粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸就(jiu)是懸浮物(wu)于空氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵顆粒與(yu)空氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)氧(yang)氣(qi)充(chong)分接(jie)觸,在特定條件(jian)(jian)下瞬時(shi)完(wan)成的(de)(de)(de)氧(yang)化反應,反應中(zhong)放(fang)出(chu)大量(liang)熱(re)量(liang),進而產生高(gao)溫、高(gao)壓(ya)的(de)(de)(de)現象。任何粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸都必須(xu)具備這樣三個條件(jian)(jian):點火源;可燃細(xi)粉(fen)(fen)塵;粉(fen)(fen)塵懸浮于空氣(qi)中(zhong)且達到爆(bao)炸濃(nong)度極限(xian)范(fan)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(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸要比(bi)可(ke)燃(ran)物質及可(ke)燃(ran)氣體(ti)復雜一般地(di),可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)懸(xuan)浮于空氣中(zhong)形成在爆炸濃度范圍(wei)內的粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)云(yun),在點(dian)(dian)火(huo)(huo)源作(zuo)用下,與點(dian)(dian)火(huo)(huo)源接觸的部分粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)首(shou)先(xian)被(bei)點(dian)(dian)燃(ran)并形成一個(ge)小火(huo)(huo)球。在這(zhe)個(ge)小火(huo)(huo)球燃(ran)燒(shao)放出的熱(re)量作(zuo)用下,使得周圍(wei)臨(lin)近(jin)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)被(bei)加熱(re)、溫(wen)度升高、著火(huo)(huo)燃(ran)燒(shao)現(xian)象產(chan)生,這(zhe)樣火(huo)(huo)球就將迅速擴大而形成粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸。
粉(fen)塵爆炸的(de)(de)(de)難易程度和(he)(he)劇烈程度與粉(fen)塵的(de)(de)(de)物(wu)理、化學性質(zhi)(zhi)以及周圍空(kong)(kong)氣條件密切相(xiang)關。一(yi)般地,燃(ran)燒熱越大、顆粒越細(xi),活(huo)性越高的(de)(de)(de)粉(fen)塵,發生(sheng)爆炸的(de)(de)(de)危險(xian)(xian)性越大;輕(qing)的(de)(de)(de)懸浮物(wu)可燃(ran)物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)爆炸危險(xian)(xian)性較大;空(kong)(kong)氣中氧氣含量高時,粉(fen)塵易被燃(ran)點,爆炸也較為劇烈。由(you)于水(shui)分具有抑制爆炸的(de)(de)(de)作用,所(suo)以粉(fen)塵和(he)(he)氣體越干燥,則發生(sheng)爆炸的(de)(de)(de)危險(xian)(xian)性越大。
(2)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸發(fa)生(sheng)之后,往(wang)往(wang)會產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)炸這是由于在(zai)一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)炸時(shi),有不(bu)少粉(fen)塵(chen)沉(chen)積(ji)在(zai)一(yi)起(qi),其(qi)濃度(du)超過了粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸的上限濃度(du)值(zhi)而不(bu)能(neng)爆(bao)炸。但是,當一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)炸形成(cheng)的沖擊波或氣浪將沉(chen)積(ji)粉(fen)塵(chen)重(zhong)新揚起(qi)時(shi),在(zai)空中與空氣混(hun)合,濃度(du)在(zai)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸范圍內,就可能(neng)緊接著產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)炸。第二次(ci)(ci)爆(bao)炸所造成(cheng)的災害往(wang)往(wang)比一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)炸要嚴重(zhong)得(de)多(duo)。
