粉(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)炸(zha)就是(shi)懸浮物(wu)于空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)粉(fen)(fen)塵顆(ke)粒與(yu)空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)(qi)充分接觸(chu),在特定條(tiao)件(jian)下瞬時完成的(de)氧(yang)化反應(ying),反應(ying)中(zhong)放出(chu)大(da)量熱量,進而產生高溫、高壓的(de)現象(xiang)。任(ren)何粉(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)炸(zha)都(dou)必須具備這樣三個條(tiao)件(jian):點火(huo)源;可燃細(xi)粉(fen)(fen)塵;粉(fen)(fen)塵懸浮于空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)且達到爆(bao)(bao)炸(zha)濃度(du)極限范圍。
防爆袋式除塵器如何防止粉(fen)塵爆炸(zha)
1、粉(fen)塵爆炸的特點
(1)粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)要比可燃(ran)(ran)(ran)物質及可燃(ran)(ran)(ran)氣體復雜一(yi)般地,可燃(ran)(ran)(ran)粉(fen)塵懸(xuan)浮于(yu)空氣中形(xing)成(cheng)(cheng)在爆(bao)炸(zha)濃度范圍(wei)內的(de)粉(fen)塵云,在點火(huo)源(yuan)作(zuo)用下,與點火(huo)源(yuan)接觸(chu)的(de)部分粉(fen)塵首先被點燃(ran)(ran)(ran)并形(xing)成(cheng)(cheng)一(yi)個(ge)小(xiao)(xiao)火(huo)球(qiu)。在這(zhe)個(ge)小(xiao)(xiao)火(huo)球(qiu)燃(ran)(ran)(ran)燒放出的(de)熱(re)量作(zuo)用下,使得(de)周圍(wei)臨(lin)近粉(fen)塵被加熱(re)、溫度升高、著(zhu)火(huo)燃(ran)(ran)(ran)燒現象產生,這(zhe)樣火(huo)球(qiu)就將迅速(su)擴大而形(xing)成(cheng)(cheng)粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)。
粉塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)難易(yi)程(cheng)(cheng)度和劇烈程(cheng)(cheng)度與(yu)粉塵(chen)(chen)的(de)(de)物理、化學(xue)性(xing)質以及(ji)周圍空氣條(tiao)件(jian)密切(qie)相關。一般地,燃燒熱(re)越(yue)大(da)、顆粒越(yue)細(xi),活性(xing)越(yue)高的(de)(de)粉塵(chen)(chen),發生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)危險(xian)性(xing)越(yue)大(da);輕的(de)(de)懸浮物可燃物質的(de)(de)爆(bao)(bao)炸(zha)危險(xian)性(xing)較(jiao)大(da);空氣中(zhong)氧氣含量(liang)高時(shi),粉塵(chen)(chen)易(yi)被燃點,爆(bao)(bao)炸(zha)也(ye)較(jiao)為劇烈。由于水分具有(you)抑制爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)作用,所(suo)以粉塵(chen)(chen)和氣體越(yue)干燥(zao),則(ze)發生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)危險(xian)性(xing)越(yue)大(da)。
(2)粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)發生之后,往往會(hui)產生二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)這是(shi)由于在(zai)一次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)時,有(you)不少(shao)粉塵沉積在(zai)一起,其濃度(du)超過了粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)上(shang)限濃度(du)值而不能爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)。但是(shi),當(dang)一次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)形成的(de)沖擊波或氣浪將沉積粉塵重新揚起時,在(zai)空(kong)中與空(kong)氣混合(he),濃度(du)在(zai)粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)范圍內,就可能緊接著產生二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)。第二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)所造成的(de)災(zai)害往往比一次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)要嚴重得(de)多(duo)。
