粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸就是(shi)懸浮(fu)物于空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)顆粒與空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)氧(yang)氣(qi)充分(fen)接觸(chu),在(zai)特(te)定條件下瞬時完成的(de)(de)氧(yang)化(hua)反(fan)應,反(fan)應中(zhong)(zhong)放出大量(liang)(liang)熱量(liang)(liang),進而產生高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)壓的(de)(de)現(xian)象。任(ren)何(he)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸都(dou)必須具備這樣三個條件:點火源(yuan);可燃(ran)細粉(fen)(fen)塵(chen);粉(fen)(fen)塵(chen)懸浮(fu)于空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)且達到爆(bao)(bao)炸濃度極限范(fan)圍。
防爆袋式除塵器如何防止粉塵爆炸
1、粉塵爆炸(zha)的特點
(1)粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)要比(bi)可燃(ran)物質及可燃(ran)氣(qi)體(ti)復雜一般地,可燃(ran)粉(fen)(fen)塵懸浮于空(kong)氣(qi)中(zhong)形成在(zai)爆炸(zha)濃度(du)范圍內的(de)粉(fen)(fen)塵云,在(zai)點(dian)(dian)火(huo)源作用下,與點(dian)(dian)火(huo)源接觸的(de)部分粉(fen)(fen)塵首先被點(dian)(dian)燃(ran)并(bing)形成一個小火(huo)球(qiu)。在(zai)這個小火(huo)球(qiu)燃(ran)燒放出(chu)的(de)熱(re)量(liang)作用下,使得周圍臨近粉(fen)(fen)塵被加熱(re)、溫度(du)升高、著火(huo)燃(ran)燒現象產(chan)生,這樣火(huo)球(qiu)就將迅速擴(kuo)大而形成粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)。
粉塵(chen)(chen)爆炸(zha)(zha)(zha)的難易程度和劇(ju)烈(lie)程度與(yu)粉塵(chen)(chen)的物(wu)(wu)理、化學(xue)性(xing)(xing)質以及(ji)周圍空(kong)氣(qi)(qi)條件密切相關。一般(ban)地(di),燃(ran)燒熱越(yue)(yue)大、顆(ke)粒越(yue)(yue)細,活(huo)性(xing)(xing)越(yue)(yue)高的粉塵(chen)(chen),發(fa)生(sheng)爆炸(zha)(zha)(zha)的危險(xian)性(xing)(xing)越(yue)(yue)大;輕(qing)的懸浮物(wu)(wu)可燃(ran)物(wu)(wu)質的爆炸(zha)(zha)(zha)危險(xian)性(xing)(xing)較大;空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)氧(yang)氣(qi)(qi)含量高時,粉塵(chen)(chen)易被燃(ran)點,爆炸(zha)(zha)(zha)也較為劇(ju)烈(lie)。由于水分具有抑制爆炸(zha)(zha)(zha)的作用,所以粉塵(chen)(chen)和氣(qi)(qi)體越(yue)(yue)干燥,則(ze)發(fa)生(sheng)爆炸(zha)(zha)(zha)的危險(xian)性(xing)(xing)越(yue)(yue)大。
(2)粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生之后,往(wang)(wang)往(wang)(wang)會產(chan)生二次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是由于在(zai)一次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)時,有(you)不(bu)少粉(fen)塵(chen)沉(chen)積(ji)在(zai)一起(qi),其濃度(du)超過(guo)了粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的上(shang)限濃度(du)值(zhi)而不(bu)能爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是,當一次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成(cheng)的沖擊(ji)波或氣(qi)浪將(jiang)沉(chen)積(ji)粉(fen)塵(chen)重新揚起(qi)時,在(zai)空中與空氣(qi)混合(he),濃度(du)在(zai)粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)范(fan)圍內,就可能緊接著產(chan)生二次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成(cheng)的災害(hai)往(wang)(wang)往(wang)(wang)比(bi)一次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴重得多(duo)。
