粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸就是(shi)懸浮物于(yu)空氣中(zhong)的(de)(de)粉(fen)塵(chen)顆粒(li)與空氣中(zhong)的(de)(de)氧(yang)氣充分接觸,在(zai)特定(ding)條件下瞬(shun)時完成的(de)(de)氧(yang)化反應(ying),反應(ying)中(zhong)放出大量熱(re)量,進而產生(sheng)高溫、高壓的(de)(de)現(xian)象。任何粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸都必(bi)須具備這樣三個條件:點(dian)火源;可燃細(xi)粉(fen)塵(chen);粉(fen)塵(chen)懸浮于(yu)空氣中(zhong)且達(da)到爆(bao)炸濃度(du)極限范圍。
防(fang)爆(bao)袋(dai)式除塵(chen)器(qi)如何防(fang)止(zhi)粉塵(chen)爆(bao)炸
1、粉塵(chen)爆炸(zha)的特點
(1)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)要比可燃(ran)物質及可燃(ran)氣體(ti)復雜(za)一(yi)般(ban)地,可燃(ran)粉(fen)塵(chen)懸浮(fu)于空氣中形(xing)成(cheng)在(zai)(zai)爆(bao)炸(zha)濃度范圍(wei)內的(de)粉(fen)塵(chen)云,在(zai)(zai)點火(huo)(huo)源作(zuo)用下,與點火(huo)(huo)源接觸的(de)部分粉(fen)塵(chen)首先被點燃(ran)并形(xing)成(cheng)一(yi)個小火(huo)(huo)球(qiu)(qiu)。在(zai)(zai)這個小火(huo)(huo)球(qiu)(qiu)燃(ran)燒(shao)放出的(de)熱(re)(re)量(liang)作(zuo)用下,使得周圍(wei)臨近粉(fen)塵(chen)被加熱(re)(re)、溫(wen)度升高、著(zhu)火(huo)(huo)燃(ran)燒(shao)現象產(chan)生,這樣火(huo)(huo)球(qiu)(qiu)就將迅速(su)擴大而(er)形(xing)成(cheng)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
粉(fen)塵爆炸(zha)的(de)難(nan)易程度和(he)劇烈程度與粉(fen)塵的(de)物理、化學性(xing)(xing)質以及周圍空(kong)氣(qi)條(tiao)件密切(qie)相關。一般地,燃燒熱越(yue)大、顆粒越(yue)細,活性(xing)(xing)越(yue)高的(de)粉(fen)塵,發生(sheng)爆炸(zha)的(de)危(wei)(wei)險(xian)(xian)性(xing)(xing)越(yue)大;輕的(de)懸浮物可燃物質的(de)爆炸(zha)危(wei)(wei)險(xian)(xian)性(xing)(xing)較大;空(kong)氣(qi)中氧氣(qi)含量(liang)高時,粉(fen)塵易被燃點,爆炸(zha)也較為劇烈。由(you)于水分具有(you)抑制爆炸(zha)的(de)作用,所以粉(fen)塵和(he)氣(qi)體越(yue)干燥,則發生(sheng)爆炸(zha)的(de)危(wei)(wei)險(xian)(xian)性(xing)(xing)越(yue)大。
(2)粉塵(chen)(chen)爆炸發生之后,往(wang)往(wang)會產生二次(ci)爆炸這是(shi)由于在一次(ci)爆炸時,有不(bu)(bu)少粉塵(chen)(chen)沉積在一起,其濃(nong)度超過了(le)粉塵(chen)(chen)爆炸的上限濃(nong)度值(zhi)而不(bu)(bu)能(neng)(neng)爆炸。但是(shi),當一次(ci)爆炸形成的沖擊(ji)波或氣浪將(jiang)沉積粉塵(chen)(chen)重新揚起時,在空中與空氣混合,濃(nong)度在粉塵(chen)(chen)爆炸范圍內(nei),就可能(neng)(neng)緊接著產生二次(ci)爆炸。第二次(ci)爆炸所造成的災害往(wang)往(wang)比一次(ci)爆炸要嚴重得多。
國內某鋁(lv)品生產廠1963年發生的塵爆炸(zha)事故的直接原(yuan)因(yin)是(shi)排風(feng)機(ji)葉輪與吸入口(kou)端面(mian)摩(mo)擦起(qi)(qi)火引(yin)起(qi)(qi)的。風(feng)機(ji)吸入口(kou)處的蝦(xia)米(mi)彎及褲衩三(san)通氣流不(bu)暢,容(rong)易(yi)積(ji)塵。特別是(shi)停機(ji)時更容(rong)易(yi)滯留(liu)粉(fen)(fen)塵,一旦(dan)啟(qi)動,沉積(ji)的粉(fen)(fen)塵被(bei)揚起(qi)(qi),很快達到爆炸(zha)下限,引(yin)起(qi)(qi)粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)。
