粉塵爆(bao)炸(zha)就是懸浮物于空(kong)(kong)氣中(zhong)(zhong)的(de)粉塵顆粒(li)與(yu)空(kong)(kong)氣中(zhong)(zhong)的(de)氧氣充分接(jie)觸,在(zai)特定條件(jian)下瞬(shun)時(shi)完成的(de)氧化(hua)反(fan)應(ying),反(fan)應(ying)中(zhong)(zhong)放(fang)出大量(liang)熱量(liang),進而產(chan)生高溫(wen)、高壓的(de)現象。任(ren)何粉塵爆(bao)炸(zha)都(dou)必(bi)須(xu)具備這樣三個(ge)條件(jian):點火源;可(ke)燃細粉塵;粉塵懸浮于空(kong)(kong)氣中(zhong)(zhong)且達到爆(bao)炸(zha)濃度極限范圍。
防(fang)爆袋式除塵(chen)(chen)器如何防(fang)止粉塵(chen)(chen)爆炸
1、粉(fen)塵爆炸的(de)特點
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸要(yao)比可(ke)燃(ran)物質及(ji)可(ke)燃(ran)氣體復雜一般地,可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)懸浮(fu)于空氣中形(xing)成在爆(bao)炸濃度范圍內的粉(fen)(fen)塵(chen)云(yun),在點(dian)火(huo)(huo)(huo)(huo)源(yuan)作(zuo)(zuo)用下,與點(dian)火(huo)(huo)(huo)(huo)源(yuan)接觸的部分粉(fen)(fen)塵(chen)首先被點(dian)燃(ran)并形(xing)成一個(ge)小火(huo)(huo)(huo)(huo)球。在這個(ge)小火(huo)(huo)(huo)(huo)球燃(ran)燒(shao)放出的熱量作(zuo)(zuo)用下,使得周圍臨近粉(fen)(fen)塵(chen)被加熱、溫度升高、著火(huo)(huo)(huo)(huo)燃(ran)燒(shao)現象(xiang)產生(sheng),這樣火(huo)(huo)(huo)(huo)球就將迅速擴大而(er)形(xing)成粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸。
粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)難易程度(du)和(he)劇(ju)烈程度(du)與粉塵的(de)(de)物理、化學性(xing)質以及周(zhou)圍空(kong)(kong)氣(qi)條件密切相關。一般地,燃(ran)燒(shao)熱越(yue)大、顆粒越(yue)細,活性(xing)越(yue)高(gao)的(de)(de)粉塵,發生爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)危險(xian)性(xing)越(yue)大;輕的(de)(de)懸浮物可燃(ran)物質的(de)(de)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)危險(xian)性(xing)較大;空(kong)(kong)氣(qi)中氧氣(qi)含量高(gao)時,粉塵易被燃(ran)點(dian),爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)也較為(wei)劇(ju)烈。由于(yu)水分(fen)具有(you)抑制爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)作用,所以粉塵和(he)氣(qi)體越(yue)干燥(zao),則發生爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)危險(xian)性(xing)越(yue)大。
(2)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)發生之(zhi)后(hou),往(wang)(wang)往(wang)(wang)會產生二(er)(er)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)這(zhe)是由于在(zai)一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)時(shi),有不少粉(fen)塵(chen)(chen)沉(chen)積在(zai)一(yi)(yi)起(qi),其濃度(du)超過了粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)的上(shang)限濃度(du)值(zhi)而不能(neng)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)。但是,當一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)形成的沖擊波或氣(qi)浪(lang)將沉(chen)積粉(fen)塵(chen)(chen)重新揚起(qi)時(shi),在(zai)空中與空氣(qi)混合,濃度(du)在(zai)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)范圍(wei)內,就可能(neng)緊(jin)接著產生二(er)(er)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)。第(di)二(er)(er)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)所(suo)造成的災害往(wang)(wang)往(wang)(wang)比(bi)一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)要(yao)嚴重得多。
