粉塵(chen)爆(bao)炸就(jiu)是懸(xuan)浮物于空氣(qi)中的(de)粉塵(chen)顆粒與(yu)空氣(qi)中的(de)氧氣(qi)充分(fen)接觸,在特(te)定條件下(xia)瞬時完成(cheng)的(de)氧化反應(ying),反應(ying)中放出大量熱(re)量,進而產(chan)生高(gao)溫、高(gao)壓的(de)現象。任何(he)粉塵(chen)爆(bao)炸都必須具備這樣三個(ge)條件:點火源;可燃(ran)細粉塵(chen);粉塵(chen)懸(xuan)浮于空氣(qi)中且(qie)達到爆(bao)炸濃度極限范圍。
防爆(bao)袋式除塵器如何(he)防止粉塵爆(bao)炸
1、粉(fen)塵爆炸的特(te)點(dian)
(1)粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)要比(bi)可燃物質及可燃氣體復雜一般地,可燃粉(fen)(fen)塵懸浮于空氣中形成在爆炸(zha)濃度范圍(wei)內的粉(fen)(fen)塵云,在點火(huo)(huo)源作(zuo)用下(xia),與點火(huo)(huo)源接觸(chu)的部(bu)分(fen)粉(fen)(fen)塵首先被點燃并形成一個(ge)小(xiao)火(huo)(huo)球。在這(zhe)個(ge)小(xiao)火(huo)(huo)球燃燒放出(chu)的熱量作(zuo)用下(xia),使得周(zhou)圍(wei)臨近粉(fen)(fen)塵被加熱、溫(wen)度升(sheng)高、著火(huo)(huo)燃燒現象(xiang)產生(sheng),這(zhe)樣火(huo)(huo)球就(jiu)將迅(xun)速擴(kuo)大而形成粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)。
粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)難(nan)易程(cheng)度和(he)劇烈程(cheng)度與粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)物理(li)、化(hua)學性質以及周圍(wei)空氣(qi)(qi)條件密切相關。一般地,燃(ran)燒(shao)熱(re)越(yue)(yue)大(da)、顆粒越(yue)(yue)細(xi),活性越(yue)(yue)高的(de)粉(fen)(fen)塵(chen),發(fa)生爆(bao)炸(zha)的(de)危險性越(yue)(yue)大(da);輕的(de)懸浮物可燃(ran)物質的(de)爆(bao)炸(zha)危險性較大(da);空氣(qi)(qi)中氧氣(qi)(qi)含量高時,粉(fen)(fen)塵(chen)易被燃(ran)點,爆(bao)炸(zha)也(ye)較為劇烈。由于水分具有抑制爆(bao)炸(zha)的(de)作用,所以粉(fen)(fen)塵(chen)和(he)氣(qi)(qi)體越(yue)(yue)干(gan)燥,則發(fa)生爆(bao)炸(zha)的(de)危險性越(yue)(yue)大(da)。
(2)粉(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)發生(sheng)之后,往往會(hui)產(chan)生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)這是(shi)由于在(zai)(zai)一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)時,有不少粉(fen)(fen)塵沉(chen)積(ji)在(zai)(zai)一(yi)起,其(qi)濃(nong)度(du)(du)超過了粉(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)的上限(xian)濃(nong)度(du)(du)值而不能(neng)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)。但是(shi),當一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)形成(cheng)的沖擊波或氣(qi)浪將(jiang)沉(chen)積(ji)粉(fen)(fen)塵重(zhong)新揚起時,在(zai)(zai)空中與空氣(qi)混合(he),濃(nong)度(du)(du)在(zai)(zai)粉(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)范(fan)圍內,就可能(neng)緊接著產(chan)生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)。第(di)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)所造成(cheng)的災害(hai)往往比(bi)一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)要嚴重(zhong)得(de)多。
