粉塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸就是懸(xuan)浮(fu)(fu)物于空氣(qi)中(zhong)的(de)粉塵(chen)(chen)顆(ke)粒與(yu)空氣(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)充分接觸(chu),在特定條件(jian)下瞬時(shi)完成的(de)氧(yang)化反應,反應中(zhong)放出(chu)大量熱(re)量,進而(er)產生高(gao)溫、高(gao)壓的(de)現象。任何粉塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸都必須具備這樣三個條件(jian):點(dian)火源;可(ke)燃細粉塵(chen)(chen);粉塵(chen)(chen)懸(xuan)浮(fu)(fu)于空氣(qi)中(zhong)且達到(dao)爆(bao)(bao)炸濃度極(ji)限范圍。
防爆袋式除塵器如何防止(zhi)粉塵爆炸
1、粉塵爆(bao)炸的特點
(1)粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)要比(bi)可燃(ran)物質及(ji)可燃(ran)氣(qi)體復雜一(yi)般(ban)地,可燃(ran)粉塵(chen)懸(xuan)浮(fu)于空(kong)氣(qi)中形(xing)成在爆(bao)炸(zha)濃度(du)范圍(wei)內的(de)粉塵(chen)云(yun),在點火(huo)(huo)源(yuan)作用下(xia),與(yu)點火(huo)(huo)源(yuan)接(jie)觸的(de)部(bu)分粉塵(chen)首先被點燃(ran)并形(xing)成一(yi)個小火(huo)(huo)球(qiu)。在這個小火(huo)(huo)球(qiu)燃(ran)燒放出的(de)熱(re)(re)量作用下(xia),使得周圍(wei)臨近粉塵(chen)被加熱(re)(re)、溫度(du)升高(gao)、著火(huo)(huo)燃(ran)燒現象產生(sheng),這樣火(huo)(huo)球(qiu)就將迅速擴(kuo)大而(er)形(xing)成粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
粉塵爆(bao)(bao)炸的(de)(de)難(nan)易程度和(he)劇(ju)烈程度與粉塵的(de)(de)物理(li)、化(hua)學性(xing)質(zhi)以及(ji)周(zhou)圍空氣條(tiao)件密切相關。一般(ban)地,燃燒熱越(yue)大(da)(da)、顆粒(li)越(yue)細,活性(xing)越(yue)高的(de)(de)粉塵,發生爆(bao)(bao)炸的(de)(de)危險性(xing)越(yue)大(da)(da);輕的(de)(de)懸浮物可(ke)燃物質(zhi)的(de)(de)爆(bao)(bao)炸危險性(xing)較大(da)(da);空氣中氧氣含(han)量高時,粉塵易被燃點,爆(bao)(bao)炸也(ye)較為劇(ju)烈。由于水分具有(you)抑制爆(bao)(bao)炸的(de)(de)作(zuo)用,所以粉塵和(he)氣體越(yue)干(gan)燥(zao),則發生爆(bao)(bao)炸的(de)(de)危險性(xing)越(yue)大(da)(da)。
(2)粉塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸發生(sheng)之后,往往會產(chan)生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸這是(shi)由于在(zai)(zai)一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸時,有(you)不少粉塵(chen)(chen)(chen)沉(chen)積(ji)在(zai)(zai)一(yi)(yi)起,其濃(nong)(nong)度超過了粉塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸的上(shang)限濃(nong)(nong)度值而不能爆(bao)(bao)炸。但是(shi),當(dang)一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸形(xing)成的沖擊波或氣浪將沉(chen)積(ji)粉塵(chen)(chen)(chen)重(zhong)新(xin)揚起時,在(zai)(zai)空中與空氣混合,濃(nong)(nong)度在(zai)(zai)粉塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸范圍內(nei),就可能緊接著產(chan)生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸。第二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸所造成的災害往往比一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸要嚴(yan)重(zhong)得多。