國內某鋁品生產廠1963年發生的(de)(de)塵(chen)爆炸事(shi)故(gu)的(de)(de)直接原因是排風機(ji)(ji)葉輪與(yu)吸(xi)入口端面摩擦起(qi)火(huo)引起(qi)的(de)(de)。風機(ji)(ji)吸(xi)入口處的(de)(de)蝦(xia)米彎及褲衩三通氣(qi)流(liu)不(bu)暢,容(rong)易積(ji)(ji)塵(chen)。特別(bie)是停機(ji)(ji)時更(geng)容(rong)易滯留(liu)粉塵(chen),一旦啟動(dong),沉(chen)積(ji)(ji)的(de)(de)粉塵(chen)被揚起(qi),很快達到爆炸下限,引起(qi)粉塵(chen)爆炸。
(3)粉塵(chen)爆炸(zha)的(de)(de)(de)(de)(de)機理可燃(ran)(ran)(ran)粉塵(chen)在空(kong)氣中燃(ran)(ran)(ran)燒時會釋放(fang)(fang)出能(neng)量(liang),井產(chan)生(sheng)(sheng)大(da)量(liang)氣體,而釋放(fang)(fang)出能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)快(kuai)慢即燃(ran)(ran)(ran)燒速度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小與粉體暴露在空(kong)氣中的(de)(de)(de)(de)(de)面積有(you)關。因此(ci),對于同(tong)一(yi)(yi)種(zhong)固體物質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)粉體,其粒度(du)越小,比(bi)表面積則(ze)越大(da),燃(ran)(ran)(ran)燒擴散(san)就(jiu)越快(kuai)。如果這種(zhong)固體的(de)(de)(de)(de)(de)粒度(du)很細。以至可懸浮起來,一(yi)(yi)旦(dan)有(you)點火源使之引燃(ran)(ran)(ran),則(ze)可在極短的(de)(de)(de)(de)(de)時間內釋放(fang)(fang)出大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。這些能(neng)量(liang)來不(bu)及散(san)逸(yi)到(dao)周圍環境中去,致使該空(kong)間內氣體受(shou)到(dao)加(jia)熱(re)并絕(jue)熱(re)膨脹(zhang),而另一(yi)(yi)方面粉體燃(ran)(ran)(ran)燒時產(chan)生(sheng)(sheng)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)氣體,會使體系形成局(ju)部高壓,以致產(chan)生(sheng)(sheng)爆炸(zha)及傳播,這就(jiu)是通常(chang)稱作的(de)(de)(de)(de)(de)粉塵(chen)爆炸(zha)。
(4)粉塵爆(bao)炸與燃(ran)(ran)燒的(de)(de)(de)(de)區別大(da)塊的(de)(de)(de)(de)固(gu)體可燃(ran)(ran)物的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒是以近于平行層向內部推進,例如煤的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒等。這種(zhong)燃(ran)(ran)燒能量的(de)(de)(de)(de)釋放比(bi)較緩慢。所(suo)產生的(de)(de)(de)(de)熱量和氣體可以迅速逸散。可燃(ran)(ran)性粉塵的(de)(de)(de)(de)堆狀燃(ran)(ran)燒,在通風良好(hao)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)形(xing)成明(ming)火(huo)燃(ran)(ran)燒,而在通風不好(hao)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)。可形(xing)成無煙或焰的(de)(de)(de)(de)隱燃(ran)(ran)。
可燃粉塵(chen)燃燒(shao)時有(you)幾個階(jie)(jie)段(duan)(duan):一階(jie)(jie)段(duan)(duan),表面粉也被加熱;第(di)二階(jie)(jie)段(duan)(duan),表面層氣(qi)化,溢出揮(hui)發分;第(di)三階(jie)(jie)段(duan)(duan),揮(hui)發分發生(sheng)氣(qi)相燃燒(shao)。
超(chao)細粉體發生(sheng)爆炸(zha)也是(shi)一個較(jiao)(jiao)為復雜(za)的過(guo)程,由于粉塵(chen)云的尺度一般較(jiao)(jiao)小,而(er)火焰傳播(bo)速度較(jiao)(jiao)快,每秒幾百米,因此(ci)在(zai)粉塵(chen)中心發生(sheng)火源點(dian)火,在(zai)不到0.1s的時間內(nei)就可燃(ran)(ran)(ran)遍整個粉塵(chen)云。在(zai)此(ci)過(guo)程中,如果粉塵(chen)已燃(ran)(ran)(ran)盡,則(ze)會生(sheng)成較(jiao)(jiao)高的壓(ya)強;若未(wei)燃(ran)(ran)(ran)盡,則(ze)生(sheng)成較(jiao)(jiao)低(di)的壓(ya)強。可燃(ran)(ran)(ran)粒(li)子是(shi)否能燃(ran)(ran)(ran)完,取(qu)決于粒(li)子的尺寸和燃(ran)(ran)(ran)燒深度。
