粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)就是懸(xuan)浮物于(yu)(yu)空(kong)氣(qi)中(zhong)的粉塵(chen)(chen)顆粒(li)與(yu)空(kong)氣(qi)中(zhong)的氧氣(qi)充分(fen)接(jie)觸,在(zai)特定條件下瞬時完成的氧化反應,反應中(zhong)放出大量熱量,進而產生高溫、高壓的現象。任何粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)都(dou)必須具備這樣(yang)三個條件:點火(huo)源;可燃細粉塵(chen)(chen);粉塵(chen)(chen)懸(xuan)浮于(yu)(yu)空(kong)氣(qi)中(zhong)且達(da)到爆(bao)炸(zha)(zha)濃度極限范圍。
防爆袋(dai)式除塵(chen)器如何防止粉塵(chen)爆炸
1、粉塵爆炸(zha)的特點
(1)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)要比可燃(ran)物質及可燃(ran)氣體復(fu)雜一(yi)般地,可燃(ran)粉(fen)(fen)塵懸浮(fu)于空氣中形成在爆(bao)炸(zha)濃(nong)度(du)范圍內的粉(fen)(fen)塵云,在點火(huo)(huo)源作用下(xia)(xia),與點火(huo)(huo)源接觸(chu)的部分粉(fen)(fen)塵首(shou)先被點燃(ran)并形成一(yi)個(ge)小火(huo)(huo)球。在這個(ge)小火(huo)(huo)球燃(ran)燒(shao)放(fang)出的熱量作用下(xia)(xia),使得周圍臨近粉(fen)(fen)塵被加熱、溫度(du)升高、著(zhu)火(huo)(huo)燃(ran)燒(shao)現(xian)象產生(sheng),這樣火(huo)(huo)球就將迅速擴大而形成粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)。
粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸的(de)難易程度和劇烈(lie)程度與粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)物理、化學性(xing)質以(yi)(yi)及周圍空氣條件(jian)密切相關。一般地,燃燒熱越(yue)(yue)大(da)(da)、顆(ke)粒(li)越(yue)(yue)細(xi),活性(xing)越(yue)(yue)高的(de)粉(fen)(fen)塵(chen),發生爆(bao)(bao)炸的(de)危(wei)險性(xing)越(yue)(yue)大(da)(da);輕的(de)懸(xuan)浮物可(ke)燃物質的(de)爆(bao)(bao)炸危(wei)險性(xing)較大(da)(da);空氣中氧(yang)氣含量高時(shi),粉(fen)(fen)塵(chen)易被燃點,爆(bao)(bao)炸也較為劇烈(lie)。由于水(shui)分具(ju)有抑制爆(bao)(bao)炸的(de)作用,所以(yi)(yi)粉(fen)(fen)塵(chen)和氣體越(yue)(yue)干(gan)燥(zao),則(ze)發生爆(bao)(bao)炸的(de)危(wei)險性(xing)越(yue)(yue)大(da)(da)。
(2)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)發(fa)生之后,往(wang)往(wang)會(hui)產(chan)生二次爆(bao)炸(zha)(zha)這是(shi)由于在(zai)(zai)一(yi)次爆(bao)炸(zha)(zha)時,有不少(shao)粉(fen)塵(chen)沉(chen)積(ji)在(zai)(zai)一(yi)起,其(qi)濃度超(chao)過了粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)上限(xian)濃度值而不能爆(bao)炸(zha)(zha)。但(dan)是(shi),當一(yi)次爆(bao)炸(zha)(zha)形成的(de)沖(chong)擊波或氣浪將(jiang)沉(chen)積(ji)粉(fen)塵(chen)重新揚(yang)起時,在(zai)(zai)空中(zhong)與(yu)空氣混(hun)合,濃度在(zai)(zai)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)范圍內,就可能緊接(jie)著產(chan)生二次爆(bao)炸(zha)(zha)。第二次爆(bao)炸(zha)(zha)所造成的(de)災害往(wang)往(wang)比一(yi)次爆(bao)炸(zha)(zha)要嚴(yan)重得多。
國內某(mou)鋁品(pin)生產廠1963年發生的(de)(de)塵(chen)(chen)爆炸事故的(de)(de)直接原因是(shi)排(pai)風機葉輪與吸入(ru)口端面摩擦起火引(yin)起的(de)(de)。風機吸入(ru)口處的(de)(de)蝦(xia)米彎及(ji)褲(ku)衩三(san)通(tong)氣流不(bu)暢,容(rong)易(yi)積塵(chen)(chen)。特別是(shi)停機時更容(rong)易(yi)滯留粉(fen)塵(chen)(chen),一旦啟動,沉積的(de)(de)粉(fen)塵(chen)(chen)被揚起,很快達到(dao)爆炸下限,引(yin)起粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸。