國內某鋁品(pin)生(sheng)產(chan)廠1963年發生(sheng)的塵(chen)爆炸事故的直接原因是(shi)排風機(ji)葉輪與(yu)吸入口端(duan)面(mian)摩(mo)擦起(qi)火引(yin)起(qi)的。風機(ji)吸入口處的蝦米彎及褲衩三通氣流(liu)不暢,容(rong)易積塵(chen)。特(te)別是(shi)停(ting)機(ji)時更容(rong)易滯(zhi)留粉塵(chen),一旦啟(qi)動,沉積的粉塵(chen)被揚(yang)起(qi),很(hen)快達(da)到爆炸下限,引(yin)起(qi)粉塵(chen)爆炸。
(3)粉塵爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)機理可燃(ran)粉塵在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)燃(ran)燒時(shi)會(hui)釋放(fang)(fang)出(chu)能(neng)(neng)量(liang),井(jing)產(chan)生(sheng)(sheng)大量(liang)氣(qi)體(ti)(ti)(ti),而(er)釋放(fang)(fang)出(chu)能(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)快慢即燃(ran)燒速度(du)的(de)(de)(de)(de)大小與粉體(ti)(ti)(ti)暴露(lu)在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)面積有(you)關(guan)。因此,對于同一種固體(ti)(ti)(ti)物質的(de)(de)(de)(de)粉體(ti)(ti)(ti),其粒(li)度(du)越小,比(bi)表面積則越大,燃(ran)燒擴散就越快。如(ru)果這種固體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)粒(li)度(du)很細。以至可懸浮起(qi)來(lai),一旦有(you)點火源使之引燃(ran),則可在(zai)極短的(de)(de)(de)(de)時(shi)間內釋放(fang)(fang)出(chu)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。這些能(neng)(neng)量(liang)來(lai)不(bu)及(ji)(ji)散逸到周圍(wei)環境中(zhong)去,致使該空(kong)間內氣(qi)體(ti)(ti)(ti)受到加熱并絕熱膨脹(zhang),而(er)另一方面粉體(ti)(ti)(ti)燃(ran)燒時(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti)(ti),會(hui)使體(ti)(ti)(ti)系形成局(ju)部高壓,以致產(chan)生(sheng)(sheng)爆(bao)炸(zha)及(ji)(ji)傳播,這就是(shi)通(tong)常稱(cheng)作的(de)(de)(de)(de)粉塵爆(bao)炸(zha)。
(4)粉塵(chen)爆炸與(yu)燃(ran)(ran)燒(shao)的(de)(de)區別大塊的(de)(de)固體可燃(ran)(ran)物(wu)的(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)是以近于平行層向內(nei)部推進(jin),例如煤的(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)燒(shao)能量(liang)的(de)(de)釋放(fang)比(bi)較緩慢。所產生的(de)(de)熱量(liang)和氣體可以迅速逸散。可燃(ran)(ran)性粉塵(chen)的(de)(de)堆狀(zhuang)燃(ran)(ran)燒(shao),在通風良好的(de)(de)情況下形成明火燃(ran)(ran)燒(shao),而在通風不好的(de)(de)情況下。可形成無煙或焰的(de)(de)隱燃(ran)(ran)。
可燃粉塵(chen)燃燒(shao)(shao)時(shi)有幾個階段(duan):一階段(duan),表(biao)面(mian)(mian)粉也被加熱;第(di)二階段(duan),表(biao)面(mian)(mian)層氣化,溢出揮(hui)發(fa)分;第(di)三階段(duan),揮(hui)發(fa)分發(fa)生氣相(xiang)燃燒(shao)(shao)。
超細粉(fen)(fen)體(ti)發生(sheng)爆炸也是(shi)一(yi)個較為復雜的(de)過程,由(you)于(yu)(yu)粉(fen)(fen)塵云的(de)尺度一(yi)般較小(xiao),而火(huo)(huo)焰傳(chuan)播速(su)度較快,每秒幾(ji)百米(mi),因此在(zai)粉(fen)(fen)塵中心發生(sheng)火(huo)(huo)源點火(huo)(huo),在(zai)不到0.1s的(de)時間內(nei)就可燃(ran)遍整個粉(fen)(fen)塵云。在(zai)此過程中,如果粉(fen)(fen)塵已(yi)燃(ran)盡,則會(hui)生(sheng)成(cheng)較高的(de)壓(ya)強;若未燃(ran)盡,則生(sheng)成(cheng)較低的(de)壓(ya)強。可燃(ran)粒子是(shi)否能燃(ran)完(wan),取(qu)決于(yu)(yu)粒子的(de)尺寸和燃(ran)燒深度。
