粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)就是(shi)懸(xuan)浮(fu)物于空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)顆(ke)粒與空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)充分(fen)接(jie)觸,在(zai)特定條件(jian)下瞬時完(wan)成的(de)氧(yang)化反(fan)應,反(fan)應中(zhong)放出大量熱量,進而產生高溫、高壓(ya)的(de)現象。任(ren)何粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)都必須具(ju)備這樣三個條件(jian):點火(huo)源;可燃細(xi)粉(fen)(fen)塵(chen);粉(fen)(fen)塵(chen)懸(xuan)浮(fu)于空(kong)氣(qi)中(zhong)且(qie)達到爆炸(zha)濃度極限范圍。
防爆(bao)袋式除塵器如何防止粉塵爆(bao)炸
1、粉塵爆炸的特(te)點
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)要比可(ke)燃(ran)(ran)(ran)物質及可(ke)燃(ran)(ran)(ran)氣體復雜一般地,可(ke)燃(ran)(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)懸浮于空氣中(zhong)形成(cheng)在爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)濃度范圍內(nei)的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)云,在點火(huo)(huo)源作(zuo)用下,與點火(huo)(huo)源接觸的(de)部分粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)首(shou)先(xian)被點燃(ran)(ran)(ran)并形成(cheng)一個小火(huo)(huo)球。在這個小火(huo)(huo)球燃(ran)(ran)(ran)燒放出的(de)熱量作(zuo)用下,使得(de)周圍臨近粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)被加(jia)熱、溫(wen)度升高、著火(huo)(huo)燃(ran)(ran)(ran)燒現象產生(sheng),這樣火(huo)(huo)球就將迅速擴大而形成(cheng)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。
粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸的(de)(de)難易程(cheng)度和(he)(he)劇烈(lie)程(cheng)度與粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)的(de)(de)物理、化學性質以及(ji)周圍空氣(qi)條件(jian)密切相關。一般地,燃(ran)燒熱越(yue)(yue)大(da)、顆(ke)粒越(yue)(yue)細,活性越(yue)(yue)高(gao)的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen),發生爆炸的(de)(de)危(wei)險(xian)性越(yue)(yue)大(da);輕的(de)(de)懸浮物可燃(ran)物質的(de)(de)爆炸危(wei)險(xian)性較(jiao)大(da);空氣(qi)中氧氣(qi)含量高(gao)時,粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)易被燃(ran)點,爆炸也較(jiao)為(wei)劇烈(lie)。由于(yu)水分(fen)具有抑(yi)制爆炸的(de)(de)作(zuo)用,所以粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)和(he)(he)氣(qi)體越(yue)(yue)干燥,則發生爆炸的(de)(de)危(wei)險(xian)性越(yue)(yue)大(da)。
(2)粉塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)發生(sheng)之(zhi)后,往往會產生(sheng)二次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)這(zhe)是由(you)于在(zai)(zai)一次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)時,有不(bu)(bu)少粉塵(chen)沉積(ji)(ji)在(zai)(zai)一起,其濃度超過了粉塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)上限濃度值而(er)不(bu)(bu)能爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。但(dan)是,當(dang)一次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)形成的(de)沖擊(ji)波或氣(qi)浪將沉積(ji)(ji)粉塵(chen)重(zhong)新揚起時,在(zai)(zai)空中(zhong)與(yu)空氣(qi)混(hun)合,濃度在(zai)(zai)粉塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)范(fan)圍內(nei),就(jiu)可能緊接著產生(sheng)二次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)。第二次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)所造成的(de)災(zai)害(hai)往往比一次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)要嚴(yan)重(zhong)得多。