國(guo)內某(mou)鋁品生產廠1963年發生的塵爆炸(zha)事故的直(zhi)接原因是(shi)排風機(ji)葉輪與吸入口端(duan)面摩擦(ca)起火引起的。風機(ji)吸入口處的蝦米彎(wan)及褲衩三通氣流不暢,容易(yi)積塵。特別(bie)是(shi)停(ting)機(ji)時更(geng)容易(yi)滯留粉塵,一旦啟(qi)動,沉(chen)積的粉塵被揚起,很快達到(dao)爆炸(zha)下限(xian),引起粉塵爆炸(zha)。
(3)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)的(de)機理可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)在(zai)(zai)空(kong)(kong)(kong)氣中燃(ran)燒(shao)(shao)時(shi)會(hui)釋放(fang)出能(neng)量(liang)(liang),井(jing)產(chan)生(sheng)(sheng)大量(liang)(liang)氣體(ti)(ti),而(er)(er)釋放(fang)出能(neng)量(liang)(liang)的(de)快慢即燃(ran)燒(shao)(shao)速度(du)(du)的(de)大小與粉(fen)(fen)體(ti)(ti)暴露在(zai)(zai)空(kong)(kong)(kong)氣中的(de)面積有(you)關。因此,對于同一種固體(ti)(ti)物質的(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti),其粒(li)度(du)(du)越(yue)小,比(bi)表面積則(ze)越(yue)大,燃(ran)燒(shao)(shao)擴(kuo)散就(jiu)(jiu)越(yue)快。如果這種固體(ti)(ti)的(de)粒(li)度(du)(du)很細。以至可(ke)懸浮起來(lai)(lai),一旦(dan)有(you)點火源使之(zhi)引(yin)燃(ran),則(ze)可(ke)在(zai)(zai)極短的(de)時(shi)間(jian)內釋放(fang)出大量(liang)(liang)的(de)能(neng)量(liang)(liang)。這些能(neng)量(liang)(liang)來(lai)(lai)不及散逸到周圍(wei)環境中去,致使該(gai)空(kong)(kong)(kong)間(jian)內氣體(ti)(ti)受到加熱(re)并絕熱(re)膨脹(zhang),而(er)(er)另(ling)一方(fang)面粉(fen)(fen)體(ti)(ti)燃(ran)燒(shao)(shao)時(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)大量(liang)(liang)的(de)氣體(ti)(ti),會(hui)使體(ti)(ti)系形成局部高壓,以致產(chan)生(sheng)(sheng)爆炸(zha)及傳(chuan)播,這就(jiu)(jiu)是通常稱作的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)。
(4)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸與燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)區別大塊(kuai)的(de)(de)(de)固(gu)體可燃(ran)(ran)(ran)(ran)物的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以近于(yu)平行層向(xiang)內部(bu)推進,例(li)如煤的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)等。這種燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)能(neng)量的(de)(de)(de)釋放比較(jiao)緩(huan)慢。所產生的(de)(de)(de)熱量和氣體可以迅速逸(yi)散。可燃(ran)(ran)(ran)(ran)性粉(fen)塵(chen)的(de)(de)(de)堆狀(zhuang)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),在(zai)通(tong)風(feng)(feng)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)情況下(xia)形(xing)(xing)成明火(huo)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在(zai)通(tong)風(feng)(feng)不好(hao)的(de)(de)(de)情況下(xia)。可形(xing)(xing)成無(wu)煙或焰(yan)的(de)(de)(de)隱(yin)燃(ran)(ran)(ran)(ran)。
可燃(ran)粉(fen)塵燃(ran)燒時有(you)幾個階(jie)段(duan):一階(jie)段(duan),表面(mian)粉(fen)也被(bei)加(jia)熱;第(di)二(er)階(jie)段(duan),表面(mian)層氣(qi)化,溢出揮發(fa)(fa)分;第(di)三階(jie)段(duan),揮發(fa)(fa)分發(fa)(fa)生(sheng)氣(qi)相燃(ran)燒。
超(chao)細(xi)粉(fen)(fen)體(ti)發生(sheng)(sheng)爆炸也是一個(ge)較(jiao)為復雜的(de)(de)過程(cheng),由于(yu)粉(fen)(fen)塵(chen)云的(de)(de)尺(chi)度一般(ban)較(jiao)小,而火(huo)焰傳(chuan)播速度較(jiao)快(kuai),每秒幾百米(mi),因此(ci)在粉(fen)(fen)塵(chen)中心發生(sheng)(sheng)火(huo)源(yuan)點(dian)火(huo),在不到0.1s的(de)(de)時間內(nei)就可(ke)燃遍整個(ge)粉(fen)(fen)塵(chen)云。在此(ci)過程(cheng)中,如果粉(fen)(fen)塵(chen)已燃盡,則(ze)會生(sheng)(sheng)成較(jiao)高的(de)(de)壓強;若未燃盡,則(ze)生(sheng)(sheng)成較(jiao)低的(de)(de)壓強。可(ke)燃粒(li)子是否能(neng)燃完(wan),取決于(yu)粒(li)子的(de)(de)尺(chi)寸(cun)和燃燒深度。