(3)粉(fen)(fen)塵爆炸的(de)(de)(de)機理可燃粉(fen)(fen)塵在空(kong)氣中(zhong)燃燒(shao)時(shi)會釋放出(chu)能(neng)量(liang),井(jing)產(chan)生大(da)量(liang)氣體(ti)(ti)(ti)(ti),而釋放出(chu)能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)快慢即燃燒(shao)速度(du)(du)的(de)(de)(de)大(da)小與粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti)暴露在空(kong)氣中(zhong)的(de)(de)(de)面積(ji)有關。因此,對于同(tong)一種固體(ti)(ti)(ti)(ti)物(wu)質的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti),其(qi)粒度(du)(du)越(yue)小,比表(biao)面積(ji)則越(yue)大(da),燃燒(shao)擴散就越(yue)快。如(ru)果(guo)這(zhe)(zhe)種固體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)粒度(du)(du)很細(xi)。以(yi)至可懸浮起來,一旦(dan)有點火源使之(zhi)引(yin)燃,則可在極短(duan)的(de)(de)(de)時(shi)間內釋放出(chu)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。這(zhe)(zhe)些能(neng)量(liang)來不及(ji)散逸到(dao)周圍(wei)環境中(zhong)去,致使該空(kong)間內氣體(ti)(ti)(ti)(ti)受到(dao)加熱并(bing)絕熱膨脹,而另一方面粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti)燃燒(shao)時(shi)產(chan)生大(da)量(liang)的(de)(de)(de)氣體(ti)(ti)(ti)(ti),會使體(ti)(ti)(ti)(ti)系形成局(ju)部高(gao)壓,以(yi)致產(chan)生爆炸及(ji)傳播,這(zhe)(zhe)就是通常稱作的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵爆炸。
(4)粉(fen)塵爆炸(zha)與(yu)燃(ran)(ran)燒(shao)的區(qu)別大塊的固體可(ke)燃(ran)(ran)物的燃(ran)(ran)燒(shao)是以近于(yu)平行層向內部(bu)推進,例如煤的燃(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)燒(shao)能量(liang)的釋(shi)放比較緩(huan)慢。所產生的熱(re)量(liang)和(he)氣體可(ke)以迅速逸散。可(ke)燃(ran)(ran)性粉(fen)塵的堆狀燃(ran)(ran)燒(shao),在通(tong)風良好的情況下形成明(ming)火燃(ran)(ran)燒(shao),而(er)在通(tong)風不好的情況下。可(ke)形成無煙或焰的隱燃(ran)(ran)。
可燃粉(fen)塵(chen)燃燒(shao)時有幾個(ge)階(jie)(jie)段(duan)(duan):一(yi)階(jie)(jie)段(duan)(duan),表面(mian)粉(fen)也被加熱;第二階(jie)(jie)段(duan)(duan),表面(mian)層氣(qi)化,溢出揮(hui)發(fa)分;第三階(jie)(jie)段(duan)(duan),揮(hui)發(fa)分發(fa)生氣(qi)相燃燒(shao)。
超(chao)細粉(fen)(fen)體發生(sheng)爆(bao)炸(zha)也是一個(ge)較(jiao)為復雜的(de)(de)過(guo)程,由于(yu)(yu)粉(fen)(fen)塵云的(de)(de)尺(chi)度(du)一般(ban)較(jiao)小,而火焰傳(chuan)播速度(du)較(jiao)快(kuai),每秒幾百米,因此在(zai)(zai)粉(fen)(fen)塵中心發生(sheng)火源點火,在(zai)(zai)不到0.1s的(de)(de)時間內就可燃遍整個(ge)粉(fen)(fen)塵云。在(zai)(zai)此過(guo)程中,如果(guo)粉(fen)(fen)塵已燃盡,則(ze)會生(sheng)成較(jiao)高的(de)(de)壓(ya)強;若未燃盡,則(ze)生(sheng)成較(jiao)低的(de)(de)壓(ya)強。可燃粒子(zi)是否能燃完,取決于(yu)(yu)粒子(zi)的(de)(de)尺(chi)寸和(he)燃燒深度(du)。