國內(nei)某鋁品(pin)生(sheng)產(chan)廠1963年發生(sheng)的(de)塵爆炸事(shi)故(gu)的(de)直接原因是(shi)排風(feng)(feng)機(ji)(ji)葉(xie)輪與吸入(ru)口(kou)(kou)端面摩擦起(qi)(qi)火(huo)引(yin)起(qi)(qi)的(de)。風(feng)(feng)機(ji)(ji)吸入(ru)口(kou)(kou)處(chu)的(de)蝦(xia)米彎(wan)及(ji)褲衩三通(tong)氣(qi)流不暢,容(rong)易(yi)積(ji)塵。特(te)別是(shi)停機(ji)(ji)時更容(rong)易(yi)滯(zhi)留粉塵,一旦啟動,沉積(ji)的(de)粉塵被揚起(qi)(qi),很快(kuai)達到爆炸下限,引(yin)起(qi)(qi)粉塵爆炸。
(3)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)的(de)機理可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵在(zai)空氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)時會釋放出(chu)(chu)能量(liang),井產生大量(liang)氣(qi)體(ti)(ti)(ti),而(er)(er)釋放出(chu)(chu)能量(liang)的(de)快慢即燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)速度(du)的(de)大小與粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)暴露(lu)在(zai)空氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)面(mian)積(ji)有關。因此,對于同一種固(gu)體(ti)(ti)(ti)物質的(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti),其粒度(du)越小,比(bi)表面(mian)積(ji)則(ze)越大,燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)擴散就(jiu)越快。如果這(zhe)種固(gu)體(ti)(ti)(ti)的(de)粒度(du)很細。以(yi)至可(ke)(ke)懸(xuan)浮起來,一旦有點火源使(shi)之引燃(ran),則(ze)可(ke)(ke)在(zai)極短(duan)的(de)時間內(nei)釋放出(chu)(chu)大量(liang)的(de)能量(liang)。這(zhe)些能量(liang)來不及(ji)散逸(yi)到(dao)周圍環境中(zhong)(zhong)(zhong)去,致(zhi)使(shi)該空間內(nei)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)受(shou)到(dao)加熱并絕熱膨脹,而(er)(er)另一方面(mian)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)時產生大量(liang)的(de)氣(qi)體(ti)(ti)(ti),會使(shi)體(ti)(ti)(ti)系形成局部高壓(ya),以(yi)致(zhi)產生爆(bao)炸(zha)及(ji)傳播(bo),這(zhe)就(jiu)是通常稱作的(de)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)。
(4)粉塵(chen)爆炸(zha)與燃燒(shao)的(de)區別大塊的(de)固體(ti)可燃物的(de)燃燒(shao)是以近(jin)于平行層向(xiang)內部推(tui)進(jin),例如煤的(de)燃燒(shao)等。這(zhe)種燃燒(shao)能量的(de)釋放(fang)比較緩慢。所產生的(de)熱量和氣體(ti)可以迅速逸散。可燃性粉塵(chen)的(de)堆狀燃燒(shao),在(zai)通風良好(hao)的(de)情況下形成(cheng)明火燃燒(shao),而在(zai)通風不好(hao)的(de)情況下。可形成(cheng)無煙或焰(yan)的(de)隱燃。
可(ke)燃(ran)粉塵燃(ran)燒(shao)時有幾個(ge)階段(duan)(duan)(duan):一階段(duan)(duan)(duan),表面(mian)粉也(ye)被加熱;第二階段(duan)(duan)(duan),表面(mian)層(ceng)氣(qi)化,溢出(chu)揮(hui)發(fa)分;第三階段(duan)(duan)(duan),揮(hui)發(fa)分發(fa)生氣(qi)相燃(ran)燒(shao)。
超細粉(fen)(fen)體發生(sheng)爆炸也是一(yi)個(ge)(ge)較(jiao)(jiao)為復雜的(de)過程,由于粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)云(yun)的(de)尺度一(yi)般(ban)較(jiao)(jiao)小,而火(huo)(huo)焰傳(chuan)播速(su)度較(jiao)(jiao)快,每秒幾百米,因此在粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)中心(xin)發生(sheng)火(huo)(huo)源點火(huo)(huo),在不到0.1s的(de)時間內就可燃(ran)遍整(zheng)個(ge)(ge)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)云(yun)。在此過程中,如(ru)果粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)已(yi)燃(ran)盡,則(ze)會生(sheng)成(cheng)較(jiao)(jiao)高的(de)壓(ya)強;若未(wei)燃(ran)盡,則(ze)生(sheng)成(cheng)較(jiao)(jiao)低的(de)壓(ya)強。可燃(ran)粒子(zi)(zi)是否能燃(ran)完,取決于粒子(zi)(zi)的(de)尺寸和燃(ran)燒深度。
