粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸就是懸浮(fu)物(wu)于空氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)顆粒與空氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)氧氣(qi)(qi)(qi)充(chong)分(fen)接觸,在特定(ding)條(tiao)件下(xia)瞬時完(wan)成的(de)(de)氧化反應,反應中(zhong)放(fang)出大量(liang)熱量(liang),進(jin)而(er)產(chan)生高(gao)溫、高(gao)壓的(de)(de)現象。任何(he)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸都必須(xu)具備這樣三個條(tiao)件:點(dian)火源;可(ke)燃細粉(fen)(fen)塵(chen);粉(fen)(fen)塵(chen)懸浮(fu)于空氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)且達到爆炸濃度極限(xian)范圍。
防爆袋式除塵器如何防止粉塵爆炸
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉塵(chen)爆炸(zha)(zha)要比可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)(ran)物(wu)質及可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)(ran)氣(qi)體復雜(za)一般地,可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)(ran)粉塵(chen)懸(xuan)浮于空氣(qi)中形成(cheng)在爆炸(zha)(zha)濃度范圍內的粉塵(chen)云,在點(dian)(dian)火(huo)源作用下(xia),與點(dian)(dian)火(huo)源接觸(chu)的部分粉塵(chen)首先被(bei)點(dian)(dian)燃(ran)(ran)(ran)(ran)并形成(cheng)一個小(xiao)火(huo)球(qiu)。在這個小(xiao)火(huo)球(qiu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒放(fang)出的熱量作用下(xia),使得周圍臨近粉塵(chen)被(bei)加(jia)熱、溫度升(sheng)高(gao)、著火(huo)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒現象產(chan)生,這樣火(huo)球(qiu)就將迅速擴大而形成(cheng)粉塵(chen)爆炸(zha)(zha)。
粉(fen)塵爆(bao)(bao)炸的難(nan)易程度和劇烈程度與粉(fen)塵的物理、化學性質以(yi)及(ji)周圍空氣條(tiao)件密切相關。一般地,燃燒熱越(yue)大、顆粒(li)越(yue)細,活(huo)性越(yue)高的粉(fen)塵,發生(sheng)爆(bao)(bao)炸的危(wei)險(xian)性越(yue)大;輕的懸浮物可燃物質的爆(bao)(bao)炸危(wei)險(xian)性較(jiao)大;空氣中氧氣含(han)量高時,粉(fen)塵易被燃點,爆(bao)(bao)炸也較(jiao)為劇烈。由于(yu)水分具(ju)有抑制(zhi)爆(bao)(bao)炸的作(zuo)用,所以(yi)粉(fen)塵和氣體越(yue)干燥,則(ze)發生(sheng)爆(bao)(bao)炸的危(wei)險(xian)性越(yue)大。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)發(fa)生之后(hou),往(wang)往(wang)會產(chan)(chan)生二(er)次爆(bao)(bao)炸(zha)這是由于在一(yi)(yi)(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)時,有不少粉(fen)(fen)塵(chen)沉積(ji)在一(yi)(yi)(yi)起,其濃(nong)度(du)超(chao)過了粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)的上限濃(nong)度(du)值而不能(neng)爆(bao)(bao)炸(zha)。但是,當一(yi)(yi)(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)形成的沖擊(ji)波或(huo)氣(qi)浪將沉積(ji)粉(fen)(fen)塵(chen)重(zhong)新揚起時,在空(kong)中與(yu)空(kong)氣(qi)混合,濃(nong)度(du)在粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)范圍(wei)內,就可能(neng)緊接著產(chan)(chan)生二(er)次爆(bao)(bao)炸(zha)。第二(er)次爆(bao)(bao)炸(zha)所造成的災害往(wang)往(wang)比(bi)一(yi)(yi)(yi)次爆(bao)(bao)炸(zha)要(yao)嚴重(zhong)得多(duo)。
國內某鋁品生產廠1963年發生的(de)塵(chen)(chen)(chen)爆炸事(shi)故的(de)直接原因(yin)是排風(feng)機(ji)(ji)葉輪(lun)與吸入(ru)口(kou)端(duan)面(mian)摩擦起(qi)(qi)火引起(qi)(qi)的(de)。風(feng)機(ji)(ji)吸入(ru)口(kou)處的(de)蝦米彎及褲衩三通氣流(liu)不暢,容易(yi)積塵(chen)(chen)(chen)。特別是停機(ji)(ji)時更容易(yi)滯留粉塵(chen)(chen)(chen),一(yi)旦(dan)啟動,沉積的(de)粉塵(chen)(chen)(chen)被揚(yang)起(qi)(qi),很(hen)快達到爆炸下限,引起(qi)(qi)粉塵(chen)(chen)(chen)爆炸。
