粉塵(chen)爆(bao)炸就是(shi)懸浮物于空(kong)氣(qi)中的(de)粉塵(chen)顆粒與空(kong)氣(qi)中的(de)氧氣(qi)充分接觸(chu),在特定條件(jian)下(xia)瞬時(shi)完成(cheng)的(de)氧化(hua)反(fan)應,反(fan)應中放出大量(liang)熱量(liang),進而產生高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)壓的(de)現象。任何粉塵(chen)爆(bao)炸都必須具備這樣三個條件(jian):點火源;可(ke)燃細粉塵(chen);粉塵(chen)懸浮于空(kong)氣(qi)中且達到爆(bao)炸濃度極限范圍(wei)。
防爆袋式除塵器如何防止粉塵爆炸
1、粉塵爆(bao)炸的特點
(1)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸要比可燃物質(zhi)及可燃氣體(ti)復雜一(yi)般(ban)地,可燃粉(fen)塵(chen)懸浮于空氣中形(xing)成(cheng)在(zai)(zai)爆(bao)炸濃度范圍內(nei)的粉(fen)塵(chen)云,在(zai)(zai)點(dian)火(huo)(huo)(huo)源作(zuo)用下(xia),與點(dian)火(huo)(huo)(huo)源接觸的部分粉(fen)塵(chen)首先被點(dian)燃并形(xing)成(cheng)一(yi)個小火(huo)(huo)(huo)球(qiu)。在(zai)(zai)這個小火(huo)(huo)(huo)球(qiu)燃燒(shao)放(fang)出的熱量作(zuo)用下(xia),使得周圍臨近粉(fen)塵(chen)被加熱、溫度升高、著火(huo)(huo)(huo)燃燒(shao)現象(xiang)產(chan)生(sheng),這樣火(huo)(huo)(huo)球(qiu)就將迅(xun)速擴大而形(xing)成(cheng)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸。
粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)的(de)(de)難易(yi)程度(du)和劇烈程度(du)與粉(fen)塵的(de)(de)物理、化學性(xing)質以及周圍(wei)空氣(qi)條件密切相關。一般地,燃(ran)(ran)燒熱(re)越(yue)大(da)、顆粒越(yue)細,活性(xing)越(yue)高的(de)(de)粉(fen)塵,發(fa)生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危(wei)險性(xing)越(yue)大(da);輕的(de)(de)懸(xuan)浮物可燃(ran)(ran)物質的(de)(de)爆(bao)炸(zha)危(wei)險性(xing)較大(da);空氣(qi)中氧(yang)氣(qi)含量高時(shi),粉(fen)塵易(yi)被燃(ran)(ran)點,爆(bao)炸(zha)也(ye)較為劇烈。由于(yu)水分具(ju)有抑制爆(bao)炸(zha)的(de)(de)作用,所以粉(fen)塵和氣(qi)體越(yue)干(gan)燥(zao),則發(fa)生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危(wei)險性(xing)越(yue)大(da)。
(2)粉(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)炸發生(sheng)(sheng)之后,往(wang)往(wang)會(hui)產生(sheng)(sheng)二次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸這(zhe)是由于在(zai)(zai)一次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸時,有不(bu)少粉(fen)塵沉積(ji)在(zai)(zai)一起,其濃(nong)度(du)(du)超(chao)過(guo)了(le)粉(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)炸的上限(xian)濃(nong)度(du)(du)值(zhi)而不(bu)能爆(bao)(bao)(bao)炸。但是,當一次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸形(xing)成的沖(chong)擊波或氣(qi)浪將沉積(ji)粉(fen)塵重(zhong)新揚起時,在(zai)(zai)空中與空氣(qi)混(hun)合,濃(nong)度(du)(du)在(zai)(zai)粉(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)炸范圍內,就可(ke)能緊接著產生(sheng)(sheng)二次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸。第二次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸所造成的災(zai)害往(wang)往(wang)比一次(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸要嚴重(zhong)得多(duo)。
