粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)就是懸浮物于空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)粉(fen)塵(chen)(chen)顆(ke)粒(li)與空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)氧氣(qi)充分接觸,在特(te)定(ding)條件(jian)下瞬時(shi)完成的(de)氧化反應(ying)(ying),反應(ying)(ying)中(zhong)放出大(da)量熱量,進而產(chan)生(sheng)高溫、高壓的(de)現象。任何粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)都必(bi)須具備(bei)這樣三個條件(jian):點火(huo)源(yuan);可燃細粉(fen)塵(chen)(chen);粉(fen)塵(chen)(chen)懸浮于空(kong)氣(qi)中(zhong)且達到爆(bao)炸(zha)濃(nong)度極限范圍。
防(fang)爆(bao)袋(dai)式(shi)除塵器如何防(fang)止粉塵爆(bao)炸
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)要(yao)比可(ke)燃(ran)(ran)物質及可(ke)燃(ran)(ran)氣體復雜一般地,可(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)塵(chen)(chen)懸浮(fu)于空氣中形(xing)成(cheng)在爆(bao)(bao)炸(zha)濃度范圍內的(de)(de)粉(fen)塵(chen)(chen)云(yun),在點(dian)火(huo)(huo)源作(zuo)用(yong)(yong)下(xia),與(yu)點(dian)火(huo)(huo)源接(jie)觸的(de)(de)部分粉(fen)塵(chen)(chen)首先被(bei)點(dian)燃(ran)(ran)并形(xing)成(cheng)一個小火(huo)(huo)球(qiu)。在這個小火(huo)(huo)球(qiu)燃(ran)(ran)燒(shao)放(fang)出的(de)(de)熱(re)量作(zuo)用(yong)(yong)下(xia),使得周圍臨近(jin)粉(fen)塵(chen)(chen)被(bei)加熱(re)、溫度升(sheng)高、著火(huo)(huo)燃(ran)(ran)燒(shao)現象產生,這樣(yang)火(huo)(huo)球(qiu)就將迅速擴(kuo)大而形(xing)成(cheng)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)。
粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)難易(yi)程(cheng)度和劇烈程(cheng)度與粉(fen)塵(chen)的(de)物理、化學性(xing)質以及(ji)周(zhou)圍空氣條(tiao)件密切相關。一般地(di),燃燒熱越(yue)大、顆粒越(yue)細,活性(xing)越(yue)高的(de)粉(fen)塵(chen),發(fa)生爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)危險性(xing)越(yue)大;輕的(de)懸浮物可燃物質的(de)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)危險性(xing)較(jiao)大;空氣中氧氣含量高時,粉(fen)塵(chen)易(yi)被燃點,爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)也較(jiao)為劇烈。由于(yu)水(shui)分具有抑制爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)作(zuo)用,所以粉(fen)塵(chen)和氣體越(yue)干(gan)燥,則發(fa)生爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)危險性(xing)越(yue)大。
(2)粉塵爆(bao)炸(zha)發(fa)生之后,往(wang)(wang)往(wang)(wang)會產(chan)生二次(ci)爆(bao)炸(zha)這是由于在(zai)一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)時,有不少(shao)粉塵沉(chen)(chen)積在(zai)一(yi)起,其濃度超過了粉塵爆(bao)炸(zha)的(de)上限濃度值而(er)不能(neng)爆(bao)炸(zha)。但是,當(dang)一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)形成的(de)沖擊(ji)波或(huo)氣(qi)浪將沉(chen)(chen)積粉塵重(zhong)新揚(yang)起時,在(zai)空(kong)中與空(kong)氣(qi)混合,濃度在(zai)粉塵爆(bao)炸(zha)范圍(wei)內,就可能(neng)緊接著產(chan)生二次(ci)爆(bao)炸(zha)。第二次(ci)爆(bao)炸(zha)所造成的(de)災害往(wang)(wang)往(wang)(wang)比一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)要嚴重(zhong)得多。
國內(nei)某鋁品生(sheng)產廠1963年(nian)發生(sheng)的(de)塵爆(bao)炸事故(gu)的(de)直接原因是排風機葉(xie)輪與吸入口端(duan)面摩擦起(qi)(qi)火引(yin)(yin)起(qi)(qi)的(de)。風機吸入口處(chu)的(de)蝦(xia)米彎及(ji)褲衩(cha)三通(tong)氣(qi)流不暢,容(rong)易(yi)積塵。特別是停機時更容(rong)易(yi)滯留粉(fen)塵,一旦啟動(dong),沉積的(de)粉(fen)塵被揚起(qi)(qi),很快(kuai)達到爆(bao)炸下限,引(yin)(yin)起(qi)(qi)粉(fen)塵爆(bao)炸。