(3)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)機(ji)理可燃(ran)(ran)粉(fen)塵(chen)在(zai)空氣(qi)(qi)中(zhong)燃(ran)(ran)燒時(shi)會(hui)釋放出能(neng)量(liang)(liang),井產(chan)(chan)生大量(liang)(liang)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti),而釋放出能(neng)量(liang)(liang)的(de)快慢即(ji)燃(ran)(ran)燒速(su)度的(de)大小(xiao)與粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti)暴露在(zai)空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)面(mian)積(ji)有(you)關。因此,對于同一種固(gu)(gu)體(ti)(ti)(ti)(ti)物(wu)質的(de)粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti),其粒(li)度越小(xiao),比表(biao)面(mian)積(ji)則(ze)越大,燃(ran)(ran)燒擴散就越快。如果這(zhe)種固(gu)(gu)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)粒(li)度很細。以至可懸(xuan)浮起來(lai),一旦有(you)點火源(yuan)使(shi)之引燃(ran)(ran),則(ze)可在(zai)極短的(de)時(shi)間內釋放出大量(liang)(liang)的(de)能(neng)量(liang)(liang)。這(zhe)些能(neng)量(liang)(liang)來(lai)不及(ji)散逸到周圍環境中(zhong)去,致使(shi)該(gai)空間內氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)受到加(jia)熱并絕熱膨脹(zhang),而另一方面(mian)粉(fen)體(ti)(ti)(ti)(ti)燃(ran)(ran)燒時(shi)產(chan)(chan)生大量(liang)(liang)的(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti),會(hui)使(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)系形成局部高壓,以致產(chan)(chan)生爆(bao)炸(zha)及(ji)傳播,這(zhe)就是通常(chang)稱作(zuo)的(de)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
(4)粉(fen)塵(chen)爆炸與燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)區別大塊的(de)固(gu)體可(ke)燃(ran)(ran)(ran)(ran)物(wu)的(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以近于平行層(ceng)向內部推進,例如煤(mei)的(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)等。這種燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)能(neng)量(liang)的(de)釋放(fang)比(bi)較緩(huan)慢(man)。所產(chan)生的(de)熱量(liang)和氣(qi)體可(ke)以迅速逸(yi)散。可(ke)燃(ran)(ran)(ran)(ran)性粉(fen)塵(chen)的(de)堆狀(zhuang)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),在通風(feng)良(liang)好(hao)的(de)情況下(xia)形成明(ming)火(huo)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在通風(feng)不好(hao)的(de)情況下(xia)。可(ke)形成無煙或焰的(de)隱燃(ran)(ran)(ran)(ran)。
可燃粉(fen)塵(chen)燃燒時有(you)幾個(ge)階(jie)段(duan):一階(jie)段(duan),表面(mian)(mian)粉(fen)也被(bei)加熱;第(di)二階(jie)段(duan),表面(mian)(mian)層氣化(hua),溢(yi)出揮發(fa)分(fen);第(di)三階(jie)段(duan),揮發(fa)分(fen)發(fa)生氣相燃燒。
超細(xi)粉體發(fa)生(sheng)爆炸(zha)也是(shi)一個較(jiao)為復雜的(de)過程,由于粉塵(chen)云的(de)尺(chi)度(du)一般(ban)較(jiao)小,而火焰傳播速(su)度(du)較(jiao)快(kuai),每秒(miao)幾百米,因(yin)此在粉塵(chen)中心(xin)發(fa)生(sheng)火源(yuan)點火,在不到0.1s的(de)時間內(nei)就(jiu)可燃(ran)遍整個粉塵(chen)云。在此過程中,如(ru)果粉塵(chen)已燃(ran)盡(jin),則會(hui)生(sheng)成較(jiao)高(gao)的(de)壓強;若未燃(ran)盡(jin),則生(sheng)成較(jiao)低(di)的(de)壓強。可燃(ran)粒(li)子(zi)是(shi)否能燃(ran)完,取決(jue)于粒(li)子(zi)的(de)尺(chi)寸和燃(ran)燒深度(du)。
