粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)就是懸(xuan)浮物于(yu)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)特定條件下瞬時完成的(de)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying),反(fan)應(ying)中放出大量熱量,進而產生高溫、高壓的(de)現象。任何粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)都(dou)必須具(ju)備這(zhe)樣三個條件:點(dian)火源;可燃細粉塵(chen)(chen);粉塵(chen)(chen)懸(xuan)浮于(yu)空氣(qi)中且達到爆(bao)炸(zha)濃度極限(xian)范圍。
防爆袋式除塵器(qi)如何防止粉塵爆炸(zha)
1、粉塵(chen)爆炸的特點
(1)粉塵爆(bao)(bao)炸(zha)要(yao)比(bi)可(ke)燃物(wu)質及可(ke)燃氣體復(fu)雜一般地,可(ke)燃粉塵懸浮于空氣中形成(cheng)在(zai)(zai)爆(bao)(bao)炸(zha)濃度范(fan)圍內的粉塵云,在(zai)(zai)點火源(yuan)作(zuo)用(yong)下(xia),與點火源(yuan)接觸的部分粉塵首先被點燃并形成(cheng)一個小火球(qiu)(qiu)。在(zai)(zai)這個小火球(qiu)(qiu)燃燒放出的熱量作(zuo)用(yong)下(xia),使得周圍臨(lin)近粉塵被加熱、溫度升高、著(zhu)火燃燒現象(xiang)產(chan)生(sheng),這樣火球(qiu)(qiu)就將迅速(su)擴大而形成(cheng)粉塵爆(bao)(bao)炸(zha)。
粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)難易程度和(he)劇烈程度與粉(fen)塵的(de)物(wu)理、化學性質(zhi)(zhi)以(yi)及(ji)周圍(wei)空氣條件(jian)密切相關。一般地,燃(ran)燒熱越大(da)(da)、顆粒越細,活性越高的(de)粉(fen)塵,發(fa)生爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)危(wei)險(xian)性越大(da)(da);輕的(de)懸(xuan)浮物(wu)可燃(ran)物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)爆(bao)炸(zha)(zha)危(wei)險(xian)性較大(da)(da);空氣中氧(yang)氣含(han)量高時,粉(fen)塵易被燃(ran)點,爆(bao)炸(zha)(zha)也較為劇烈。由于水分具有抑制爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)作用,所以(yi)粉(fen)塵和(he)氣體越干燥,則發(fa)生爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)危(wei)險(xian)性越大(da)(da)。
(2)粉塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸發生(sheng)之后,往(wang)往(wang)會產(chan)生(sheng)二(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸這(zhe)是(shi)(shi)由于在(zai)一次(ci)爆(bao)(bao)炸時(shi),有(you)不少粉塵(chen)(chen)沉積在(zai)一起,其濃(nong)度超(chao)過了(le)粉塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸的上(shang)限濃(nong)度值而不能爆(bao)(bao)炸。但是(shi)(shi),當一次(ci)爆(bao)(bao)炸形(xing)成的沖擊波或氣浪(lang)將沉積粉塵(chen)(chen)重(zhong)新揚(yang)起時(shi),在(zai)空中與空氣混合,濃(nong)度在(zai)粉塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸范圍內,就可能緊(jin)接著產(chan)生(sheng)二(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸。第(di)二(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸所造成的災(zai)害往(wang)往(wang)比(bi)一次(ci)爆(bao)(bao)炸要嚴(yan)重(zhong)得(de)多。
國內某鋁品生產廠1963年發生的(de)(de)塵爆(bao)炸(zha)(zha)事故的(de)(de)直接(jie)原因是(shi)排風機(ji)葉輪與吸入口端面摩擦起火引起的(de)(de)。風機(ji)吸入口處的(de)(de)蝦米彎及褲衩三通氣流不暢,容易積塵。特(te)別是(shi)停機(ji)時更容易滯留粉塵,一旦(dan)啟動(dong),沉(chen)積的(de)(de)粉塵被揚起,很快達到爆(bao)炸(zha)(zha)下限(xian),引起粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)。