國內某鋁品生(sheng)產(chan)廠1963年發生(sheng)的(de)塵爆(bao)炸(zha)事故的(de)直接原(yuan)因是排風機(ji)葉輪與吸(xi)入(ru)口端面摩擦(ca)起火引起的(de)。風機(ji)吸(xi)入(ru)口處的(de)蝦(xia)米(mi)彎(wan)及(ji)褲(ku)衩三通氣流不暢(chang),容易積塵。特(te)別是停機(ji)時更容易滯留粉塵,一旦啟(qi)動,沉積的(de)粉塵被(bei)揚(yang)起,很(hen)快達到爆(bao)炸(zha)下(xia)限,引起粉塵爆(bao)炸(zha)。
(3)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)機理(li)可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵在(zai)空氣中(zhong)燃(ran)燒時(shi)(shi)會釋放出(chu)能(neng)(neng)量,井產(chan)生大(da)(da)量氣體(ti),而釋放出(chu)能(neng)(neng)量的(de)(de)(de)快慢(man)即燃(ran)燒速度(du)的(de)(de)(de)大(da)(da)小與粉(fen)(fen)體(ti)暴露在(zai)空氣中(zhong)的(de)(de)(de)面積有(you)關。因(yin)此(ci),對于同一種固體(ti)物(wu)質的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti),其粒度(du)越(yue)小,比表面積則越(yue)大(da)(da),燃(ran)燒擴散就(jiu)越(yue)快。如(ru)果這種固體(ti)的(de)(de)(de)粒度(du)很細(xi)。以至可(ke)(ke)懸浮起(qi)來,一旦有(you)點(dian)火源使(shi)(shi)之(zhi)引燃(ran),則可(ke)(ke)在(zai)極短的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)內(nei)釋放出(chu)大(da)(da)量的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量。這些能(neng)(neng)量來不及散逸到周(zhou)圍環境中(zhong)去,致(zhi)使(shi)(shi)該空間(jian)內(nei)氣體(ti)受(shou)到加熱并絕(jue)熱膨脹,而另一方面粉(fen)(fen)體(ti)燃(ran)燒時(shi)(shi)產(chan)生大(da)(da)量的(de)(de)(de)氣體(ti),會使(shi)(shi)體(ti)系形(xing)成局部高壓,以致(zhi)產(chan)生爆(bao)炸(zha)及傳播,這就(jiu)是通常稱作的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)。
(4)粉塵爆炸與燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)的(de)(de)(de)區別大塊的(de)(de)(de)固(gu)體可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)物的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)是以近于平行層向內部推(tui)進,例(li)如煤的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)等(deng)。這種(zhong)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)能量的(de)(de)(de)釋放(fang)比較緩慢(man)。所產生的(de)(de)(de)熱量和氣(qi)體可(ke)(ke)以迅速逸(yi)散。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)性粉塵的(de)(de)(de)堆狀(zhuang)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao),在通(tong)風(feng)良好的(de)(de)(de)情況下(xia)形(xing)成明火燃(ran)(ran)(ran)燒(shao),而在通(tong)風(feng)不好的(de)(de)(de)情況下(xia)。可(ke)(ke)形(xing)成無煙或(huo)焰的(de)(de)(de)隱燃(ran)(ran)(ran)。
可燃粉(fen)塵燃燒時有幾(ji)個(ge)階段:一階段,表面(mian)粉(fen)也被(bei)加(jia)熱(re);第二階段,表面(mian)層氣(qi)化,溢出揮發分;第三階段,揮發分發生氣(qi)相燃燒。