國內某鋁品生(sheng)產廠1963年(nian)發(fa)生(sheng)的(de)(de)塵(chen)爆炸(zha)事故的(de)(de)直接原因是排(pai)風機(ji)葉輪與吸入(ru)口端面摩擦起(qi)火引(yin)起(qi)的(de)(de)。風機(ji)吸入(ru)口處的(de)(de)蝦米彎及褲(ku)衩三通氣流(liu)不暢,容易積塵(chen)。特(te)別是停機(ji)時更容易滯留粉(fen)塵(chen),一旦啟動(dong),沉(chen)積的(de)(de)粉(fen)塵(chen)被揚起(qi),很快達到爆炸(zha)下限,引(yin)起(qi)粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)。
(3)粉塵(chen)爆炸的(de)機理(li)可燃粉塵(chen)在(zai)空氣(qi)中(zhong)燃燒(shao)(shao)時(shi)會(hui)(hui)釋(shi)(shi)放(fang)出能量,井產(chan)生大量氣(qi)體,而釋(shi)(shi)放(fang)出能量的(de)快慢即燃燒(shao)(shao)速度的(de)大小與粉體暴(bao)露(lu)在(zai)空氣(qi)中(zhong)的(de)面積有(you)關(guan)。因此,對(dui)于(yu)同一(yi)種(zhong)固體物質的(de)粉體,其粒度越(yue)小,比表面積則越(yue)大,燃燒(shao)(shao)擴散就越(yue)快。如果這(zhe)種(zhong)固體的(de)粒度很細。以(yi)至可懸浮起(qi)來,一(yi)旦有(you)點火源(yuan)使(shi)(shi)之引燃,則可在(zai)極(ji)短的(de)時(shi)間(jian)內釋(shi)(shi)放(fang)出大量的(de)能量。這(zhe)些能量來不(bu)及散逸(yi)到周圍(wei)環境中(zhong)去,致(zhi)使(shi)(shi)該空間(jian)內氣(qi)體受(shou)到加熱(re)并絕熱(re)膨脹,而另一(yi)方面粉體燃燒(shao)(shao)時(shi)產(chan)生大量的(de)氣(qi)體,會(hui)(hui)使(shi)(shi)體系形成局部高壓,以(yi)致(zhi)產(chan)生爆炸及傳(chuan)播,這(zhe)就是通(tong)常稱作的(de)粉塵(chen)爆炸。
(4)粉(fen)塵爆(bao)炸與燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)區(qu)別大塊(kuai)的(de)(de)固體可(ke)燃(ran)(ran)(ran)(ran)物的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以近于平行層向內部(bu)推進(jin),例如(ru)煤的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)等。這種(zhong)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量(liang)的(de)(de)釋放比(bi)較緩(huan)慢。所(suo)產生(sheng)的(de)(de)熱量(liang)和氣體可(ke)以迅速逸(yi)散。可(ke)燃(ran)(ran)(ran)(ran)性粉(fen)塵的(de)(de)堆狀(zhuang)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),在通風良好的(de)(de)情(qing)況下形成明火燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在通風不好的(de)(de)情(qing)況下。可(ke)形成無(wu)煙或焰的(de)(de)隱燃(ran)(ran)(ran)(ran)。
可燃粉塵燃燒(shao)時有幾(ji)個階(jie)(jie)段:一階(jie)(jie)段,表(biao)面粉也被加熱;第(di)二階(jie)(jie)段,表(biao)面層氣化,溢出(chu)揮發(fa)分;第(di)三階(jie)(jie)段,揮發(fa)分發(fa)生氣相燃燒(shao)。
超細粉(fen)體發(fa)生(sheng)爆炸也是一(yi)個較為復雜(za)的過程,由于(yu)粉(fen)塵云(yun)的尺(chi)度一(yi)般較小,而火(huo)焰(yan)傳播速(su)度較快,每秒幾百(bai)米,因此在(zai)粉(fen)塵中心(xin)發(fa)生(sheng)火(huo)源點火(huo),在(zai)不到0.1s的時間內(nei)就可燃(ran)遍(bian)整(zheng)個粉(fen)塵云(yun)。在(zai)此過程中,如果粉(fen)塵已燃(ran)盡(jin),則會生(sheng)成較高的壓強;若(ruo)未燃(ran)盡(jin),則生(sheng)成較低的壓強。可燃(ran)粒子是否能燃(ran)完,取決于(yu)粒子的尺(chi)寸和燃(ran)燒深度。
(5)可(ke)燃(ran)(ran)(ran)粉塵分(fen)類粉體按其可(ke)燃(ran)(ran)(ran)性(xing)可(ke)劃分(fen)為兩類:一類為可(ke)燃(ran)(ran)(ran);一類為非可(ke)燃(ran)(ran)(ran)。可(ke)燃(ran)(ran)(ran)粉體的分(fen)類方法和標準(zhun)在不同的國家(jia)有所不同。
