粉塵(chen)爆炸就是懸浮物于(yu)空氣(qi)中的(de)(de)粉塵(chen)顆粒與空氣(qi)中的(de)(de)氧氣(qi)充(chong)分接觸,在特定條(tiao)件(jian)下瞬(shun)時完成的(de)(de)氧化反(fan)應(ying),反(fan)應(ying)中放出大量熱量,進而產生高溫、高壓的(de)(de)現象(xiang)。任何粉塵(chen)爆炸都必(bi)須具備這樣三個條(tiao)件(jian):點火源(yuan);可燃(ran)細(xi)粉塵(chen);粉塵(chen)懸浮于(yu)空氣(qi)中且達到爆炸濃度極(ji)限(xian)范圍。
防(fang)爆(bao)袋式除塵(chen)器(qi)如何防(fang)止粉塵(chen)爆(bao)炸
1、粉塵爆炸的(de)特點(dian)
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)(zha)要比可燃(ran)物(wu)質及可燃(ran)氣體復雜一(yi)般地,可燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)懸浮于空氣中(zhong)形(xing)成在(zai)爆炸(zha)(zha)濃(nong)度(du)范(fan)圍內的粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云(yun),在(zai)點(dian)火(huo)(huo)源作用下,與點(dian)火(huo)(huo)源接觸的部分粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)首先被點(dian)燃(ran)并形(xing)成一(yi)個小火(huo)(huo)球(qiu)。在(zai)這個小火(huo)(huo)球(qiu)燃(ran)燒放出的熱(re)量作用下,使得周圍臨近(jin)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)被加熱(re)、溫度(du)升高、著火(huo)(huo)燃(ran)燒現(xian)象產生,這樣火(huo)(huo)球(qiu)就將(jiang)迅(xun)速擴大而形(xing)成粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)(zha)。
粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)的難易(yi)程(cheng)度和劇烈(lie)程(cheng)度與粉塵(chen)的物(wu)理、化學性質(zhi)以及周圍空氣(qi)條(tiao)件密(mi)切相關(guan)。一般地,燃燒熱越大(da)、顆(ke)粒(li)越細,活性越高的粉塵(chen),發(fa)生(sheng)(sheng)爆(bao)炸(zha)的危(wei)險性越大(da);輕的懸浮物(wu)可燃物(wu)質(zhi)的爆(bao)炸(zha)危(wei)險性較(jiao)大(da);空氣(qi)中氧(yang)氣(qi)含量高時(shi),粉塵(chen)易(yi)被燃點,爆(bao)炸(zha)也較(jiao)為(wei)劇烈(lie)。由(you)于水分具有(you)抑制爆(bao)炸(zha)的作用,所以粉塵(chen)和氣(qi)體越干燥(zao),則(ze)發(fa)生(sheng)(sheng)爆(bao)炸(zha)的危(wei)險性越大(da)。
(2)粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)發生之(zhi)后,往(wang)往(wang)會產生二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)這是由(you)于在一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)時,有(you)不少(shao)粉塵(chen)沉積在一(yi)起,其(qi)濃度超過了粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)的上限濃度值而不能(neng)爆(bao)炸(zha)(zha)。但是,當(dang)一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)形(xing)成(cheng)的沖擊(ji)波(bo)或氣(qi)浪將沉積粉塵(chen)重新揚起時,在空(kong)中與空(kong)氣(qi)混合(he),濃度在粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)范圍內,就(jiu)可能(neng)緊接(jie)著產生二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)。第二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)所造成(cheng)的災害往(wang)往(wang)比一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)要嚴重得多。