(5)可燃(ran)(ran)粉塵分類(lei)(lei)(lei)粉體(ti)按其可燃(ran)(ran)性可劃(hua)分為(wei)(wei)兩類(lei)(lei)(lei):一(yi)(yi)類(lei)(lei)(lei)為(wei)(wei)可燃(ran)(ran);一(yi)(yi)類(lei)(lei)(lei)為(wei)(wei)非可燃(ran)(ran)。可燃(ran)(ran)粉體(ti)的分類(lei)(lei)(lei)方法和標準在不(bu)(bu)同(tong)的國家有所不(bu)(bu)同(tong)。
美(mei)國將(jiang)可燃粉(fen)體劃(hua)為Ⅱ級危險(xian)品,同(tong)時(shi)又將(jiang)其中(zhong)的(de)金屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)、谷(gu)物粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)列入不(bu)同(tong)的(de)組。美(mei)國制定的(de)分(fen)類方(fang)法是按被測粉(fen)體在標準試驗裝置內(nei)發生粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆炸時(shi)所得(de)升壓速(su)度來進行(xing)分(fen)類,并(bing)劃(hua)分(fen)為三個等級。我國目(mu)前尚未見(jian)到關于可燃粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)分(fen)類的(de)現成標準。
2、粉塵濃度(du)和顆粒對爆炸的影響(xiang)
(1)粉塵濃(nong)度(du)(du)(du)可燃(ran)粉塵爆(bao)炸(zha)也存在粉塵濃(nong)度(du)(du)(du)的上下(xia)(xia)限(xian)。該值(zhi)受點火能量、氧濃(nong)度(du)(du)(du)、粉體粒度(du)(du)(du)、粉體品(pin)種、水(shui)分等多(duo)種因(yin)素的影(ying)響(xiang)。采(cai)用簡化(hua)公式,可估算出(chu)爆(bao)炸(zha)極限(xian),一般而(er)言粉塵爆(bao)炸(zha)下(xia)(xia)限(xian)濃(nong)度(du)(du)(du)為20~60g/m3,上限(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)受到多(duo)種因(yin)素的影(ying)響(xiang),其值(zhi)不如下(xia)(xia)限(xian)易(yi)確定,通(tong)常也不易(yi)達到上限(xian)的濃(nong)度(du)(du)(du)。所(suo)以,下(xia)(xia)限(xian)值(zhi)更重(zhong)要、更有(you)用。
從物(wu)理意(yi)義上講,粉塵濃(nong)(nong)度(du)上下限(xian)(xian)值反映了粒子(zi)(zi)間距(ju)離(li)對粒子(zi)(zi)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)火(huo)焰傳播的影(ying)響,若粒子(zi)(zi)間距(ju)離(li)達到使燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)火(huo)焰不(bu)(bu)能(neng)延伸至相鄰(lin)粒子(zi)(zi)時(shi),則燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)就(jiu)不(bu)(bu)能(neng)繼續進行(傳播),爆(bao)炸也(ye)就(jiu)不(bu)(bu)會發生;此(ci)時(shi)粉塵濃(nong)(nong)度(du)即低于爆(bao)炸的下限(xian)(xian)濃(nong)(nong)度(du)值。若粒子(zi)(zi)間的距(ju)離(li)過小(xiao),粒子(zi)(zi)間氧不(bu)(bu)足(zu)以提供充分(fen)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)條件,也(ye)就(jiu)不(bu)(bu)能(neng)形成爆(bao)炸,此(ci)時(shi)粒子(zi)(zi)濃(nong)(nong)度(du)即高于上限(xian)(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)粒度可燃(ran)物粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)顆(ke)粒大于400um時(shi)(shi),所形成的(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵云不再(zai)具(ju)有(you)可爆性。但對(dui)于超細粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)當(dang)其(qi)粒度在10um以(yi)下時(shi)(shi)則具(ju)有(you)較大的(de)危險性。應引起(qi)注意的(de)是,有(you)時(shi)(shi)即使(shi)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)的(de)平均(jun)粒度大于400um,但其(qi)中往(wang)往(wang)也含有(you)較細的(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti),這(zhe)少(shao)部分(fen)的(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)也具(ju)備爆炸性。
雖然粉體(ti)的(de)粒(li)度(du)對爆(bao)炸性能影響(xiang)的(de)規律(lv)性并(bing)不(bu)強,但粉體(ti)的(de)尺寸越(yue)小,其(qi)比(bi)表面就越(yue)大,燃燒就越(yue)快(kuai),壓強升高速度(du)隨之呈線性增加。在一定(ding)條(tiao)件下大壓強變化(hua)不(bu)大,因為這是取決于燃燒時(shi)發出的(de)總能量,而與釋放能量的(de)速度(du)并(bing)無明顯的(de)關系。