(3)粉(fen)(fen)(fen)塵爆(bao)炸的(de)機理(li)可(ke)燃粉(fen)(fen)(fen)塵在空氣中燃燒時會釋(shi)放出能(neng)量(liang),井(jing)產(chan)(chan)生大量(liang)氣體,而(er)釋(shi)放出能(neng)量(liang)的(de)快(kuai)慢(man)即燃燒速度的(de)大小與粉(fen)(fen)(fen)體暴露在空氣中的(de)面(mian)積有關(guan)。因此,對于同一(yi)種固(gu)體物質(zhi)的(de)粉(fen)(fen)(fen)體,其粒(li)度越小,比表面(mian)積則(ze)越大,燃燒擴(kuo)散就(jiu)越快(kuai)。如果這種固(gu)體的(de)粒(li)度很(hen)細。以至可(ke)懸浮(fu)起來,一(yi)旦有點火源(yuan)使(shi)之(zhi)引燃,則(ze)可(ke)在極短的(de)時間(jian)內釋(shi)放出大量(liang)的(de)能(neng)量(liang)。這些能(neng)量(liang)來不及(ji)散逸到周圍(wei)環境(jing)中去,致(zhi)使(shi)該空間(jian)內氣體受到加熱(re)并絕熱(re)膨(peng)脹,而(er)另一(yi)方面(mian)粉(fen)(fen)(fen)體燃燒時產(chan)(chan)生大量(liang)的(de)氣體,會使(shi)體系形成局部(bu)高壓(ya),以致(zhi)產(chan)(chan)生爆(bao)炸及(ji)傳播(bo),這就(jiu)是(shi)通常(chang)稱(cheng)作的(de)粉(fen)(fen)(fen)塵爆(bao)炸。
(4)粉塵(chen)爆炸與燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)區別大(da)塊的(de)(de)固體(ti)可燃(ran)(ran)(ran)(ran)物的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以近于平(ping)行層向內部推進,例如煤的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)等。這(zhe)種燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)能(neng)量的(de)(de)釋放比(bi)較緩慢(man)。所(suo)產(chan)生的(de)(de)熱量和(he)氣體(ti)可以迅速逸散。可燃(ran)(ran)(ran)(ran)性粉塵(chen)的(de)(de)堆狀(zhuang)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),在通風良好(hao)(hao)的(de)(de)情況(kuang)下形(xing)成(cheng)明(ming)火燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在通風不好(hao)(hao)的(de)(de)情況(kuang)下。可形(xing)成(cheng)無煙或焰(yan)的(de)(de)隱燃(ran)(ran)(ran)(ran)。
可燃粉塵(chen)燃燒時有幾個階段(duan):一階段(duan),表(biao)面粉也(ye)被(bei)加熱;第二階段(duan),表(biao)面層(ceng)氣化,溢(yi)出揮(hui)(hui)發分;第三階段(duan),揮(hui)(hui)發分發生(sheng)氣相燃燒。
超細粉(fen)體發(fa)生(sheng)(sheng)爆炸(zha)也是(shi)一個(ge)較(jiao)為復雜的過程,由于(yu)粉(fen)塵(chen)(chen)云的尺度一般較(jiao)小,而火焰傳(chuan)播速度較(jiao)快,每秒幾(ji)百米,因此(ci)在粉(fen)塵(chen)(chen)中(zhong)心發(fa)生(sheng)(sheng)火源點火,在不到(dao)0.1s的時間(jian)內就可燃(ran)遍整個(ge)粉(fen)塵(chen)(chen)云。在此(ci)過程中(zhong),如果粉(fen)塵(chen)(chen)已燃(ran)盡,則會(hui)生(sheng)(sheng)成較(jiao)高的壓強(qiang);若未燃(ran)盡,則生(sheng)(sheng)成較(jiao)低的壓強(qiang)。可燃(ran)粒子(zi)是(shi)否能燃(ran)完(wan),取決(jue)于(yu)粒子(zi)的尺寸和燃(ran)燒深度。