國(guo)內某鋁品生(sheng)產廠1963年發生(sheng)的(de)(de)(de)塵(chen)爆炸事故的(de)(de)(de)直(zhi)接原因(yin)是(shi)排(pai)風機葉輪與吸入口端面摩擦(ca)起(qi)火引起(qi)的(de)(de)(de)。風機吸入口處的(de)(de)(de)蝦米彎(wan)及(ji)褲衩三通氣(qi)流不暢,容(rong)易(yi)積塵(chen)。特別是(shi)停(ting)機時更(geng)容(rong)易(yi)滯留粉塵(chen),一旦(dan)啟動,沉積的(de)(de)(de)粉塵(chen)被揚起(qi),很快達到爆炸下限,引起(qi)粉塵(chen)爆炸。
(3)粉(fen)塵(chen)爆炸的(de)(de)機理(li)可燃(ran)粉(fen)塵(chen)在(zai)空(kong)氣(qi)(qi)中燃(ran)燒時(shi)會釋放出能量(liang),井產生大(da)量(liang)氣(qi)(qi)體(ti),而釋放出能量(liang)的(de)(de)快慢即燃(ran)燒速度的(de)(de)大(da)小與(yu)粉(fen)體(ti)暴露在(zai)空(kong)氣(qi)(qi)中的(de)(de)面積有關。因此,對(dui)于同一種固體(ti)物質的(de)(de)粉(fen)體(ti),其粒(li)度越(yue)小,比表(biao)面積則越(yue)大(da),燃(ran)燒擴散(san)(san)就(jiu)越(yue)快。如果這種固體(ti)的(de)(de)粒(li)度很細。以(yi)至可懸浮起(qi)來,一旦有點火源使之引燃(ran),則可在(zai)極短的(de)(de)時(shi)間內釋放出大(da)量(liang)的(de)(de)能量(liang)。這些(xie)能量(liang)來不及散(san)(san)逸到周圍環境中去(qu),致使該空(kong)間內氣(qi)(qi)體(ti)受到加熱并絕(jue)熱膨脹(zhang),而另一方(fang)面粉(fen)體(ti)燃(ran)燒時(shi)產生大(da)量(liang)的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti),會使體(ti)系形成(cheng)局部(bu)高壓,以(yi)致產生爆炸及傳播,這就(jiu)是(shi)通常稱作的(de)(de)粉(fen)塵(chen)爆炸。
(4)粉塵爆炸與燃(ran)燒(shao)的(de)(de)區別大塊的(de)(de)固體可燃(ran)物的(de)(de)燃(ran)燒(shao)是(shi)以(yi)近于平行層向(xiang)內部推進,例如煤(mei)的(de)(de)燃(ran)燒(shao)等。這(zhe)種(zhong)燃(ran)燒(shao)能(neng)量的(de)(de)釋(shi)放比較緩(huan)慢。所(suo)產(chan)生的(de)(de)熱量和氣體可以(yi)迅速逸散。可燃(ran)性粉塵的(de)(de)堆狀燃(ran)燒(shao),在(zai)通風(feng)良好(hao)的(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)形成明(ming)火燃(ran)燒(shao),而在(zai)通風(feng)不好(hao)的(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)。可形成無煙或焰的(de)(de)隱燃(ran)。
可(ke)燃粉塵(chen)燃燒(shao)時有幾個階段(duan):一階段(duan),表面粉也被加熱(re);第二階段(duan),表面層(ceng)氣化,溢出揮發分;第三(san)階段(duan),揮發分發生氣相燃燒(shao)。
超細粉(fen)體(ti)發生爆炸也是一(yi)個較為(wei)復雜的過(guo)程,由于(yu)粉(fen)塵(chen)(chen)云的尺(chi)度(du)一(yi)般較小,而(er)火焰傳播速度(du)較快,每秒幾百米,因此在粉(fen)塵(chen)(chen)中(zhong)心發生火源點火,在不到0.1s的時間內就可燃(ran)(ran)遍整(zheng)個粉(fen)塵(chen)(chen)云。在此過(guo)程中(zhong),如果粉(fen)塵(chen)(chen)已燃(ran)(ran)盡(jin),則會(hui)生成(cheng)較高的壓強;若未(wei)燃(ran)(ran)盡(jin),則生成(cheng)較低的壓強。可燃(ran)(ran)粒子(zi)是否能燃(ran)(ran)完,取(qu)決于(yu)粒子(zi)的尺(chi)寸和燃(ran)(ran)燒深度(du)。
(5)可燃(ran)粉塵分類粉體(ti)按其(qi)可燃(ran)性(xing)可劃(hua)分為兩類:一類為可燃(ran);一類為非可燃(ran)。可燃(ran)粉體(ti)的分類方法和標準在不同的國(guo)家有(you)所不同。