(5)可(ke)(ke)(ke)(ke)燃粉塵分類(lei)(lei)(lei)粉體(ti)按其(qi)可(ke)(ke)(ke)(ke)燃性(xing)可(ke)(ke)(ke)(ke)劃分為(wei)(wei)兩類(lei)(lei)(lei):一(yi)類(lei)(lei)(lei)為(wei)(wei)可(ke)(ke)(ke)(ke)燃;一(yi)類(lei)(lei)(lei)為(wei)(wei)非可(ke)(ke)(ke)(ke)燃。可(ke)(ke)(ke)(ke)燃粉體(ti)的分類(lei)(lei)(lei)方(fang)法和標準在(zai)不(bu)同(tong)的國家有所不(bu)同(tong)。
美國(guo)將可燃粉(fen)(fen)體劃(hua)為Ⅱ級危險品,同時又將其中(zhong)的金屬(shu)粉(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)塵(chen)、谷物粉(fen)(fen)塵(chen)列入(ru)不同的組。美國(guo)制定(ding)的分類方(fang)法是按被測粉(fen)(fen)體在標(biao)準(zhun)試驗裝(zhuang)置(zhi)內發生(sheng)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸時所得升壓速度(du)來(lai)進行分類,并劃(hua)分為三個等級。我國(guo)目前尚未見(jian)到(dao)關于可燃粉(fen)(fen)塵(chen)分類的現成標(biao)準(zhun)。
2、粉塵濃度和顆粒對爆炸(zha)的影響
(1)粉(fen)塵(chen)濃度(du)可(ke)燃粉(fen)塵(chen)爆炸也存在(zai)粉(fen)塵(chen)濃度(du)的上下(xia)限(xian)。該值受(shou)(shou)點火能量、氧濃度(du)、粉(fen)體(ti)粒度(du)、粉(fen)體(ti)品種、水分等多種因素的影響(xiang)。采用簡(jian)化公式,可(ke)估算出爆炸極限(xian),一(yi)般(ban)而言粉(fen)塵(chen)爆炸下(xia)限(xian)濃度(du)為20~60g/m3,上限(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)受(shou)(shou)到多種因素的影響(xiang),其值不如下(xia)限(xian)易(yi)確定,通常也不易(yi)達到上限(xian)的濃度(du)。所以,下(xia)限(xian)值更(geng)重要、更(geng)有用。
從物理意(yi)義(yi)上(shang)講,粉塵濃(nong)度上(shang)下限(xian)值(zhi)反映了粒(li)子(zi)(zi)間距(ju)離對粒(li)子(zi)(zi)燃(ran)燒(shao)(shao)火焰傳(chuan)播的影響,若粒(li)子(zi)(zi)間距(ju)離達到使(shi)燃(ran)燒(shao)(shao)火焰不(bu)能延伸(shen)至相鄰粒(li)子(zi)(zi)時,則燃(ran)燒(shao)(shao)就不(bu)能繼(ji)續進(jin)行(傳(chuan)播),爆(bao)(bao)炸(zha)也就不(bu)會(hui)發生;此(ci)時粉塵濃(nong)度即(ji)低于爆(bao)(bao)炸(zha)的下限(xian)濃(nong)度值(zhi)。若粒(li)子(zi)(zi)間的距(ju)離過小,粒(li)子(zi)(zi)間氧不(bu)足以(yi)提供(gong)充分燃(ran)燒(shao)(shao)條(tiao)件,也就不(bu)能形成爆(bao)(bao)炸(zha),此(ci)時粒(li)子(zi)(zi)濃(nong)度即(ji)高(gao)于上(shang)限(xian)值(zhi)。
(2)粉(fen)體(ti)(ti)粒(li)度可燃物粉(fen)體(ti)(ti)顆(ke)粒(li)大(da)于400um時,所形成的(de)粉(fen)塵(chen)云(yun)不再具有可爆性(xing)。但(dan)對于超細粉(fen)體(ti)(ti)當其(qi)粒(li)度在(zai)10um以下時則(ze)具有較(jiao)大(da)的(de)危險性(xing)。應引起注意(yi)的(de)是,有時即(ji)使粉(fen)體(ti)(ti)的(de)平均粒(li)度大(da)于400um,但(dan)其(qi)中往(wang)往(wang)也(ye)含有較(jiao)細的(de)粉(fen)體(ti)(ti),這少(shao)部分的(de)粉(fen)體(ti)(ti)也(ye)具備爆炸性(xing)。
雖(sui)然粉(fen)體的(de)粒度(du)對爆炸性(xing)能影響的(de)規律(lv)性(xing)并(bing)不(bu)強(qiang),但粉(fen)體的(de)尺寸越小(xiao),其比表面(mian)就(jiu)越大,燃燒(shao)(shao)就(jiu)越快,壓強(qiang)升(sheng)高(gao)速度(du)隨之呈線性(xing)增加。在一定條件下大壓強(qiang)變化(hua)不(bu)大,因為這是取決于燃燒(shao)(shao)時(shi)發(fa)出的(de)總能量,而(er)與(yu)釋放能量的(de)速度(du)并(bing)無明顯的(de)關(guan)系。