粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸就是懸(xuan)浮物(wu)于空(kong)氣中(zhong)的粉(fen)(fen)塵顆粒與空(kong)氣中(zhong)的氧(yang)(yang)氣充分接觸,在特定條件下瞬時完成(cheng)的氧(yang)(yang)化反應,反應中(zhong)放出大量(liang)熱(re)量(liang),進而產生高溫、高壓的現象。任何粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸都必須具備(bei)這樣三(san)個條件:點火源(yuan);可燃細粉(fen)(fen)塵;粉(fen)(fen)塵懸(xuan)浮于空(kong)氣中(zhong)且(qie)達到爆(bao)炸濃度極限范圍。
防(fang)爆袋(dai)式除塵器如何(he)防(fang)止粉塵爆炸(zha)
1、粉塵爆(bao)炸的特點
(1)粉(fen)塵(chen)爆炸要比可燃(ran)物質及(ji)可燃(ran)氣體復雜(za)一般地,可燃(ran)粉(fen)塵(chen)懸浮于空氣中(zhong)形成在(zai)(zai)爆炸濃度范(fan)圍(wei)內的粉(fen)塵(chen)云,在(zai)(zai)點(dian)火(huo)源(yuan)作用(yong)下,與點(dian)火(huo)源(yuan)接觸的部分粉(fen)塵(chen)首先被點(dian)燃(ran)并(bing)形成一個小火(huo)球。在(zai)(zai)這個小火(huo)球燃(ran)燒(shao)放(fang)出的熱(re)量作用(yong)下,使(shi)得周圍(wei)臨近(jin)粉(fen)塵(chen)被加(jia)熱(re)、溫度升(sheng)高、著火(huo)燃(ran)燒(shao)現象產生,這樣火(huo)球就將迅速擴大而形成粉(fen)塵(chen)爆炸。
粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)難易(yi)程(cheng)度和劇(ju)烈(lie)(lie)程(cheng)度與粉塵(chen)的(de)(de)物(wu)理、化學性質以(yi)及周(zhou)圍空(kong)氣(qi)(qi)條件密切相關(guan)。一般地,燃燒(shao)熱(re)越(yue)(yue)大(da)(da)、顆粒(li)越(yue)(yue)細,活性越(yue)(yue)高的(de)(de)粉塵(chen),發(fa)(fa)生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危(wei)險(xian)(xian)性越(yue)(yue)大(da)(da);輕(qing)的(de)(de)懸(xuan)浮物(wu)可燃物(wu)質的(de)(de)爆(bao)炸(zha)危(wei)險(xian)(xian)性較大(da)(da);空(kong)氣(qi)(qi)中氧氣(qi)(qi)含(han)量高時,粉塵(chen)易(yi)被燃點(dian),爆(bao)炸(zha)也較為(wei)劇(ju)烈(lie)(lie)。由于水(shui)分具有抑制爆(bao)炸(zha)的(de)(de)作用,所以(yi)粉塵(chen)和氣(qi)(qi)體越(yue)(yue)干燥,則發(fa)(fa)生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危(wei)險(xian)(xian)性越(yue)(yue)大(da)(da)。
(2)粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)發生之后,往(wang)往(wang)會產生二次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)這是由于在一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)時,有(you)不少粉(fen)塵(chen)沉積在一(yi)起,其(qi)濃(nong)度超過了粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)的上(shang)限(xian)濃(nong)度值(zhi)而不能(neng)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)。但(dan)是,當一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)形成的沖(chong)擊波或氣浪將沉積粉(fen)塵(chen)重(zhong)新揚(yang)起時,在空中與空氣混合,濃(nong)度在粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)范圍(wei)內,就(jiu)可能(neng)緊接著產生二次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)。第二次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)所造成的災害往(wang)往(wang)比一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)要嚴重(zhong)得多。
國內某鋁(lv)品生產廠1963年發生的(de)(de)塵(chen)爆(bao)(bao)炸事故(gu)的(de)(de)直接原因(yin)是排風(feng)機(ji)葉輪與吸入口(kou)端面摩擦起(qi)火(huo)引起(qi)的(de)(de)。風(feng)機(ji)吸入口(kou)處的(de)(de)蝦(xia)米彎及褲衩三通氣(qi)流不暢,容易積塵(chen)。特別是停(ting)機(ji)時更容易滯留粉塵(chen),一旦啟(qi)動,沉積的(de)(de)粉塵(chen)被揚(yang)起(qi),很快達到爆(bao)(bao)炸下限,引起(qi)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸。