美國將(jiang)可燃粉(fen)(fen)(fen)(fen)體劃為(wei)Ⅱ級(ji)危險品,同時又將(jiang)其中(zhong)的金屬粉(fen)(fen)(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵、谷物粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵列入不同的組(zu)。美國制定的分類(lei)(lei)方法是按被測粉(fen)(fen)(fen)(fen)體在標(biao)(biao)準試驗裝置內(nei)發生粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵爆炸時所得升壓速度來進行分類(lei)(lei),并劃分為(wei)三(san)個等級(ji)。我國目前尚未見到關于可燃粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵分類(lei)(lei)的現(xian)成(cheng)標(biao)(biao)準。
2、粉(fen)塵濃度(du)和顆(ke)粒對爆(bao)炸的影響
(1)粉(fen)塵濃(nong)度(du)(du)可燃粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)也存在粉(fen)塵濃(nong)度(du)(du)的(de)上(shang)(shang)下(xia)(xia)限(xian)(xian)。該值(zhi)受點火(huo)能量、氧(yang)濃(nong)度(du)(du)、粉(fen)體粒度(du)(du)、粉(fen)體品種、水(shui)分等多種因素(su)的(de)影響(xiang)(xiang)。采用簡化(hua)公式,可估算出爆(bao)炸(zha)極限(xian)(xian),一般而言粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)下(xia)(xia)限(xian)(xian)濃(nong)度(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)(xian)介(jie)于(yu)2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)(xian)受到多種因素(su)的(de)影響(xiang)(xiang),其值(zhi)不如(ru)下(xia)(xia)限(xian)(xian)易確定,通(tong)常(chang)也不易達到上(shang)(shang)限(xian)(xian)的(de)濃(nong)度(du)(du)。所以,下(xia)(xia)限(xian)(xian)值(zhi)更(geng)重要、更(geng)有(you)用。
從物(wu)理(li)意義上(shang)講,粉塵濃(nong)(nong)度(du)上(shang)下(xia)限(xian)值(zhi)反映了粒(li)子(zi)間距(ju)離對粒(li)子(zi)燃(ran)燒火焰傳(chuan)播的影響,若粒(li)子(zi)間距(ju)離達(da)到使燃(ran)燒火焰不(bu)能延伸(shen)至相鄰粒(li)子(zi)時(shi),則(ze)燃(ran)燒就(jiu)不(bu)能繼續進行(xing)(傳(chuan)播),爆炸也就(jiu)不(bu)會發生;此時(shi)粉塵濃(nong)(nong)度(du)即低(di)于爆炸的下(xia)限(xian)濃(nong)(nong)度(du)值(zhi)。若粒(li)子(zi)間的距(ju)離過小,粒(li)子(zi)間氧(yang)不(bu)足(zu)以提供充分燃(ran)燒條件,也就(jiu)不(bu)能形成爆炸,此時(shi)粒(li)子(zi)濃(nong)(nong)度(du)即高于上(shang)限(xian)值(zhi)。
(2)粉體(ti)粒(li)度可燃(ran)物(wu)粉體(ti)顆粒(li)大于400um時(shi),所(suo)形成(cheng)的(de)粉塵(chen)云不再具有(you)可爆(bao)性(xing)。但對于超細(xi)粉體(ti)當其粒(li)度在10um以下時(shi)則具有(you)較大的(de)危險性(xing)。應引起注意(yi)的(de)是(shi),有(you)時(shi)即使粉體(ti)的(de)平均(jun)粒(li)度大于400um,但其中往(wang)往(wang)也(ye)含有(you)較細(xi)的(de)粉體(ti),這少部(bu)分(fen)的(de)粉體(ti)也(ye)具備爆(bao)炸性(xing)。
雖然粉體的(de)粒(li)度對爆炸性能(neng)影響的(de)規律性并(bing)不強(qiang),但粉體的(de)尺寸越(yue)小,其比表(biao)面就越(yue)大,燃燒就越(yue)快,壓(ya)強(qiang)升高速(su)度隨之呈線性增加。在一定條件下(xia)大壓(ya)強(qiang)變(bian)化(hua)不大,因為(wei)這是取(qu)決于燃燒時(shi)發(fa)出的(de)總能(neng)量,而與釋(shi)放能(neng)量的(de)速(su)度并(bing)無明顯的(de)關系。