粉塵(chen)爆(bao)炸就(jiu)是懸(xuan)浮(fu)(fu)物于空(kong)氣中(zhong)的(de)粉塵(chen)顆粒與空(kong)氣中(zhong)的(de)氧氣充分接觸(chu),在特定條(tiao)件下瞬時完成(cheng)的(de)氧化反應,反應中(zhong)放出大量(liang)熱量(liang),進而產生(sheng)高溫、高壓的(de)現象。任何粉塵(chen)爆(bao)炸都(dou)必(bi)須具備這樣三個條(tiao)件:點火源;可燃細(xi)粉塵(chen);粉塵(chen)懸(xuan)浮(fu)(fu)于空(kong)氣中(zhong)且達到爆(bao)炸濃度(du)極限范圍(wei)。
防爆(bao)袋式除塵器如何(he)防止粉塵爆(bao)炸
1、粉(fen)塵爆炸的特點
(1)粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)要(yao)比(bi)可(ke)燃物(wu)質及(ji)可(ke)燃氣體復雜(za)一般(ban)地(di),可(ke)燃粉(fen)塵(chen)懸浮(fu)于空氣中形(xing)成(cheng)(cheng)在(zai)爆炸(zha)濃度范圍(wei)內(nei)的粉(fen)塵(chen)云,在(zai)點(dian)(dian)火(huo)源作(zuo)用下,與點(dian)(dian)火(huo)源接觸的部分粉(fen)塵(chen)首(shou)先被(bei)(bei)點(dian)(dian)燃并形(xing)成(cheng)(cheng)一個小(xiao)火(huo)球(qiu)。在(zai)這(zhe)個小(xiao)火(huo)球(qiu)燃燒放出的熱量作(zuo)用下,使得周圍(wei)臨近粉(fen)塵(chen)被(bei)(bei)加熱、溫度升高、著(zhu)火(huo)燃燒現象(xiang)產生,這(zhe)樣火(huo)球(qiu)就(jiu)將迅速擴(kuo)大而形(xing)成(cheng)(cheng)粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)。
粉塵爆(bao)(bao)炸的(de)難(nan)易程度(du)和劇(ju)烈程度(du)與粉塵的(de)物理、化學性質(zhi)(zhi)以及周圍空氣條(tiao)件密切相關。一般(ban)地,燃燒(shao)熱越(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)(da)、顆(ke)粒越(yue)(yue)(yue)(yue)細,活(huo)性越(yue)(yue)(yue)(yue)高(gao)的(de)粉塵,發生爆(bao)(bao)炸的(de)危險性越(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)(da);輕的(de)懸浮(fu)物可燃物質(zhi)(zhi)的(de)爆(bao)(bao)炸危險性較大(da)(da);空氣中氧氣含量(liang)高(gao)時,粉塵易被燃點,爆(bao)(bao)炸也(ye)較為劇(ju)烈。由(you)于水分具有抑(yi)制(zhi)爆(bao)(bao)炸的(de)作用,所(suo)以粉塵和氣體越(yue)(yue)(yue)(yue)干燥,則發生爆(bao)(bao)炸的(de)危險性越(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)(da)。
(2)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)發生(sheng)之后,往(wang)(wang)往(wang)(wang)會產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)這(zhe)是由于(yu)在(zai)(zai)一次(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)時,有不(bu)少粉(fen)塵(chen)(chen)沉積(ji)在(zai)(zai)一起,其濃度(du)超過(guo)了粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)的上(shang)限(xian)濃度(du)值而不(bu)能爆(bao)炸(zha)(zha)。但是,當一次(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)形成(cheng)的沖擊波或(huo)氣浪將沉積(ji)粉(fen)塵(chen)(chen)重(zhong)新揚(yang)起時,在(zai)(zai)空中與空氣混合,濃度(du)在(zai)(zai)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)范(fan)圍內,就可能緊接(jie)著產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)。第二次(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)所造成(cheng)的災害往(wang)(wang)往(wang)(wang)比一次(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)要(yao)嚴重(zhong)得多。
國內某鋁品(pin)生(sheng)產廠(chang)1963年發生(sheng)的(de)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)事(shi)故(gu)的(de)直接(jie)原(yuan)因是排風(feng)機葉輪與吸(xi)(xi)入(ru)口(kou)端面(mian)摩(mo)擦(ca)起火引(yin)起的(de)。風(feng)機吸(xi)(xi)入(ru)口(kou)處的(de)蝦(xia)米彎及褲(ku)衩(cha)三通(tong)氣流不(bu)暢,容易積塵(chen)(chen)。特別是停機時(shi)更容易滯留粉塵(chen)(chen),一旦啟動,沉(chen)積的(de)粉塵(chen)(chen)被揚起,很快達到爆(bao)炸(zha)下限,引(yin)起粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)。