(3)粉(fen)塵爆炸(zha)的(de)(de)機理可(ke)(ke)燃粉(fen)塵在(zai)空氣(qi)中(zhong)燃燒時會(hui)(hui)釋放(fang)(fang)出能(neng)量(liang),井產生大(da)量(liang)氣(qi)體(ti),而釋放(fang)(fang)出能(neng)量(liang)的(de)(de)快慢(man)即(ji)燃燒速度的(de)(de)大(da)小與粉(fen)體(ti)暴露在(zai)空氣(qi)中(zhong)的(de)(de)面(mian)積(ji)有關。因(yin)此,對于同一種固體(ti)物質的(de)(de)粉(fen)體(ti),其粒(li)(li)度越(yue)小,比表(biao)面(mian)積(ji)則越(yue)大(da),燃燒擴散(san)就越(yue)快。如果這種固體(ti)的(de)(de)粒(li)(li)度很細。以(yi)(yi)至可(ke)(ke)懸浮起來,一旦有點火(huo)源使(shi)(shi)之引燃,則可(ke)(ke)在(zai)極短的(de)(de)時間內釋放(fang)(fang)出大(da)量(liang)的(de)(de)能(neng)量(liang)。這些(xie)能(neng)量(liang)來不及散(san)逸到(dao)(dao)周圍環境中(zhong)去,致(zhi)使(shi)(shi)該空間內氣(qi)體(ti)受到(dao)(dao)加(jia)熱(re)并(bing)絕熱(re)膨脹,而另(ling)一方面(mian)粉(fen)體(ti)燃燒時產生大(da)量(liang)的(de)(de)氣(qi)體(ti),會(hui)(hui)使(shi)(shi)體(ti)系形成(cheng)局部高壓(ya),以(yi)(yi)致(zhi)產生爆炸(zha)及傳播,這就是通常稱(cheng)作的(de)(de)粉(fen)塵爆炸(zha)。
(4)粉(fen)塵爆(bao)炸與(yu)燃(ran)(ran)燒(shao)的(de)(de)(de)區別大塊的(de)(de)(de)固(gu)體可燃(ran)(ran)物的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)是以近(jin)于平行(xing)層(ceng)向內部推(tui)進(jin),例如煤的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)燒(shao)能量的(de)(de)(de)釋放(fang)比較緩慢。所(suo)產生(sheng)的(de)(de)(de)熱量和(he)氣體可以迅速逸散。可燃(ran)(ran)性(xing)粉(fen)塵的(de)(de)(de)堆狀燃(ran)(ran)燒(shao),在(zai)通(tong)風良好的(de)(de)(de)情(qing)況下形成(cheng)明(ming)火燃(ran)(ran)燒(shao),而在(zai)通(tong)風不好的(de)(de)(de)情(qing)況下。可形成(cheng)無煙或(huo)焰的(de)(de)(de)隱燃(ran)(ran)。
可燃粉塵(chen)燃燒時有幾(ji)個(ge)階(jie)(jie)段:一階(jie)(jie)段,表(biao)面(mian)粉也(ye)被加熱;第二階(jie)(jie)段,表(biao)面(mian)層氣化,溢(yi)出(chu)揮發分;第三(san)階(jie)(jie)段,揮發分發生氣相燃燒。
超細粉體發生(sheng)爆炸(zha)也是一(yi)個較(jiao)(jiao)為(wei)復(fu)雜(za)的(de)(de)過(guo)程,由(you)于(yu)粉塵(chen)云(yun)的(de)(de)尺度(du)一(yi)般較(jiao)(jiao)小,而火(huo)焰(yan)傳播速度(du)較(jiao)(jiao)快,每秒幾百米(mi),因此在(zai)粉塵(chen)中心發生(sheng)火(huo)源點火(huo),在(zai)不到0.1s的(de)(de)時(shi)間內就可燃(ran)(ran)遍整(zheng)個粉塵(chen)云(yun)。在(zai)此過(guo)程中,如(ru)果粉塵(chen)已燃(ran)(ran)盡(jin),則會生(sheng)成(cheng)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)壓強;若未燃(ran)(ran)盡(jin),則生(sheng)成(cheng)較(jiao)(jiao)低(di)的(de)(de)壓強。可燃(ran)(ran)粒(li)子(zi)是否能(neng)燃(ran)(ran)完,取決于(yu)粒(li)子(zi)的(de)(de)尺寸和燃(ran)(ran)燒深度(du)。
(5)可燃(ran)粉(fen)塵分(fen)類(lei)(lei)(lei)粉(fen)體(ti)按(an)其可燃(ran)性(xing)可劃分(fen)為兩類(lei)(lei)(lei):一類(lei)(lei)(lei)為可燃(ran);一類(lei)(lei)(lei)為非可燃(ran)。可燃(ran)粉(fen)體(ti)的分(fen)類(lei)(lei)(lei)方法和標準在不同的國(guo)家有所不同。