(5)可燃(ran)(ran)粉(fen)塵(chen)分(fen)類粉(fen)體(ti)按其(qi)可燃(ran)(ran)性可劃分(fen)為(wei)兩(liang)類:一類為(wei)可燃(ran)(ran);一類為(wei)非可燃(ran)(ran)。可燃(ran)(ran)粉(fen)體(ti)的分(fen)類方法和(he)標準在(zai)不(bu)同的國家(jia)有所不(bu)同。
美(mei)國將可燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)(fen)體劃為(wei)Ⅱ級(ji)危險品,同時又將其中的(de)(de)(de)金屬粉(fen)(fen)(fen)、含(han)碳粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)、谷物粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)列入不同的(de)(de)(de)組。美(mei)國制定的(de)(de)(de)分類(lei)方法是按被測粉(fen)(fen)(fen)體在標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)試驗裝置內發生粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸時所得升壓速度來進行分類(lei),并(bing)劃分為(wei)三個等級(ji)。我國目前尚未見到關于(yu)可燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)分類(lei)的(de)(de)(de)現成(cheng)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)。
2、粉塵濃度和顆粒對爆炸的影響
(1)粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)(du)可燃粉(fen)塵(chen)爆炸也存在粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)(du)的上下限。該值(zhi)受(shou)點火(huo)能量、氧濃(nong)度(du)(du)、粉(fen)體粒度(du)(du)、粉(fen)體品(pin)種、水分等多(duo)種因素的影(ying)響。采用(yong)(yong)簡化公式,可估算出爆炸極限,一般而言(yan)粉(fen)塵(chen)爆炸下限濃(nong)度(du)(du)為(wei)20~60g/m3,上限介于2~6kg/m3。上限受(shou)到多(duo)種因素的影(ying)響,其值(zhi)不(bu)(bu)如下限易確定,通常也不(bu)(bu)易達到上限的濃(nong)度(du)(du)。所以,下限值(zhi)更(geng)重要、更(geng)有用(yong)(yong)。
從物理意義上(shang)講,粉(fen)塵濃度(du)(du)(du)上(shang)下限(xian)(xian)(xian)值反映了粒(li)子(zi)(zi)間距離對(dui)粒(li)子(zi)(zi)燃燒(shao)火焰傳播的(de)(de)影響,若粒(li)子(zi)(zi)間距離達到使燃燒(shao)火焰不(bu)能延伸至相鄰粒(li)子(zi)(zi)時(shi),則燃燒(shao)就不(bu)能繼續進(jin)行(傳播),爆炸(zha)也就不(bu)會發生;此時(shi)粉(fen)塵濃度(du)(du)(du)即低(di)于(yu)爆炸(zha)的(de)(de)下限(xian)(xian)(xian)濃度(du)(du)(du)值。若粒(li)子(zi)(zi)間的(de)(de)距離過小,粒(li)子(zi)(zi)間氧不(bu)足以提供充分燃燒(shao)條件(jian),也就不(bu)能形成爆炸(zha),此時(shi)粒(li)子(zi)(zi)濃度(du)(du)(du)即高(gao)于(yu)上(shang)限(xian)(xian)(xian)值。
(2)粉(fen)體(ti)粒(li)度可燃物粉(fen)體(ti)顆(ke)粒(li)大于(yu)400um時(shi),所形成(cheng)的粉(fen)塵云(yun)不再具(ju)有可爆性。但對于(yu)超細粉(fen)體(ti)當其粒(li)度在10um以下時(shi)則具(ju)有較(jiao)大的危險性。應引起注意的是,有時(shi)即使粉(fen)體(ti)的平均粒(li)度大于(yu)400um,但其中(zhong)往往也(ye)含有較(jiao)細的粉(fen)體(ti),這(zhe)少部分的粉(fen)體(ti)也(ye)具(ju)備爆炸性。
雖然粉(fen)(fen)體的(de)(de)粒度(du)對爆炸性(xing)能影響的(de)(de)規(gui)律性(xing)并不強(qiang),但粉(fen)(fen)體的(de)(de)尺寸越(yue)小,其(qi)比表面就(jiu)越(yue)大(da),燃燒就(jiu)越(yue)快(kuai),壓強(qiang)升高速(su)度(du)隨之呈線性(xing)增加。在一定條件下大(da)壓強(qiang)變化(hua)不大(da),因為這是取決于(yu)燃燒時發出(chu)的(de)(de)總能量,而與(yu)釋(shi)放能量的(de)(de)速(su)度(du)并無明顯(xian)的(de)(de)關系。