(3)粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸的(de)(de)機(ji)理(li)可(ke)燃(ran)粉(fen)塵(chen)在(zai)(zai)空氣中(zhong)燃(ran)燒時(shi)會釋放出能量(liang)(liang),井產生(sheng)大(da)(da)量(liang)(liang)氣體(ti)(ti),而釋放出能量(liang)(liang)的(de)(de)快慢即燃(ran)燒速(su)度(du)的(de)(de)大(da)(da)小(xiao)與粉(fen)體(ti)(ti)暴(bao)露在(zai)(zai)空氣中(zhong)的(de)(de)面(mian)積(ji)有關。因此,對于(yu)同一(yi)種(zhong)固體(ti)(ti)物質的(de)(de)粉(fen)體(ti)(ti),其粒度(du)越小(xiao),比表面(mian)積(ji)則越大(da)(da),燃(ran)燒擴散就(jiu)越快。如(ru)果(guo)這(zhe)(zhe)種(zhong)固體(ti)(ti)的(de)(de)粒度(du)很細。以(yi)(yi)至可(ke)懸(xuan)浮(fu)起來(lai),一(yi)旦(dan)有點火(huo)源(yuan)使(shi)(shi)之引燃(ran),則可(ke)在(zai)(zai)極短的(de)(de)時(shi)間內(nei)釋放出大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)能量(liang)(liang)。這(zhe)(zhe)些能量(liang)(liang)來(lai)不(bu)及散逸到(dao)周圍環(huan)境中(zhong)去,致使(shi)(shi)該空間內(nei)氣體(ti)(ti)受到(dao)加熱(re)(re)并絕熱(re)(re)膨脹,而另一(yi)方面(mian)粉(fen)體(ti)(ti)燃(ran)燒時(shi)產生(sheng)大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)氣體(ti)(ti),會使(shi)(shi)體(ti)(ti)系形成局部(bu)高壓,以(yi)(yi)致產生(sheng)爆(bao)(bao)炸及傳播,這(zhe)(zhe)就(jiu)是通(tong)常稱作的(de)(de)粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸。
(4)粉(fen)塵(chen)爆炸與燃燒(shao)的(de)(de)(de)區別大塊的(de)(de)(de)固體可燃物的(de)(de)(de)燃燒(shao)是以(yi)近于平行層向內部推(tui)進,例如煤的(de)(de)(de)燃燒(shao)等。這種(zhong)燃燒(shao)能量的(de)(de)(de)釋放比(bi)較(jiao)緩慢。所產生(sheng)的(de)(de)(de)熱量和氣體可以(yi)迅速逸(yi)散。可燃性(xing)粉(fen)塵(chen)的(de)(de)(de)堆狀(zhuang)燃燒(shao),在通風良好的(de)(de)(de)情況下(xia)形成明火(huo)燃燒(shao),而在通風不(bu)好的(de)(de)(de)情況下(xia)。可形成無煙或(huo)焰的(de)(de)(de)隱燃。
可燃粉(fen)塵(chen)燃燒時有幾個(ge)階(jie)段(duan)(duan)(duan):一階(jie)段(duan)(duan)(duan),表面粉(fen)也被加熱;第二階(jie)段(duan)(duan)(duan),表面層氣化,溢出揮(hui)發分;第三階(jie)段(duan)(duan)(duan),揮(hui)發分發生氣相燃燒。
超細(xi)粉(fen)(fen)(fen)體發(fa)生(sheng)爆炸也是(shi)一(yi)個較為(wei)復雜的(de)(de)過程,由于粉(fen)(fen)(fen)塵云的(de)(de)尺度(du)(du)一(yi)般較小,而(er)火焰傳播速(su)度(du)(du)較快,每秒幾百(bai)米,因此在(zai)粉(fen)(fen)(fen)塵中心發(fa)生(sheng)火源點火,在(zai)不到(dao)0.1s的(de)(de)時(shi)間內就(jiu)可燃(ran)(ran)遍整個粉(fen)(fen)(fen)塵云。在(zai)此過程中,如果粉(fen)(fen)(fen)塵已燃(ran)(ran)盡(jin),則會生(sheng)成較高的(de)(de)壓強(qiang);若未燃(ran)(ran)盡(jin),則生(sheng)成較低的(de)(de)壓強(qiang)。可燃(ran)(ran)粒子是(shi)否能燃(ran)(ran)完,取(qu)決于粒子的(de)(de)尺寸(cun)和燃(ran)(ran)燒(shao)深度(du)(du)。
(5)可(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵分(fen)類(lei)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)按其(qi)可(ke)燃(ran)(ran)性可(ke)劃分(fen)為(wei)兩類(lei):一類(lei)為(wei)可(ke)燃(ran)(ran);一類(lei)為(wei)非(fei)可(ke)燃(ran)(ran)。可(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)的分(fen)類(lei)方法和標準在不(bu)(bu)同的國家有(you)所不(bu)(bu)同。