國內某鋁品生產(chan)廠1963年(nian)發生的塵(chen)(chen)爆炸(zha)事故的直接(jie)原因(yin)是排風機(ji)葉(xie)輪與吸入(ru)口端面摩擦起火(huo)引起的。風機(ji)吸入(ru)口處的蝦米彎及褲衩三通氣流(liu)不暢,容(rong)易積塵(chen)(chen)。特別(bie)是停機(ji)時更容(rong)易滯(zhi)留粉塵(chen)(chen),一旦啟動,沉(chen)積的粉塵(chen)(chen)被揚(yang)起,很(hen)快達到爆炸(zha)下限,引起粉塵(chen)(chen)爆炸(zha)。
(3)粉(fen)塵爆(bao)炸的(de)(de)機理可(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)塵在(zai)空氣中(zhong)燃(ran)(ran)燒時會釋放出能(neng)(neng)量(liang),井產生(sheng)大(da)(da)量(liang)氣體(ti)(ti),而釋放出能(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)快(kuai)慢即燃(ran)(ran)燒速度的(de)(de)大(da)(da)小(xiao)與粉(fen)體(ti)(ti)暴露在(zai)空氣中(zhong)的(de)(de)面積有關。因(yin)此(ci),對于同一種固(gu)體(ti)(ti)物(wu)質的(de)(de)粉(fen)體(ti)(ti),其粒(li)度越小(xiao),比(bi)表(biao)面積則越大(da)(da),燃(ran)(ran)燒擴散就(jiu)越快(kuai)。如果這(zhe)種固(gu)體(ti)(ti)的(de)(de)粒(li)度很細。以(yi)至可(ke)(ke)懸浮起來,一旦(dan)有點(dian)火源使之引(yin)燃(ran)(ran),則可(ke)(ke)在(zai)極(ji)短的(de)(de)時間內釋放出大(da)(da)量(liang)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。這(zhe)些能(neng)(neng)量(liang)來不(bu)及(ji)散逸到(dao)周(zhou)圍環境中(zhong)去,致使該空間內氣體(ti)(ti)受(shou)到(dao)加(jia)熱并絕熱膨(peng)脹,而另一方面粉(fen)體(ti)(ti)燃(ran)(ran)燒時產生(sheng)大(da)(da)量(liang)的(de)(de)氣體(ti)(ti),會使體(ti)(ti)系形成局部高(gao)壓,以(yi)致產生(sheng)爆(bao)炸及(ji)傳播,這(zhe)就(jiu)是通常稱作(zuo)的(de)(de)粉(fen)塵爆(bao)炸。
(4)粉塵爆炸與燃(ran)燒的(de)(de)(de)(de)區別大塊(kuai)的(de)(de)(de)(de)固體可(ke)(ke)燃(ran)物的(de)(de)(de)(de)燃(ran)燒是以(yi)近(jin)于平行層向內(nei)部推進,例如(ru)煤的(de)(de)(de)(de)燃(ran)燒等。這種燃(ran)燒能量的(de)(de)(de)(de)釋放(fang)比較(jiao)緩慢。所(suo)產生的(de)(de)(de)(de)熱量和(he)氣體可(ke)(ke)以(yi)迅(xun)速逸散。可(ke)(ke)燃(ran)性粉塵的(de)(de)(de)(de)堆(dui)狀燃(ran)燒,在(zai)通風(feng)(feng)良好的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)形(xing)成(cheng)明火(huo)燃(ran)燒,而在(zai)通風(feng)(feng)不好的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)。可(ke)(ke)形(xing)成(cheng)無煙或(huo)焰的(de)(de)(de)(de)隱(yin)燃(ran)。
可燃(ran)粉塵燃(ran)燒(shao)時有幾個(ge)階(jie)段(duan)(duan)(duan):一階(jie)段(duan)(duan)(duan),表(biao)面粉也(ye)被加熱;第二(er)階(jie)段(duan)(duan)(duan),表(biao)面層(ceng)氣化(hua),溢出揮發分(fen);第三階(jie)段(duan)(duan)(duan),揮發分(fen)發生(sheng)氣相燃(ran)燒(shao)。
超細粉體發生(sheng)爆炸也是(shi)一(yi)個較為復雜(za)的(de)過(guo)程,由于粉塵云的(de)尺度一(yi)般較小,而(er)火焰傳播速度較快,每秒幾百米,因此在粉塵中(zhong)心發生(sheng)火源點火,在不到0.1s的(de)時間內就可(ke)燃遍整個粉塵云。在此過(guo)程中(zhong),如果粉塵已燃盡(jin),則會生(sheng)成較高的(de)壓(ya)強(qiang);若(ruo)未(wei)燃盡(jin),則生(sheng)成較低的(de)壓(ya)強(qiang)。可(ke)燃粒子(zi)是(shi)否能燃完,取決于粒子(zi)的(de)尺寸和燃燒深度。
(5)可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)塵分(fen)類(lei)粉(fen)體(ti)按(an)其可(ke)(ke)燃(ran)性(xing)可(ke)(ke)劃分(fen)為(wei)兩類(lei):一(yi)類(lei)為(wei)可(ke)(ke)燃(ran);一(yi)類(lei)為(wei)非可(ke)(ke)燃(ran)。可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)體(ti)的(de)分(fen)類(lei)方法和標準在不同(tong)(tong)的(de)國家有所不同(tong)(tong)。
