分類方法和(he)標(biao)準在不同(tong)的(de)國家有所不同(tong)。
美國將可(ke)燃粉(fen)體劃為Ⅱ級危險品,同時又將其中(zhong)的(de)(de)金(jin)屬粉(fen)、含(han)碳粉(fen)塵(chen)、谷物粉(fen)塵(chen)列入不同的(de)(de)組。美國制定(ding)的(de)(de)分類方法是按被測粉(fen)體在標準試驗裝置內發生粉(fen)塵(chen)爆炸時所得升壓速度(du)來進行(xing)分類,并劃分為三個等級。我國目(mu)前尚未見到(dao)關于(yu)可(ke)燃粉(fen)塵(chen)分類的(de)(de)現成標準。
2、粉塵濃度和(he)顆(ke)粒(li)對爆炸的影響
(1)粉(fen)(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)(du)可燃粉(fen)(fen)塵爆炸也存在(zai)粉(fen)(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)(de)上(shang)下(xia)(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)。該值(zhi)(zhi)受點火能(neng)量、氧濃(nong)(nong)度(du)(du)、粉(fen)(fen)體粒度(du)(du)、粉(fen)(fen)體品種、水分等多(duo)種因素的(de)(de)影響(xiang)。采用簡化公(gong)式(shi),可估算(suan)出爆炸極限(xian)(xian)(xian),一般而言粉(fen)(fen)塵爆炸下(xia)(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)濃(nong)(nong)度(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)(xian)(xian)受到多(duo)種因素的(de)(de)影響(xiang),其值(zhi)(zhi)不如下(xia)(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)易(yi)確定,通常也不易(yi)達到上(shang)限(xian)(xian)(xian)的(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)。所以,下(xia)(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)值(zhi)(zhi)更(geng)重(zhong)要(yao)、更(geng)有用。
從(cong)物(wu)理意(yi)義上講(jiang),粉塵濃(nong)(nong)度上下限(xian)值反映了粒子(zi)(zi)間距離對粒子(zi)(zi)燃(ran)(ran)燒(shao)火焰傳播(bo)的影響,若粒子(zi)(zi)間距離達到使(shi)燃(ran)(ran)燒(shao)火焰不(bu)(bu)能延伸至相鄰粒子(zi)(zi)時,則燃(ran)(ran)燒(shao)就不(bu)(bu)能繼續進(jin)行(傳播(bo)),爆(bao)炸(zha)也就不(bu)(bu)會發生;此(ci)時粉塵濃(nong)(nong)度即低于爆(bao)炸(zha)的下限(xian)濃(nong)(nong)度值。若粒子(zi)(zi)間的距離過小,粒子(zi)(zi)間氧不(bu)(bu)足以(yi)提供充(chong)分燃(ran)(ran)燒(shao)條件(jian),也就不(bu)(bu)能形(xing)成爆(bao)炸(zha),此(ci)時粒子(zi)(zi)濃(nong)(nong)度即高(gao)于上限(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)粒(li)度可(ke)燃物粉(fen)(fen)體(ti)顆(ke)粒(li)大于(yu)400um時,所形成(cheng)的(de)粉(fen)(fen)塵云不再具有(you)可(ke)爆性(xing)。但對于(yu)超細粉(fen)(fen)體(ti)當(dang)其(qi)粒(li)度在(zai)10um以下(xia)時則(ze)具有(you)較大的(de)危(wei)險性(xing)。應(ying)引起(qi)注意的(de)是,有(you)時即使(shi)粉(fen)(fen)體(ti)的(de)平均粒(li)度大于(yu)400um,但其(qi)中往(wang)(wang)往(wang)(wang)也含有(you)較細的(de)粉(fen)(fen)體(ti),這少部(bu)分的(de)粉(fen)(fen)體(ti)也具備爆炸性(xing)。
雖然粉體的粒度對爆炸(zha)性能影響的規律(lv)性并不強,但粉體的尺寸越(yue)(yue)小(xiao),其(qi)比表面(mian)就(jiu)越(yue)(yue)大,燃燒就(jiu)越(yue)(yue)快,壓強升(sheng)高(gao)速(su)(su)度隨之呈線性增加。在一定(ding)條件下大壓強變化(hua)不大,因為這是取決于燃燒時(shi)發出的總能量,而與釋放能量的速(su)(su)度并無明(ming)顯的關(guan)系(xi)。