美國將可燃(ran)粉(fen)體劃(hua)為(wei)Ⅱ級危(wei)險品,同時又將其(qi)中(zhong)的(de)(de)金屬(shu)粉(fen)、含碳(tan)粉(fen)塵(chen)、谷物粉(fen)塵(chen)列入(ru)不(bu)同的(de)(de)組(zu)。美國制定的(de)(de)分(fen)類(lei)(lei)方法是按被測(ce)粉(fen)體在標準試驗(yan)裝(zhuang)置內發生(sheng)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸時所(suo)得升壓速度來進行分(fen)類(lei)(lei),并劃(hua)分(fen)為(wei)三個等級。我國目前(qian)尚(shang)未見到(dao)關(guan)于可燃(ran)粉(fen)塵(chen)分(fen)類(lei)(lei)的(de)(de)現(xian)成標準。
2、粉(fen)塵濃度和顆粒對爆炸的影響
(1)粉(fen)塵濃(nong)度(du)可燃粉(fen)塵爆(bao)炸也存在粉(fen)塵濃(nong)度(du)的(de)上(shang)(shang)下限(xian)。該值(zhi)受(shou)點火能量、氧濃(nong)度(du)、粉(fen)體粒度(du)、粉(fen)體品(pin)種、水(shui)分(fen)等多種因(yin)素的(de)影響。采用簡化公(gong)式(shi),可估(gu)算(suan)出(chu)爆(bao)炸極限(xian),一般(ban)而(er)言粉(fen)塵爆(bao)炸下限(xian)濃(nong)度(du)為20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)受(shou)到多種因(yin)素的(de)影響,其值(zhi)不如下限(xian)易確定,通常也不易達到上(shang)(shang)限(xian)的(de)濃(nong)度(du)。所以(yi),下限(xian)值(zhi)更(geng)重(zhong)要、更(geng)有(you)用。
從物理(li)意義上講,粉(fen)塵(chen)濃(nong)(nong)度(du)上下(xia)限(xian)值(zhi)(zhi)反(fan)映(ying)了粒(li)子(zi)(zi)間距離(li)對粒(li)子(zi)(zi)燃(ran)燒(shao)火(huo)焰(yan)傳播的(de)影(ying)響,若粒(li)子(zi)(zi)間距離(li)達到使燃(ran)燒(shao)火(huo)焰(yan)不(bu)(bu)能(neng)(neng)延伸(shen)至相鄰粒(li)子(zi)(zi)時(shi),則燃(ran)燒(shao)就(jiu)不(bu)(bu)能(neng)(neng)繼續進行(xing)(傳播),爆(bao)炸(zha)也就(jiu)不(bu)(bu)會(hui)發生;此時(shi)粉(fen)塵(chen)濃(nong)(nong)度(du)即低于爆(bao)炸(zha)的(de)下(xia)限(xian)濃(nong)(nong)度(du)值(zhi)(zhi)。若粒(li)子(zi)(zi)間的(de)距離(li)過小,粒(li)子(zi)(zi)間氧不(bu)(bu)足以(yi)提供充分燃(ran)燒(shao)條(tiao)件,也就(jiu)不(bu)(bu)能(neng)(neng)形成爆(bao)炸(zha),此時(shi)粒(li)子(zi)(zi)濃(nong)(nong)度(du)即高于上限(xian)值(zhi)(zhi)。
(2)粉體(ti)粒度可(ke)(ke)燃物粉體(ti)顆粒大(da)于400um時(shi),所形成(cheng)的(de)粉塵云不再具有(you)(you)可(ke)(ke)爆性(xing)。但對于超細(xi)粉體(ti)當其粒度在10um以下時(shi)則具有(you)(you)較大(da)的(de)危險(xian)性(xing)。應(ying)引(yin)起(qi)注(zhu)意(yi)的(de)是,有(you)(you)時(shi)即(ji)使粉體(ti)的(de)平均粒度大(da)于400um,但其中往(wang)(wang)往(wang)(wang)也含有(you)(you)較細(xi)的(de)粉體(ti),這(zhe)少部(bu)分的(de)粉體(ti)也具備爆炸性(xing)。
雖(sui)然粉(fen)體的粒度對爆炸性(xing)能(neng)(neng)(neng)影響的規律性(xing)并(bing)不強,但粉(fen)體的尺寸(cun)越小,其(qi)比表(biao)面就越大,燃(ran)(ran)燒就越快,壓強升高速(su)度隨之呈線性(xing)增(zeng)加。在一(yi)定條件(jian)下(xia)大壓強變化不大,因為這是取(qu)決于(yu)燃(ran)(ran)燒時發出(chu)的總能(neng)(neng)(neng)量(liang),而(er)與釋放(fang)能(neng)(neng)(neng)量(liang)的速(su)度并(bing)無明顯的關系。