美國將可(ke)燃粉(fen)(fen)(fen)體(ti)劃(hua)為Ⅱ級危險品(pin),同時(shi)又將其中的金屬粉(fen)(fen)(fen)、含碳(tan)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)、谷物粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)列入不(bu)同的組。美國制(zhi)定的分(fen)(fen)類(lei)方法是按被測粉(fen)(fen)(fen)體(ti)在標準(zhun)試驗(yan)裝置內發生粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸時(shi)所得(de)升(sheng)壓速度來進行分(fen)(fen)類(lei),并劃(hua)分(fen)(fen)為三(san)個等級。我國目前(qian)尚未見到關(guan)于可(ke)燃粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)分(fen)(fen)類(lei)的現(xian)成標準(zhun)。
2、粉塵濃(nong)度(du)和顆(ke)粒對爆炸的影響(xiang)
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)度可燃粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸也存在粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)度的上(shang)(shang)下限(xian)(xian)。該(gai)值受(shou)點(dian)火能量、氧濃(nong)度、粉(fen)(fen)體粒度、粉(fen)(fen)體品種、水分等多種因素(su)(su)的影(ying)響。采用(yong)簡(jian)化(hua)公式,可估算出爆炸極(ji)限(xian)(xian),一般而言(yan)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸下限(xian)(xian)濃(nong)度為20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)(xian)受(shou)到多種因素(su)(su)的影(ying)響,其值不如下限(xian)(xian)易確定(ding),通常也不易達(da)到上(shang)(shang)限(xian)(xian)的濃(nong)度。所以,下限(xian)(xian)值更(geng)(geng)重要(yao)、更(geng)(geng)有用(yong)。
從(cong)物理(li)意義上講(jiang),粉(fen)塵(chen)濃(nong)度上下限(xian)值反映(ying)了粒(li)子(zi)間(jian)距離(li)對粒(li)子(zi)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)火(huo)焰(yan)(yan)傳播的影響,若粒(li)子(zi)間(jian)距離(li)達到使燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)火(huo)焰(yan)(yan)不能(neng)(neng)延伸至相鄰粒(li)子(zi)時,則(ze)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)就(jiu)不能(neng)(neng)繼續進行(傳播),爆炸也(ye)就(jiu)不會(hui)發生;此(ci)時粉(fen)塵(chen)濃(nong)度即低于爆炸的下限(xian)濃(nong)度值。若粒(li)子(zi)間(jian)的距離(li)過小,粒(li)子(zi)間(jian)氧不足以提(ti)供充分燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)條件,也(ye)就(jiu)不能(neng)(neng)形成爆炸,此(ci)時粒(li)子(zi)濃(nong)度即高于上限(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體粒度可燃物粉(fen)(fen)(fen)(fen)體顆(ke)粒大于400um時,所(suo)形成的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵云不再具有可爆(bao)性。但對于超(chao)細(xi)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體當其粒度在10um以下時則具有較大的(de)(de)危險性。應引起注意的(de)(de)是(shi),有時即使粉(fen)(fen)(fen)(fen)體的(de)(de)平均粒度大于400um,但其中往(wang)往(wang)也(ye)含有較細(xi)的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體,這少部分的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體也(ye)具備爆(bao)炸性。
雖然粉(fen)體(ti)的(de)粒(li)度(du)(du)對(dui)爆炸性(xing)能(neng)影(ying)響的(de)規律性(xing)并不強,但粉(fen)體(ti)的(de)尺寸越(yue)(yue)小,其(qi)比(bi)表面就(jiu)越(yue)(yue)大,燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)就(jiu)越(yue)(yue)快,壓強升高速度(du)(du)隨之(zhi)呈線性(xing)增加。在一定條件下大壓強變化不大,因為(wei)這是取決于(yu)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)時(shi)發出的(de)總能(neng)量,而與釋放能(neng)量的(de)速度(du)(du)并無(wu)明顯的(de)關系(xi)。