國內某鋁品生產(chan)廠1963年發生的塵(chen)爆炸事故(gu)的直接(jie)原因是排風(feng)機葉(xie)輪(lun)與吸(xi)入口端面摩(mo)擦起(qi)火引(yin)起(qi)的。風(feng)機吸(xi)入口處的蝦米彎及褲(ku)衩三通氣(qi)流不暢(chang),容易(yi)積塵(chen)。特(te)別是停機時(shi)更容易(yi)滯留粉塵(chen),一(yi)旦啟動,沉積的粉塵(chen)被(bei)揚起(qi),很快達(da)到(dao)爆炸下限,引(yin)起(qi)粉塵(chen)爆炸。
(3)粉塵(chen)爆(bao)炸的(de)(de)機理可(ke)燃粉塵(chen)在(zai)空氣(qi)中燃燒(shao)時會釋(shi)放(fang)出(chu)能(neng)量(liang)(liang)(liang),井產(chan)生大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)氣(qi)體(ti),而釋(shi)放(fang)出(chu)能(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)快慢即燃燒(shao)速度的(de)(de)大(da)(da)小與(yu)粉體(ti)暴露在(zai)空氣(qi)中的(de)(de)面積(ji)有關。因此(ci),對于同一(yi)種固(gu)體(ti)物質的(de)(de)粉體(ti),其粒(li)度越(yue)小,比表面積(ji)則越(yue)大(da)(da),燃燒(shao)擴散就(jiu)(jiu)越(yue)快。如(ru)果這(zhe)種固(gu)體(ti)的(de)(de)粒(li)度很細。以(yi)至可(ke)懸(xuan)浮起來(lai),一(yi)旦有點火源使(shi)之引燃,則可(ke)在(zai)極短的(de)(de)時間內釋(shi)放(fang)出(chu)大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)。這(zhe)些能(neng)量(liang)(liang)(liang)來(lai)不及(ji)散逸(yi)到周圍環(huan)境中去,致(zhi)使(shi)該空間內氣(qi)體(ti)受到加熱并絕熱膨脹(zhang),而另一(yi)方(fang)面粉體(ti)燃燒(shao)時產(chan)生大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)氣(qi)體(ti),會使(shi)體(ti)系形成局部高(gao)壓,以(yi)致(zhi)產(chan)生爆(bao)炸及(ji)傳播,這(zhe)就(jiu)(jiu)是通(tong)常稱作的(de)(de)粉塵(chen)爆(bao)炸。
(4)粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸與(yu)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)的(de)區別大塊的(de)固(gu)體可燃(ran)(ran)(ran)物的(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)是以近于(yu)平行層向內部推(tui)進,例(li)如煤(mei)的(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)等(deng)。這(zhe)種燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)能量的(de)釋放比較緩慢。所產(chan)生的(de)熱量和(he)氣體可以迅速逸散。可燃(ran)(ran)(ran)性粉(fen)塵(chen)(chen)的(de)堆狀燃(ran)(ran)(ran)燒(shao),在(zai)通(tong)風良好(hao)的(de)情況(kuang)下形成明(ming)火燃(ran)(ran)(ran)燒(shao),而在(zai)通(tong)風不好(hao)的(de)情況(kuang)下。可形成無煙或焰(yan)的(de)隱(yin)燃(ran)(ran)(ran)。
可燃粉塵燃燒時(shi)有幾個階段(duan):一階段(duan),表面(mian)粉也被加熱(re);第二階段(duan),表面(mian)層氣化(hua),溢出(chu)揮發(fa)分(fen);第三階段(duan),揮發(fa)分(fen)發(fa)生氣相燃燒。
超細粉(fen)(fen)體發生爆炸也是一個較(jiao)為復雜(za)的過(guo)程,由于(yu)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云的尺度一般較(jiao)小,而火焰傳播速度較(jiao)快,每秒(miao)幾百米(mi),因此(ci)在(zai)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)中(zhong)心發生火源(yuan)點火,在(zai)不到0.1s的時間內就可燃(ran)遍整個粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云。在(zai)此(ci)過(guo)程中(zhong),如果粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)已燃(ran)盡,則會生成較(jiao)高的壓強(qiang);若未燃(ran)盡,則生成較(jiao)低的壓強(qiang)。可燃(ran)粒子是否能燃(ran)完(wan),取決于(yu)粒子的尺寸和(he)燃(ran)燒深度。