美(mei)國將可燃粉(fen)體(ti)劃為Ⅱ級(ji)危險品,同(tong)時(shi)(shi)又將其中的(de)金屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵(chen)、谷(gu)物粉(fen)塵(chen)列入不同(tong)的(de)組。美(mei)國制定的(de)分類(lei)方法是(shi)按被(bei)測(ce)粉(fen)體(ti)在(zai)標準試驗裝置內(nei)發(fa)生粉(fen)塵(chen)爆炸時(shi)(shi)所得(de)升壓(ya)速(su)度來進行分類(lei),并劃分為三(san)個(ge)等級(ji)。我國目前(qian)尚未見到關于可燃粉(fen)塵(chen)分類(lei)的(de)現成標準。
2、粉塵濃度和(he)顆粒對爆炸的影響
(1)粉(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)可燃粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)也(ye)存(cun)在粉(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)的(de)上(shang)(shang)下限(xian)(xian)(xian)。該值(zhi)受(shou)(shou)點火能量、氧濃(nong)(nong)度(du)、粉(fen)體粒度(du)、粉(fen)體品種(zhong)、水分等多種(zhong)因(yin)(yin)素(su)的(de)影響(xiang)。采用簡化公式,可估算(suan)出爆(bao)炸(zha)極限(xian)(xian)(xian),一般(ban)而言粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)下限(xian)(xian)(xian)濃(nong)(nong)度(du)為(wei)20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)受(shou)(shou)到多種(zhong)因(yin)(yin)素(su)的(de)影響(xiang),其(qi)值(zhi)不如(ru)下限(xian)(xian)(xian)易確定,通常也(ye)不易達到上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)的(de)濃(nong)(nong)度(du)。所以,下限(xian)(xian)(xian)值(zhi)更(geng)重要、更(geng)有用。
從(cong)物理意義上講,粉(fen)塵濃(nong)度(du)(du)(du)上下(xia)限(xian)值反映了粒(li)子間距(ju)離對粒(li)子燃(ran)燒火焰傳(chuan)播(bo)的(de)影響(xiang),若(ruo)粒(li)子間距(ju)離達到(dao)使燃(ran)燒火焰不(bu)能(neng)(neng)延伸至相鄰粒(li)子時,則燃(ran)燒就不(bu)能(neng)(neng)繼(ji)續(xu)進行(傳(chuan)播(bo)),爆(bao)(bao)(bao)炸也(ye)就不(bu)會發生;此時粉(fen)塵濃(nong)度(du)(du)(du)即低于爆(bao)(bao)(bao)炸的(de)下(xia)限(xian)濃(nong)度(du)(du)(du)值。若(ruo)粒(li)子間的(de)距(ju)離過小,粒(li)子間氧不(bu)足以提供充(chong)分(fen)燃(ran)燒條(tiao)件,也(ye)就不(bu)能(neng)(neng)形成爆(bao)(bao)(bao)炸,此時粒(li)子濃(nong)度(du)(du)(du)即高于上限(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)體粒(li)度可燃物粉(fen)(fen)體顆(ke)粒(li)大于400um時,所形成的(de)粉(fen)(fen)塵云(yun)不再具(ju)(ju)有(you)可爆(bao)性。但(dan)對(dui)于超細(xi)粉(fen)(fen)體當其粒(li)度在10um以下時則具(ju)(ju)有(you)較大的(de)危(wei)險性。應引起(qi)注意的(de)是,有(you)時即使粉(fen)(fen)體的(de)平(ping)均粒(li)度大于400um,但(dan)其中往(wang)往(wang)也含有(you)較細(xi)的(de)粉(fen)(fen)體,這少部(bu)分的(de)粉(fen)(fen)體也具(ju)(ju)備爆(bao)炸性。
雖然粉體(ti)的(de)(de)粒(li)度(du)對爆炸性能(neng)影響(xiang)的(de)(de)規律性并(bing)不強,但(dan)粉體(ti)的(de)(de)尺(chi)寸越(yue)(yue)小,其比表(biao)面(mian)就越(yue)(yue)大(da),燃燒就越(yue)(yue)快,壓強升高速(su)度(du)隨之呈線性增加。在一(yi)定條件下大(da)壓強變化不大(da),因(yin)為這是取決于燃燒時發出(chu)的(de)(de)總能(neng)量,而與釋(shi)放能(neng)量的(de)(de)速(su)度(du)并(bing)無(wu)明顯的(de)(de)關系。