(5)可(ke)(ke)燃粉塵分類(lei)粉體按其可(ke)(ke)燃性可(ke)(ke)劃(hua)分為(wei)兩類(lei):一(yi)類(lei)為(wei)可(ke)(ke)燃;一(yi)類(lei)為(wei)非可(ke)(ke)燃。可(ke)(ke)燃粉體的分類(lei)方法(fa)和標準在(zai)不(bu)同的國家(jia)有所不(bu)同。
美(mei)(mei)國(guo)將(jiang)可燃粉(fen)(fen)體劃為Ⅱ級危(wei)險品,同時又將(jiang)其中的(de)金屬粉(fen)(fen)、含(han)碳粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)、谷(gu)物粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)列入不同的(de)組(zu)。美(mei)(mei)國(guo)制(zhi)定的(de)分(fen)(fen)類(lei)方法是按被測粉(fen)(fen)體在(zai)標(biao)準試(shi)驗裝(zhuang)置(zhi)內發生粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸時所得升壓速度來進行分(fen)(fen)類(lei),并(bing)劃分(fen)(fen)為三個等級。我國(guo)目前尚未見到關于可燃粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)分(fen)(fen)類(lei)的(de)現成(cheng)標(biao)準。
2、粉塵濃(nong)度(du)和顆(ke)粒(li)對爆炸(zha)的(de)影響
(1)粉(fen)塵濃(nong)度(du)可(ke)燃粉(fen)塵爆炸也存(cun)在(zai)粉(fen)塵濃(nong)度(du)的(de)上下限(xian)(xian)。該值受(shou)點火(huo)能量、氧濃(nong)度(du)、粉(fen)體粒度(du)、粉(fen)體品種、水分(fen)等多(duo)種因素的(de)影響。采用(yong)簡化公式(shi),可(ke)估算出爆炸極限(xian)(xian),一般而(er)言粉(fen)塵爆炸下限(xian)(xian)濃(nong)度(du)為20~60g/m3,上限(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)(xian)受(shou)到(dao)多(duo)種因素的(de)影響,其(qi)值不如下限(xian)(xian)易確定,通常也不易達到(dao)上限(xian)(xian)的(de)濃(nong)度(du)。所以,下限(xian)(xian)值更(geng)重要、更(geng)有用(yong)。
從物(wu)理意(yi)義上(shang)講,粉塵濃度上(shang)下限(xian)值反(fan)映了粒(li)子(zi)間距(ju)離(li)對粒(li)子(zi)燃(ran)燒火焰(yan)傳播(bo)的(de)影響,若粒(li)子(zi)間距(ju)離(li)達到使燃(ran)燒火焰(yan)不(bu)能延伸至相鄰(lin)粒(li)子(zi)時(shi)(shi),則(ze)燃(ran)燒就不(bu)能繼續進行(傳播(bo)),爆(bao)炸也就不(bu)會(hui)發生;此時(shi)(shi)粉塵濃度即(ji)低于(yu)爆(bao)炸的(de)下限(xian)濃度值。若粒(li)子(zi)間的(de)距(ju)離(li)過小,粒(li)子(zi)間氧不(bu)足(zu)以提供充分燃(ran)燒條(tiao)件,也就不(bu)能形成(cheng)爆(bao)炸,此時(shi)(shi)粒(li)子(zi)濃度即(ji)高(gao)于(yu)上(shang)限(xian)值。
(2)粉(fen)體(ti)粒度可(ke)燃物粉(fen)體(ti)顆粒大于(yu)(yu)400um時,所形(xing)成的粉(fen)塵(chen)云(yun)不再具有(you)(you)(you)可(ke)爆性。但對于(yu)(yu)超細(xi)粉(fen)體(ti)當其(qi)粒度在10um以下(xia)時則具有(you)(you)(you)較大的危(wei)險性。應引起注(zhu)意(yi)的是(shi),有(you)(you)(you)時即使(shi)粉(fen)體(ti)的平均粒度大于(yu)(yu)400um,但其(qi)中往往也(ye)含(han)有(you)(you)(you)較細(xi)的粉(fen)體(ti),這少部分的粉(fen)體(ti)也(ye)具備(bei)爆炸性。
雖然粉(fen)體(ti)的(de)(de)粒度(du)對爆炸性(xing)能(neng)影響的(de)(de)規律性(xing)并不強,但粉(fen)體(ti)的(de)(de)尺寸越(yue)小,其比表(biao)面就越(yue)大(da)(da),燃(ran)燒就越(yue)快,壓強升高速(su)度(du)隨(sui)之呈(cheng)線性(xing)增(zeng)加。在一定(ding)條件下大(da)(da)壓強變化(hua)不大(da)(da),因為這(zhe)是取(qu)決于(yu)燃(ran)燒時發出的(de)(de)總(zong)能(neng)量,而與釋放(fang)能(neng)量的(de)(de)速(su)度(du)并無明顯的(de)(de)關系。