(5)可(ke)(ke)燃粉(fen)塵(chen)分(fen)類(lei)(lei)粉(fen)體按其可(ke)(ke)燃性可(ke)(ke)劃分(fen)為(wei)(wei)兩類(lei)(lei):一(yi)(yi)類(lei)(lei)為(wei)(wei)可(ke)(ke)燃;一(yi)(yi)類(lei)(lei)為(wei)(wei)非可(ke)(ke)燃。可(ke)(ke)燃粉(fen)體的(de)分(fen)類(lei)(lei)方法(fa)和標準在不同的(de)國家(jia)有所不同。
美國(guo)將(jiang)可(ke)燃粉體劃(hua)為Ⅱ級(ji)危險品,同時又將(jiang)其中的(de)(de)金屬粉、含碳粉塵、谷物粉塵列入不同的(de)(de)組。美國(guo)制定的(de)(de)分類(lei)方法是按(an)被測粉體在標準試驗裝置內發(fa)生粉塵爆炸(zha)時所得升(sheng)壓速度來進行(xing)分類(lei),并(bing)劃(hua)分為三(san)個(ge)等級(ji)。我(wo)國(guo)目前尚未見到關于可(ke)燃粉塵分類(lei)的(de)(de)現成標準。
2、粉塵濃度和顆粒對爆炸的影響
(1)粉(fen)塵濃(nong)度(du)可(ke)(ke)燃粉(fen)塵爆(bao)炸也存在(zai)粉(fen)塵濃(nong)度(du)的上下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)。該(gai)值受(shou)點(dian)火能量、氧濃(nong)度(du)、粉(fen)體粒度(du)、粉(fen)體品種、水分等多種因(yin)素(su)的影響(xiang)。采用簡化公式,可(ke)(ke)估算出爆(bao)炸極限(xian)(xian)(xian),一般而言粉(fen)塵爆(bao)炸下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)濃(nong)度(du)為(wei)20~60g/m3,上限(xian)(xian)(xian)介于(yu)2~6kg/m3。上限(xian)(xian)(xian)受(shou)到(dao)(dao)多種因(yin)素(su)的影響(xiang),其值不(bu)如(ru)下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)易確(que)定(ding),通常(chang)也不(bu)易達到(dao)(dao)上限(xian)(xian)(xian)的濃(nong)度(du)。所以(yi),下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)值更(geng)重(zhong)要、更(geng)有用。
從(cong)物(wu)理(li)意義(yi)上講,粉塵(chen)濃度(du)上下限值(zhi)反映了粒(li)(li)子間(jian)(jian)距離對粒(li)(li)子燃燒(shao)(shao)火焰傳播(bo)的影響,若(ruo)粒(li)(li)子間(jian)(jian)距離達到使燃燒(shao)(shao)火焰不(bu)能(neng)延伸至相(xiang)鄰(lin)粒(li)(li)子時(shi),則燃燒(shao)(shao)就不(bu)能(neng)繼續(xu)進行(傳播(bo)),爆(bao)炸(zha)也就不(bu)會發(fa)生(sheng);此時(shi)粉塵(chen)濃度(du)即低于爆(bao)炸(zha)的下限濃度(du)值(zhi)。若(ruo)粒(li)(li)子間(jian)(jian)的距離過(guo)小,粒(li)(li)子間(jian)(jian)氧不(bu)足以(yi)提供(gong)充分燃燒(shao)(shao)條件,也就不(bu)能(neng)形成爆(bao)炸(zha),此時(shi)粒(li)(li)子濃度(du)即高于上限值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)粒度可(ke)燃物粉(fen)(fen)(fen)體(ti)顆(ke)粒大于(yu)400um時(shi),所形成的粉(fen)(fen)(fen)塵云不再具(ju)有可(ke)爆性(xing)。但對(dui)于(yu)超(chao)細粉(fen)(fen)(fen)體(ti)當(dang)其粒度在10um以下時(shi)則具(ju)有較(jiao)大的危(wei)險性(xing)。應引起注意(yi)的是,有時(shi)即使粉(fen)(fen)(fen)體(ti)的平均粒度大于(yu)400um,但其中(zhong)往往也(ye)含有較(jiao)細的粉(fen)(fen)(fen)體(ti),這少部分的粉(fen)(fen)(fen)體(ti)也(ye)具(ju)備爆炸性(xing)。
雖然(ran)粉體(ti)的(de)粒度對爆(bao)炸性(xing)能影響(xiang)的(de)規律(lv)性(xing)并不(bu)強,但粉體(ti)的(de)尺寸越(yue)小,其比表面就越(yue)大(da),燃燒就越(yue)快,壓強升(sheng)高速度隨(sui)之(zhi)呈線性(xing)增加。在(zai)一定條(tiao)件下(xia)大(da)壓強變(bian)化不(bu)大(da),因為(wei)這是取決于燃燒時發(fa)出的(de)總能量,而與釋放能量的(de)速度并無(wu)明顯的(de)關系。