(5)可燃(ran)粉塵(chen)分(fen)類(lei)(lei)(lei)粉體按(an)其(qi)可燃(ran)性(xing)可劃分(fen)為(wei)兩(liang)類(lei)(lei)(lei):一(yi)類(lei)(lei)(lei)為(wei)可燃(ran);一(yi)類(lei)(lei)(lei)為(wei)非可燃(ran)。可燃(ran)粉體的分(fen)類(lei)(lei)(lei)方(fang)法(fa)和標準(zhun)在不同的國家(jia)有(you)所不同。
美(mei)國(guo)將可燃粉(fen)體劃為Ⅱ級(ji)(ji)危險品,同時又將其(qi)中(zhong)的(de)金屬粉(fen)、含(han)碳粉(fen)塵、谷物(wu)粉(fen)塵列入不同的(de)組。美(mei)國(guo)制定的(de)分(fen)類方法是按被測粉(fen)體在標準試驗(yan)裝置內(nei)發生粉(fen)塵爆炸時所得升壓速度來(lai)進行分(fen)類,并劃分(fen)為三個等級(ji)(ji)。我(wo)國(guo)目(mu)前(qian)尚未見到關(guan)于可燃粉(fen)塵分(fen)類的(de)現成標準。
2、粉(fen)塵濃度和顆粒對爆炸的影響(xiang)
(1)粉塵(chen)(chen)濃(nong)度(du)可燃粉塵(chen)(chen)爆炸也(ye)存在粉塵(chen)(chen)濃(nong)度(du)的上(shang)(shang)下(xia)限(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)。該值(zhi)(zhi)受(shou)點火能量(liang)、氧濃(nong)度(du)、粉體粒度(du)、粉體品種(zhong)、水分等多(duo)種(zhong)因素的影響。采(cai)用簡化公式(shi),可估(gu)算出爆炸極(ji)限(xian)(xian)(xian)(xian)(xian),一般而言粉塵(chen)(chen)爆炸下(xia)限(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)濃(nong)度(du)為20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)受(shou)到(dao)多(duo)種(zhong)因素的影響,其(qi)值(zhi)(zhi)不如下(xia)限(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)易(yi)確(que)定,通常也(ye)不易(yi)達到(dao)上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)的濃(nong)度(du)。所(suo)以(yi),下(xia)限(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)值(zhi)(zhi)更(geng)重要、更(geng)有用。
從物理意義上(shang)講,粉塵濃(nong)(nong)(nong)度(du)上(shang)下(xia)限值(zhi)反映了粒(li)子間(jian)(jian)距離對(dui)粒(li)子燃(ran)燒(shao)火(huo)焰傳(chuan)(chuan)播的影響(xiang),若粒(li)子間(jian)(jian)距離達到使(shi)燃(ran)燒(shao)火(huo)焰不(bu)能(neng)延(yan)伸(shen)至相(xiang)鄰粒(li)子時(shi),則燃(ran)燒(shao)就(jiu)不(bu)能(neng)繼(ji)續(xu)進行(傳(chuan)(chuan)播),爆(bao)炸也(ye)就(jiu)不(bu)會發生(sheng);此時(shi)粉塵濃(nong)(nong)(nong)度(du)即低于爆(bao)炸的下(xia)限濃(nong)(nong)(nong)度(du)值(zhi)。若粒(li)子間(jian)(jian)的距離過小,粒(li)子間(jian)(jian)氧不(bu)足(zu)以提供充分燃(ran)燒(shao)條件,也(ye)就(jiu)不(bu)能(neng)形成爆(bao)炸,此時(shi)粒(li)子濃(nong)(nong)(nong)度(du)即高(gao)于上(shang)限值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)粒度可燃物粉(fen)(fen)體(ti)(ti)顆粒大于400um時(shi)(shi),所形成(cheng)的粉(fen)(fen)塵云不再具(ju)有(you)可爆性。但(dan)對于超細粉(fen)(fen)體(ti)(ti)當其粒度在(zai)10um以下(xia)時(shi)(shi)則具(ju)有(you)較(jiao)大的危險性。應引起注意的是,有(you)時(shi)(shi)即使粉(fen)(fen)體(ti)(ti)的平均粒度大于400um,但(dan)其中往往也(ye)含有(you)較(jiao)細的粉(fen)(fen)體(ti)(ti),這少(shao)部分的粉(fen)(fen)體(ti)(ti)也(ye)具(ju)備爆炸性。
雖(sui)然粉體的粒度(du)對爆炸性能(neng)影響的規律性并不(bu)強(qiang)(qiang)(qiang),但粉體的尺寸越(yue)小,其(qi)比(bi)表面就越(yue)大(da),燃(ran)燒就越(yue)快,壓強(qiang)(qiang)(qiang)升高(gao)速度(du)隨之(zhi)呈線性增加。在一定(ding)條件下(xia)大(da)壓強(qiang)(qiang)(qiang)變化不(bu)大(da),因為(wei)這是取(qu)決于燃(ran)燒時發出的總能(neng)量,而與(yu)釋放(fang)能(neng)量的速度(du)并無明顯的關系。