美(mei)國(guo)將(jiang)可(ke)(ke)燃粉(fen)體劃(hua)為Ⅱ級(ji)危險(xian)品,同時又將(jiang)其中的(de)金屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵(chen)(chen)、谷(gu)物粉(fen)塵(chen)(chen)列(lie)入不同的(de)組。美(mei)國(guo)制定的(de)分類(lei)方法(fa)是按被測粉(fen)體在標準試驗裝(zhuang)置內發生粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸時所得升壓速度來進行分類(lei),并劃(hua)分為三個等級(ji)。我國(guo)目前尚未見到關于可(ke)(ke)燃粉(fen)塵(chen)(chen)分類(lei)的(de)現成標準。
2、粉(fen)塵濃度和顆粒對爆炸的(de)影(ying)響
(1)粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)可燃粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸也(ye)存在粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)的(de)上下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)。該值受點火能量(liang)、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(de)影(ying)響(xiang)。采(cai)用(yong)簡化公式(shi),可估(gu)算出爆(bao)炸極限(xian)(xian)(xian),一(yi)般而言粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)濃(nong)度(du)為20~60g/m3,上限(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)(xian)(xian)受到(dao)多種因素(su)的(de)影(ying)響(xiang),其值不如下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)易(yi)確定,通常也(ye)不易(yi)達到(dao)上限(xian)(xian)(xian)的(de)濃(nong)度(du)。所(suo)以,下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)值更重要(yao)、更有用(yong)。
從物理意(yi)義上(shang)講,粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)(du)上(shang)下限值(zhi)反(fan)映了粒(li)(li)(li)(li)子間(jian)距離對粒(li)(li)(li)(li)子燃燒(shao)火焰傳播的影響,若粒(li)(li)(li)(li)子間(jian)距離達到使燃燒(shao)火焰不(bu)(bu)能延伸至相(xiang)鄰(lin)粒(li)(li)(li)(li)子時,則燃燒(shao)就不(bu)(bu)能繼續(xu)進行(xing)(傳播),爆(bao)炸(zha)也就不(bu)(bu)會發生;此(ci)時粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)(du)即低(di)于(yu)爆(bao)炸(zha)的下限濃(nong)度(du)(du)值(zhi)。若粒(li)(li)(li)(li)子間(jian)的距離過小,粒(li)(li)(li)(li)子間(jian)氧不(bu)(bu)足以提(ti)供充分燃燒(shao)條件,也就不(bu)(bu)能形成爆(bao)炸(zha),此(ci)時粒(li)(li)(li)(li)子濃(nong)度(du)(du)即高于(yu)上(shang)限值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)體粒(li)(li)度(du)(du)可燃(ran)物粉(fen)(fen)體顆粒(li)(li)大(da)(da)于(yu)400um時,所(suo)形(xing)成的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵云(yun)不(bu)再具有可爆性。但對(dui)于(yu)超細粉(fen)(fen)體當(dang)其粒(li)(li)度(du)(du)在10um以(yi)下(xia)時則具有較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)危險(xian)性。應引起注意(yi)的(de)(de)(de)是,有時即(ji)使粉(fen)(fen)體的(de)(de)(de)平均粒(li)(li)度(du)(du)大(da)(da)于(yu)400um,但其中往(wang)往(wang)也含有較(jiao)細的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體,這(zhe)少部分的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體也具備爆炸(zha)性。
雖然粉體的粒度(du)對爆(bao)炸性能(neng)影響(xiang)的規律性并不強(qiang),但粉體的尺寸越小,其比表(biao)面就越大,燃燒(shao)就越快,壓(ya)強(qiang)升高速(su)(su)度(du)隨(sui)之呈線性增(zeng)加。在一(yi)定條件下大壓(ya)強(qiang)變化不大,因為這是取(qu)決于燃燒(shao)時發(fa)出的總能(neng)量(liang),而與釋放能(neng)量(liang)的速(su)(su)度(du)并無明(ming)顯(xian)的關(guan)系。