(3)粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)(zha)的機(ji)理可燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵在空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)燃(ran)(ran)燒時(shi)會釋放出(chu)能(neng)量,井產(chan)生大(da)量氣(qi)(qi)(qi)體(ti),而(er)釋放出(chu)能(neng)量的快(kuai)慢即燃(ran)(ran)燒速度(du)的大(da)小與粉(fen)(fen)體(ti)暴露在空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)的面(mian)積有關。因(yin)此,對于(yu)同一(yi)種固體(ti)物質(zhi)的粉(fen)(fen)體(ti),其粒度(du)越小,比表面(mian)積則越大(da),燃(ran)(ran)燒擴散就(jiu)越快(kuai)。如果這種固體(ti)的粒度(du)很細。以(yi)至可懸浮起來(lai),一(yi)旦有點火源使之引燃(ran)(ran),則可在極短的時(shi)間內釋放出(chu)大(da)量的能(neng)量。這些能(neng)量來(lai)不及散逸到周(zhou)圍環境(jing)中(zhong)去,致使該空(kong)(kong)(kong)間內氣(qi)(qi)(qi)體(ti)受到加熱(re)并絕熱(re)膨脹,而(er)另一(yi)方面(mian)粉(fen)(fen)體(ti)燃(ran)(ran)燒時(shi)產(chan)生大(da)量的氣(qi)(qi)(qi)體(ti),會使體(ti)系形成(cheng)局部高壓,以(yi)致產(chan)生爆(bao)炸(zha)(zha)及傳播,這就(jiu)是通常(chang)稱(cheng)作的粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)(zha)。
(4)粉塵爆炸(zha)與燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)區別大塊的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)物的(de)(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以近于(yu)平行層向內(nei)部(bu)推進,例如煤的(de)(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)等(deng)。這種燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量的(de)(de)(de)(de)(de)釋放比較緩慢(man)。所產生的(de)(de)(de)(de)(de)熱量和(he)氣體可(ke)(ke)以迅速逸散。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)性粉塵的(de)(de)(de)(de)(de)堆狀(zhuang)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),在通風良好的(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia)形(xing)成明火燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在通風不好的(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia)。可(ke)(ke)形(xing)成無煙或焰的(de)(de)(de)(de)(de)隱燃(ran)(ran)(ran)。
可燃(ran)粉塵燃(ran)燒(shao)時有幾(ji)個階(jie)段(duan):一階(jie)段(duan),表面粉也被加(jia)熱;第二階(jie)段(duan),表面層氣(qi)化,溢出(chu)揮(hui)發(fa)分;第三階(jie)段(duan),揮(hui)發(fa)分發(fa)生(sheng)氣(qi)相燃(ran)燒(shao)。
超細粉體發生(sheng)爆炸也(ye)是一個較為復雜(za)的過程(cheng),由于粉塵(chen)云(yun)的尺度一般較小,而火(huo)焰傳播速度較快,每秒幾百米(mi),因此在粉塵(chen)中心發生(sheng)火(huo)源點(dian)火(huo),在不(bu)到0.1s的時間內就可燃遍整個粉塵(chen)云(yun)。在此過程(cheng)中,如(ru)果粉塵(chen)已燃盡(jin),則(ze)會生(sheng)成(cheng)較高的壓強(qiang)(qiang);若未燃盡(jin),則(ze)生(sheng)成(cheng)較低的壓強(qiang)(qiang)。可燃粒子是否能燃完(wan),取決(jue)于粒子的尺寸和燃燒深度。
(5)可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉塵分(fen)類(lei)(lei)(lei)粉體(ti)按(an)其可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)性可(ke)(ke)(ke)劃分(fen)為兩類(lei)(lei)(lei):一類(lei)(lei)(lei)為可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran);一類(lei)(lei)(lei)為非(fei)可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)。可(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉體(ti)的分(fen)類(lei)(lei)(lei)方法和(he)標(biao)準在不同的國家(jia)有所不同。