(5)可(ke)燃粉塵分類(lei)粉體按其(qi)可(ke)燃性可(ke)劃分為(wei)(wei)兩類(lei):一類(lei)為(wei)(wei)可(ke)燃;一類(lei)為(wei)(wei)非可(ke)燃。可(ke)燃粉體的(de)分類(lei)方法和標(biao)準在不同的(de)國家有所不同。
美國(guo)將可燃粉體(ti)劃為(wei)Ⅱ級危險品,同時又將其中的金屬粉、含碳粉塵(chen)(chen)、谷物粉塵(chen)(chen)列(lie)入不同的組。美國(guo)制定的分類方法是(shi)按被測粉體(ti)在標準試(shi)驗裝(zhuang)置內發生粉塵(chen)(chen)爆炸時所得(de)升壓(ya)速(su)度來進(jin)行分類,并劃分為(wei)三個等級。我國(guo)目前尚未見到關于可燃粉塵(chen)(chen)分類的現(xian)成標準。
2、粉塵濃度(du)和(he)顆粒對爆炸的影響
(1)粉(fen)(fen)塵濃(nong)度(du)可燃(ran)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)也(ye)存在粉(fen)(fen)塵濃(nong)度(du)的上下限。該值(zhi)(zhi)受點火能量、氧(yang)濃(nong)度(du)、粉(fen)(fen)體粒度(du)、粉(fen)(fen)體品種(zhong)、水分等多種(zhong)因(yin)素(su)的影響。采用簡(jian)化(hua)公式,可估(gu)算出爆(bao)炸(zha)極限,一般而言粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)下限濃(nong)度(du)為20~60g/m3,上限介于(yu)2~6kg/m3。上限受到多種(zhong)因(yin)素(su)的影響,其值(zhi)(zhi)不如(ru)下限易確定,通常也(ye)不易達到上限的濃(nong)度(du)。所(suo)以,下限值(zhi)(zhi)更(geng)重要(yao)、更(geng)有用。
從物(wu)理意義(yi)上講(jiang),粉塵濃度(du)上下限值(zhi)(zhi)反映(ying)了粒(li)子(zi)(zi)(zi)間距離對粒(li)子(zi)(zi)(zi)燃(ran)燒火焰傳(chuan)播(bo)的影響,若粒(li)子(zi)(zi)(zi)間距離達到使(shi)燃(ran)燒火焰不(bu)能(neng)延伸至相鄰粒(li)子(zi)(zi)(zi)時,則燃(ran)燒就(jiu)(jiu)不(bu)能(neng)繼續進行(xing)(傳(chuan)播(bo)),爆炸也(ye)(ye)就(jiu)(jiu)不(bu)會發生;此(ci)時粉塵濃度(du)即(ji)低于爆炸的下限濃度(du)值(zhi)(zhi)。若粒(li)子(zi)(zi)(zi)間的距離過小,粒(li)子(zi)(zi)(zi)間氧不(bu)足以提供充(chong)分燃(ran)燒條件,也(ye)(ye)就(jiu)(jiu)不(bu)能(neng)形成爆炸,此(ci)時粒(li)子(zi)(zi)(zi)濃度(du)即(ji)高(gao)于上限值(zhi)(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)粒(li)度可燃物粉(fen)(fen)體(ti)顆粒(li)大于(yu)400um時(shi),所形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵云(yun)不再(zai)具有(you)可爆(bao)性(xing)(xing)。但對于(yu)超細(xi)粉(fen)(fen)體(ti)當其粒(li)度在10um以下時(shi)則具有(you)較大的(de)(de)(de)(de)危險(xian)性(xing)(xing)。應引起注(zhu)意的(de)(de)(de)(de)是,有(you)時(shi)即使(shi)粉(fen)(fen)體(ti)的(de)(de)(de)(de)平均(jun)粒(li)度大于(yu)400um,但其中(zhong)往往也(ye)含(han)有(you)較細(xi)的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti),這少部分的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)也(ye)具備爆(bao)炸性(xing)(xing)。
雖然粉體的(de)粒度(du)對爆炸性(xing)能(neng)影響(xiang)的(de)規(gui)律性(xing)并不強,但粉體的(de)尺寸越小,其比(bi)表面就(jiu)(jiu)越大(da),燃燒就(jiu)(jiu)越快,壓強升高速度(du)隨之(zhi)呈線性(xing)增(zeng)加。在一定條件下大(da)壓強變(bian)化不大(da),因為這是取決于燃燒時(shi)發出(chu)的(de)總能(neng)量,而(er)與釋(shi)放能(neng)量的(de)速度(du)并無明顯(xian)的(de)關系。