(3)粉塵爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)機理可燃(ran)粉塵在空(kong)氣(qi)中燃(ran)燒(shao)(shao)時會(hui)釋放(fang)出(chu)能量(liang),井產(chan)生(sheng)(sheng)大(da)量(liang)氣(qi)體(ti)(ti),而釋放(fang)出(chu)能量(liang)的(de)(de)(de)(de)快慢即燃(ran)燒(shao)(shao)速(su)度的(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)與粉體(ti)(ti)暴露在空(kong)氣(qi)中的(de)(de)(de)(de)面(mian)積有關。因此,對于同一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)固體(ti)(ti)物質的(de)(de)(de)(de)粉體(ti)(ti),其粒度越小(xiao),比表面(mian)積則越大(da),燃(ran)燒(shao)(shao)擴散(san)就(jiu)越快。如果這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)固體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)粒度很(hen)細。以(yi)至可懸浮(fu)起來,一(yi)(yi)旦(dan)有點火源使之引燃(ran),則可在極(ji)短(duan)的(de)(de)(de)(de)時間內(nei)釋放(fang)出(chu)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)能量(liang)。這(zhe)(zhe)些能量(liang)來不(bu)及(ji)散(san)逸(yi)到(dao)周圍環境中去(qu),致使該空(kong)間內(nei)氣(qi)體(ti)(ti)受到(dao)加熱并絕熱膨脹(zhang),而另一(yi)(yi)方面(mian)粉體(ti)(ti)燃(ran)燒(shao)(shao)時產(chan)生(sheng)(sheng)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti),會(hui)使體(ti)(ti)系形(xing)成局部高壓(ya),以(yi)致產(chan)生(sheng)(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)及(ji)傳播,這(zhe)(zhe)就(jiu)是通常稱作的(de)(de)(de)(de)粉塵爆(bao)(bao)炸(zha)。
(4)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸與燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)的(de)區別大塊的(de)固體可(ke)燃(ran)(ran)物的(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)是以近(jin)于(yu)平行層向內(nei)部推進,例如(ru)煤的(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)等。這(zhe)種燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)能量的(de)釋放比較緩慢。所產生(sheng)的(de)熱量和氣體可(ke)以迅速逸散。可(ke)燃(ran)(ran)性粉(fen)塵(chen)的(de)堆狀燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao),在(zai)(zai)通風(feng)良好的(de)情(qing)況(kuang)(kuang)下(xia)形成明火燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao),而在(zai)(zai)通風(feng)不好的(de)情(qing)況(kuang)(kuang)下(xia)。可(ke)形成無煙或焰(yan)的(de)隱燃(ran)(ran)。
可燃(ran)粉塵燃(ran)燒時有幾個(ge)階段(duan)(duan):一階段(duan)(duan),表面(mian)(mian)粉也被加熱;第二階段(duan)(duan),表面(mian)(mian)層(ceng)氣化(hua),溢出(chu)揮發分;第三階段(duan)(duan),揮發分發生氣相(xiang)燃(ran)燒。
超細粉(fen)體發生(sheng)爆炸也是一個較(jiao)為復雜的(de)(de)(de)過程,由于粉(fen)塵(chen)云(yun)的(de)(de)(de)尺度(du)一般(ban)較(jiao)小,而火(huo)焰傳播速度(du)較(jiao)快,每秒(miao)幾(ji)百米(mi),因此在(zai)(zai)粉(fen)塵(chen)中(zhong)心(xin)發生(sheng)火(huo)源點火(huo),在(zai)(zai)不到0.1s的(de)(de)(de)時間內就可燃(ran)(ran)(ran)(ran)遍整個粉(fen)塵(chen)云(yun)。在(zai)(zai)此過程中(zhong),如果粉(fen)塵(chen)已(yi)燃(ran)(ran)(ran)(ran)盡,則會生(sheng)成較(jiao)高的(de)(de)(de)壓強;若未燃(ran)(ran)(ran)(ran)盡,則生(sheng)成較(jiao)低的(de)(de)(de)壓強。可燃(ran)(ran)(ran)(ran)粒子(zi)是否能燃(ran)(ran)(ran)(ran)完,取(qu)決于粒子(zi)的(de)(de)(de)尺寸和燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒深度(du)。