超細粉(fen)(fen)體發(fa)生爆炸也是一個較(jiao)為復雜的(de)(de)過(guo)程,由于粉(fen)(fen)塵云的(de)(de)尺度一般較(jiao)小(xiao),而火(huo)(huo)焰傳播(bo)速度較(jiao)快,每秒幾百米,因此(ci)在粉(fen)(fen)塵中心發(fa)生火(huo)(huo)源點火(huo)(huo),在不到0.1s的(de)(de)時(shi)間內(nei)就可(ke)燃(ran)(ran)遍整個粉(fen)(fen)塵云。在此(ci)過(guo)程中,如果(guo)粉(fen)(fen)塵已燃(ran)(ran)盡(jin),則(ze)會生成較(jiao)高的(de)(de)壓(ya)強(qiang);若(ruo)未(wei)燃(ran)(ran)盡(jin),則(ze)生成較(jiao)低的(de)(de)壓(ya)強(qiang)。可(ke)燃(ran)(ran)粒子是否能燃(ran)(ran)完,取決于粒子的(de)(de)尺寸和燃(ran)(ran)燒深度。
(5)可燃粉塵(chen)分(fen)類(lei)粉體(ti)按其(qi)可燃性可劃分(fen)為兩類(lei):一類(lei)為可燃;一類(lei)為非(fei)可燃。可燃粉體(ti)的(de)分(fen)類(lei)方法和標準在不同(tong)的(de)國家有所不同(tong)。
美國將可燃粉(fen)體(ti)劃為(wei)Ⅱ級危(wei)險品,同時又將其中的(de)金屬(shu)粉(fen)、含碳(tan)粉(fen)塵、谷物粉(fen)塵列(lie)入(ru)不(bu)同的(de)組(zu)。美國制定(ding)的(de)分類(lei)(lei)方(fang)法是按被測粉(fen)體(ti)在(zai)標(biao)準(zhun)試驗裝置內發生粉(fen)塵爆炸時所得升壓速(su)度來進行分類(lei)(lei),并(bing)劃分為(wei)三個等(deng)級。我國目前尚未見(jian)到關于可燃粉(fen)塵分類(lei)(lei)的(de)現成標(biao)準(zhun)。
2、粉塵濃度和顆粒對爆炸(zha)的影(ying)響
(1)粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)可燃粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)也存(cun)在粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)的上下限。該(gai)值受點火能(neng)量、氧濃(nong)度(du)、粉(fen)體(ti)粒(li)度(du)、粉(fen)體(ti)品(pin)種、水分(fen)等(deng)多(duo)種因素的影響(xiang)。采用(yong)簡化公(gong)式,可估(gu)算出爆(bao)炸(zha)極(ji)限,一般(ban)而言粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)下限濃(nong)度(du)為20~60g/m3,上限介于(yu)2~6kg/m3。上限受到多(duo)種因素的影響(xiang),其值不如下限易(yi)確定,通常也不易(yi)達(da)到上限的濃(nong)度(du)。所以,下限值更重要、更有用(yong)。
從物(wu)理意義上講,粉塵濃度(du)上下(xia)限(xian)(xian)值反映了(le)粒子(zi)(zi)間(jian)距離對粒子(zi)(zi)燃燒火焰(yan)傳播(bo)的(de)(de)影響,若(ruo)粒子(zi)(zi)間(jian)距離達到(dao)使燃燒火焰(yan)不能延(yan)伸(shen)至相(xiang)鄰粒子(zi)(zi)時,則燃燒就不能繼續進行(xing)(傳播(bo)),爆(bao)炸(zha)也(ye)就不會發生;此時粉塵濃度(du)即低于爆(bao)炸(zha)的(de)(de)下(xia)限(xian)(xian)濃度(du)值。若(ruo)粒子(zi)(zi)間(jian)的(de)(de)距離過小,粒子(zi)(zi)間(jian)氧不足以提(ti)供充(chong)分燃燒條(tiao)件,也(ye)就不能形成爆(bao)炸(zha),此時粒子(zi)(zi)濃度(du)即高于上限(xian)(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)粒(li)度(du)可燃物粉(fen)(fen)體(ti)(ti)顆粒(li)大于400um時,所(suo)形成的(de)粉(fen)(fen)塵云不再具有(you)可爆性(xing)。但(dan)對于超細(xi)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)當(dang)其粒(li)度(du)在10um以(yi)下時則具有(you)較大的(de)危險性(xing)。應(ying)引起(qi)注(zhu)意的(de)是,有(you)時即使粉(fen)(fen)體(ti)(ti)的(de)平均粒(li)度(du)大于400um,但(dan)其中往往也(ye)含有(you)較細(xi)的(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti),這少部分的(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)也(ye)具備爆炸性(xing)。
雖然(ran)粉體(ti)(ti)的(de)粒度對爆炸(zha)性(xing)能影響(xiang)的(de)規律性(xing)并(bing)不強(qiang),但粉體(ti)(ti)的(de)尺寸越(yue)小,其(qi)比表面就(jiu)越(yue)大,燃燒就(jiu)越(yue)快,壓強(qiang)升高速度隨(sui)之呈線(xian)性(xing)增加。在一定條(tiao)件下大壓強(qiang)變化不大,因為這是取決于燃燒時發出的(de)總能量,而與釋放(fang)能量的(de)速度并(bing)無明顯的(de)關系(xi)。