(5)可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)塵分(fen)類粉(fen)體按其可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)性可(ke)(ke)(ke)劃分(fen)為(wei)兩類:一類為(wei)可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran);一類為(wei)非(fei)可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)。可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)體的分(fen)類方法和標準在(zai)不同的國(guo)家(jia)有所不同。
美國將可燃粉(fen)(fen)體劃為Ⅱ級危險(xian)品,同時又將其(qi)中的(de)(de)金屬粉(fen)(fen)、含(han)碳(tan)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)、谷物粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)列入不同的(de)(de)組(zu)。美國制定的(de)(de)分(fen)類方法是(shi)按被(bei)測粉(fen)(fen)體在標(biao)準試驗裝置內發生粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸時所(suo)得升(sheng)壓速度(du)來(lai)進行分(fen)類,并劃分(fen)為三(san)個等級。我國目前尚未(wei)見(jian)到關(guan)于可燃粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)分(fen)類的(de)(de)現成(cheng)標(biao)準。
2、粉塵濃(nong)度(du)和顆粒對爆(bao)炸的影響
(1)粉塵(chen)(chen)濃(nong)度可(ke)燃粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)也存在(zai)粉塵(chen)(chen)濃(nong)度的上下(xia)限(xian)。該值受點火能(neng)量、氧濃(nong)度、粉體粒度、粉體品(pin)種(zhong)、水(shui)分等多種(zhong)因素的影響(xiang)。采(cai)用簡化公式(shi),可(ke)估算出(chu)爆(bao)炸(zha)極限(xian),一般(ban)而(er)言粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)下(xia)限(xian)濃(nong)度為20~60g/m3,上限(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)受到多種(zhong)因素的影響(xiang),其值不如下(xia)限(xian)易(yi)(yi)確定,通常也不易(yi)(yi)達(da)到上限(xian)的濃(nong)度。所以,下(xia)限(xian)值更重要、更有用。
從物理意義上(shang)講,粉塵濃度(du)上(shang)下限(xian)值反映了粒(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)距(ju)離對粒(li)子(zi)(zi)燃燒火焰傳播的影響,若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)距(ju)離達到使燃燒火焰不(bu)(bu)能延(yan)伸至相鄰粒(li)子(zi)(zi)時(shi),則(ze)燃燒就不(bu)(bu)能繼續進行(xing)(傳播),爆(bao)炸(zha)也(ye)就不(bu)(bu)會(hui)發生(sheng);此時(shi)粉塵濃度(du)即(ji)低于爆(bao)炸(zha)的下限(xian)濃度(du)值。若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)的距(ju)離過(guo)小,粒(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)氧(yang)不(bu)(bu)足以提供充分燃燒條件(jian),也(ye)就不(bu)(bu)能形成(cheng)爆(bao)炸(zha),此時(shi)粒(li)子(zi)(zi)濃度(du)即(ji)高于上(shang)限(xian)值。
(2)粉體(ti)粒(li)度可(ke)燃(ran)物粉體(ti)顆粒(li)大(da)于400um時,所(suo)形成的(de)粉塵云不再具(ju)有可(ke)爆(bao)性。但(dan)對于超(chao)細(xi)粉體(ti)當其(qi)粒(li)度在10um以下時則具(ju)有較(jiao)大(da)的(de)危險性。應(ying)引起注(zhu)意的(de)是,有時即使粉體(ti)的(de)平均粒(li)度大(da)于400um,但(dan)其(qi)中(zhong)往往也(ye)含有較(jiao)細(xi)的(de)粉體(ti),這少部分的(de)粉體(ti)也(ye)具(ju)備爆(bao)炸性。
雖然粉體(ti)的(de)粒度對(dui)爆炸性(xing)能(neng)影響的(de)規律性(xing)并不(bu)強(qiang),但粉體(ti)的(de)尺寸(cun)越小,其(qi)比(bi)表面就(jiu)越大,燃燒(shao)就(jiu)越快,壓強(qiang)升高速(su)度隨之呈線性(xing)增加。在一定條件下大壓強(qiang)變化(hua)不(bu)大,因(yin)為這是(shi)取決于燃燒(shao)時(shi)發(fa)出的(de)總(zong)能(neng)量(liang),而與(yu)釋放能(neng)量(liang)的(de)速(su)度并無(wu)明顯(xian)的(de)關系。