(5)可(ke)燃粉塵分(fen)類粉體按其可(ke)燃性可(ke)劃(hua)分(fen)為兩類:一(yi)(yi)類為可(ke)燃;一(yi)(yi)類為非可(ke)燃。可(ke)燃粉體的分(fen)類方(fang)法和標準(zhun)在不同(tong)的國家(jia)有所不同(tong)。
美國(guo)將(jiang)可(ke)燃粉體劃為Ⅱ級危險品,同時(shi)(shi)又將(jiang)其中(zhong)的(de)金屬粉、含碳粉塵(chen)、谷物(wu)粉塵(chen)列入不同的(de)組。美國(guo)制定的(de)分(fen)類方法(fa)是按被(bei)測粉體在標(biao)準試驗裝置內發生(sheng)粉塵(chen)爆炸(zha)時(shi)(shi)所(suo)得升壓(ya)速度(du)來進行分(fen)類,并(bing)劃分(fen)為三個等級。我(wo)國(guo)目(mu)前尚未見到關于可(ke)燃粉塵(chen)分(fen)類的(de)現(xian)成標(biao)準。
2、粉塵濃度和顆(ke)粒(li)對爆炸的(de)影響
(1)粉(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)(du)可(ke)燃(ran)粉(fen)塵爆(bao)炸也存在粉(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)上(shang)下(xia)限(xian)(xian)(xian)。該(gai)值受(shou)點(dian)火能量、氧濃(nong)(nong)度(du)(du)、粉(fen)體粒度(du)(du)、粉(fen)體品(pin)種、水分等多(duo)種因素的(de)影響(xiang)。采用簡化公式,可(ke)估算出爆(bao)炸極限(xian)(xian)(xian),一般(ban)而言粉(fen)塵爆(bao)炸下(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(shou)到(dao)多(duo)種因素的(de)影響(xiang),其值不如下(xia)限(xian)(xian)(xian)易(yi)確(que)定,通常也不易(yi)達(da)到(dao)上(shang)限(xian)(xian)(xian)的(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)。所以,下(xia)限(xian)(xian)(xian)值更(geng)重要、更(geng)有用。
從物理意義上講,粉塵濃度上下(xia)限(xian)值反映了粒(li)(li)子間距(ju)離對粒(li)(li)子燃(ran)燒火焰傳播(bo)的影響,若粒(li)(li)子間距(ju)離達(da)到使燃(ran)燒火焰不(bu)能(neng)(neng)延伸至相鄰粒(li)(li)子時(shi),則(ze)燃(ran)燒就(jiu)不(bu)能(neng)(neng)繼續進行(傳播(bo)),爆炸(zha)也(ye)(ye)就(jiu)不(bu)會(hui)發生(sheng);此(ci)時(shi)粉塵濃度即低(di)于(yu)爆炸(zha)的下(xia)限(xian)濃度值。若粒(li)(li)子間的距(ju)離過小,粒(li)(li)子間氧不(bu)足以提供充分燃(ran)燒條件,也(ye)(ye)就(jiu)不(bu)能(neng)(neng)形成爆炸(zha),此(ci)時(shi)粒(li)(li)子濃度即高于(yu)上限(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)粒(li)度(du)可燃物粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)顆粒(li)大于400um時(shi),所(suo)形成的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)塵云不再具(ju)有可爆性(xing)。但對于超細(xi)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)當其(qi)粒(li)度(du)在10um以下時(shi)則具(ju)有較(jiao)大的(de)(de)危險性(xing)。應(ying)引起注(zhu)意的(de)(de)是,有時(shi)即使粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)的(de)(de)平(ping)均粒(li)度(du)大于400um,但其(qi)中往(wang)往(wang)也含有較(jiao)細(xi)的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti),這少部分的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)也具(ju)備爆炸性(xing)。
雖然粉體的(de)(de)粒度(du)對爆炸性(xing)能影響的(de)(de)規律性(xing)并(bing)不強(qiang),但(dan)粉體的(de)(de)尺寸越小(xiao),其比表(biao)面就越大,燃(ran)燒(shao)就越快(kuai),壓強(qiang)升(sheng)高速(su)(su)度(du)隨(sui)之(zhi)呈線性(xing)增加。在一定條件下(xia)大壓強(qiang)變(bian)化不大,因為這(zhe)是取決(jue)于燃(ran)燒(shao)時(shi)發出的(de)(de)總能量,而與(yu)釋(shi)放能量的(de)(de)速(su)(su)度(du)并(bing)無明(ming)顯的(de)(de)關系。