美國(guo)將(jiang)可燃(ran)粉體(ti)劃(hua)(hua)為Ⅱ級危險品(pin),同時又將(jiang)其中(zhong)的金屬粉、含碳粉塵(chen)、谷物(wu)粉塵(chen)列入不(bu)同的組。美國(guo)制定的分(fen)類(lei)方法是(shi)按被測粉體(ti)在(zai)標(biao)準(zhun)試驗裝(zhuang)置內(nei)發(fa)生粉塵(chen)爆炸(zha)時所得升壓速(su)度來進行(xing)分(fen)類(lei),并劃(hua)(hua)分(fen)為三個等(deng)級。我(wo)國(guo)目前尚(shang)未見到(dao)關于可燃(ran)粉塵(chen)分(fen)類(lei)的現(xian)成標(biao)準(zhun)。
2、粉(fen)塵濃度和(he)顆粒(li)對爆炸的影響
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)濃(nong)度可(ke)燃粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆炸也存在粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)濃(nong)度的(de)(de)上(shang)下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)。該值受(shou)點火能(neng)量、氧濃(nong)度、粉(fen)體粒度、粉(fen)體品種、水分等多(duo)種因(yin)素的(de)(de)影響(xiang)(xiang)。采用簡化公式,可(ke)估算出爆炸極限(xian)(xian)(xian),一(yi)般而言粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆炸下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)濃(nong)度為20~60g/m3,上(shang)限(xian)(xian)(xian)介(jie)于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)(xian)(xian)受(shou)到多(duo)種因(yin)素的(de)(de)影響(xiang)(xiang),其值不如下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)易(yi)確定,通常也不易(yi)達(da)到上(shang)限(xian)(xian)(xian)的(de)(de)濃(nong)度。所以,下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)值更(geng)重要、更(geng)有用。
從物理意義上講,粉塵濃(nong)(nong)度上下限(xian)值(zhi)反映了粒(li)子(zi)(zi)(zi)間距(ju)離對粒(li)子(zi)(zi)(zi)燃(ran)燒(shao)火(huo)焰傳播(bo)的影響(xiang),若粒(li)子(zi)(zi)(zi)間距(ju)離達到(dao)使燃(ran)燒(shao)火(huo)焰不(bu)能(neng)延伸(shen)至相鄰(lin)粒(li)子(zi)(zi)(zi)時(shi)(shi),則燃(ran)燒(shao)就不(bu)能(neng)繼續進行(傳播(bo)),爆(bao)炸也就不(bu)會發生;此(ci)時(shi)(shi)粉塵濃(nong)(nong)度即(ji)低于爆(bao)炸的下限(xian)濃(nong)(nong)度值(zhi)。若粒(li)子(zi)(zi)(zi)間的距(ju)離過小,粒(li)子(zi)(zi)(zi)間氧不(bu)足以(yi)提供充分(fen)燃(ran)燒(shao)條件,也就不(bu)能(neng)形成爆(bao)炸,此(ci)時(shi)(shi)粒(li)子(zi)(zi)(zi)濃(nong)(nong)度即(ji)高于上限(xian)值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)粒(li)度(du)可(ke)燃物粉(fen)(fen)(fen)體(ti)顆粒(li)大于(yu)400um時,所形成的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)云(yun)不再(zai)具有可(ke)爆性(xing)(xing)。但(dan)對于(yu)超(chao)細(xi)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)當(dang)其(qi)粒(li)度(du)在10um以下時則(ze)具有較大的(de)(de)危(wei)險性(xing)(xing)。應引起注(zhu)意的(de)(de)是,有時即使粉(fen)(fen)(fen)體(ti)的(de)(de)平均粒(li)度(du)大于(yu)400um,但(dan)其(qi)中往往也含有較細(xi)的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)體(ti),這少部分的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)也具備(bei)爆炸性(xing)(xing)。
雖然粉體的(de)粒度對爆炸(zha)性能影響的(de)規(gui)律性并不強(qiang)(qiang),但粉體的(de)尺(chi)寸越(yue)小,其比表面就(jiu)越(yue)大,燃燒(shao)就(jiu)越(yue)快,壓強(qiang)(qiang)升高速度隨之(zhi)呈線性增(zeng)加。在一(yi)定條件下(xia)大壓強(qiang)(qiang)變(bian)化不大,因為這是(shi)取決于燃燒(shao)時(shi)發出(chu)的(de)總能量(liang),而與釋放(fang)能量(liang)的(de)速度并無明顯的(de)關系。