粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)就是懸浮物于空(kong)氣(qi)中(zhong)的粉塵顆粒(li)與空(kong)氣(qi)中(zhong)的氧(yang)氣(qi)充分接觸,在(zai)特定條件下瞬時完成的氧(yang)化反(fan)應,反(fan)應中(zhong)放出(chu)大量熱量,進而產生(sheng)高溫、高壓的現象。任何(he)粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)都必須具備(bei)這樣三個條件:點火源;可燃細粉塵;粉塵懸浮于空(kong)氣(qi)中(zhong)且達到爆(bao)炸(zha)(zha)濃度極限范圍。
防爆(bao)(bao)袋式(shi)除塵(chen)器(qi)如何防止粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸
1、粉塵爆(bao)炸的特點
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸要比可(ke)燃(ran)物(wu)質(zhi)及可(ke)燃(ran)氣體復(fu)雜一般地,可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)懸浮于空氣中形(xing)成(cheng)在爆(bao)炸濃(nong)度范圍(wei)內的粉(fen)(fen)塵(chen)云,在點火(huo)(huo)源作(zuo)用下,與(yu)點火(huo)(huo)源接觸(chu)的部分粉(fen)(fen)塵(chen)首先被(bei)點燃(ran)并形(xing)成(cheng)一個小火(huo)(huo)球。在這(zhe)個小火(huo)(huo)球燃(ran)燒(shao)放出的熱(re)(re)量作(zuo)用下,使得周圍(wei)臨(lin)近粉(fen)(fen)塵(chen)被(bei)加熱(re)(re)、溫(wen)度升(sheng)高、著火(huo)(huo)燃(ran)燒(shao)現象(xiang)產(chan)生,這(zhe)樣火(huo)(huo)球就將迅速擴大而形(xing)成(cheng)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸。
粉(fen)(fen)(fen)塵爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)難易(yi)程度(du)和劇烈程度(du)與(yu)粉(fen)(fen)(fen)塵的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理、化學性(xing)質以及周(zhou)圍空(kong)氣條(tiao)件(jian)密切(qie)相關(guan)。一般地(di),燃(ran)(ran)(ran)燒熱(re)越(yue)(yue)大、顆粒越(yue)(yue)細,活性(xing)越(yue)(yue)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)塵,發(fa)生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)危險性(xing)越(yue)(yue)大;輕的(de)(de)(de)懸浮物(wu)(wu)可燃(ran)(ran)(ran)物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)危險性(xing)較大;空(kong)氣中氧(yang)氣含量高(gao)(gao)時,粉(fen)(fen)(fen)塵易(yi)被燃(ran)(ran)(ran)點,爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)也(ye)較為劇烈。由于水分(fen)具有抑制爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)作用,所以粉(fen)(fen)(fen)塵和氣體越(yue)(yue)干燥(zao),則發(fa)生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)危險性(xing)越(yue)(yue)大。
(2)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)發生(sheng)之后,往往會產生(sheng)二次(ci)爆(bao)炸(zha)這是由(you)于在(zai)一次(ci)爆(bao)炸(zha)時,有不(bu)少(shao)粉(fen)塵(chen)沉積在(zai)一起(qi),其濃(nong)度(du)(du)超過了粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)的上限(xian)濃(nong)度(du)(du)值(zhi)而(er)不(bu)能爆(bao)炸(zha)。但是,當(dang)一次(ci)爆(bao)炸(zha)形成(cheng)的沖擊波或氣(qi)浪將沉積粉(fen)塵(chen)重新揚起(qi)時,在(zai)空(kong)中與空(kong)氣(qi)混合,濃(nong)度(du)(du)在(zai)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)范圍(wei)內,就可能緊接(jie)著產生(sheng)二次(ci)爆(bao)炸(zha)。第二次(ci)爆(bao)炸(zha)所造成(cheng)的災(zai)害往往比一次(ci)爆(bao)炸(zha)要嚴重得多。
國內某(mou)鋁品生產(chan)廠1963年發生的(de)塵(chen)(chen)爆炸(zha)事故的(de)直(zhi)接原因是排風(feng)(feng)機葉(xie)輪與吸入(ru)口端(duan)面(mian)摩擦起火引(yin)起的(de)。風(feng)(feng)機吸入(ru)口處(chu)的(de)蝦米彎及褲衩三通(tong)氣流不暢,容易(yi)積塵(chen)(chen)。特別(bie)是停機時更容易(yi)滯留粉(fen)塵(chen)(chen),一旦(dan)啟動(dong),沉積的(de)粉(fen)塵(chen)(chen)被揚起,很(hen)快(kuai)達到爆炸(zha)下限(xian),引(yin)起粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)。
(3)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸的(de)(de)(de)機理可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)在空氣(qi)中(zhong)燃(ran)燒時(shi)會釋(shi)放出(chu)能(neng)量,井產(chan)生大量氣(qi)體(ti),而(er)(er)釋(shi)放出(chu)能(neng)量的(de)(de)(de)快慢即燃(ran)燒速度(du)(du)的(de)(de)(de)大小與粉(fen)(fen)體(ti)暴露(lu)在空氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)面積有(you)關。因此,對于(yu)同(tong)一(yi)種固(gu)(gu)體(ti)物質(zhi)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti),其粒度(du)(du)越(yue)(yue)小,比表面積則越(yue)(yue)大,燃(ran)燒擴散就越(yue)(yue)快。如果這(zhe)種固(gu)(gu)體(ti)的(de)(de)(de)粒度(du)(du)很細(xi)。以至可(ke)懸浮(fu)起來(lai),一(yi)旦有(you)點火源使(shi)之引燃(ran),則可(ke)在極短的(de)(de)(de)時(shi)間內釋(shi)放出(chu)大量的(de)(de)(de)能(neng)量。這(zhe)些(xie)能(neng)量來(lai)不及(ji)散逸(yi)到(dao)周(zhou)圍(wei)環境中(zhong)去,致(zhi)使(shi)該空間內氣(qi)體(ti)受到(dao)加熱并絕熱膨脹,而(er)(er)另一(yi)方(fang)面粉(fen)(fen)體(ti)燃(ran)燒時(shi)產(chan)生大量的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti),會使(shi)體(ti)系形成局部高壓,以致(zhi)產(chan)生爆炸及(ji)傳播(bo),這(zhe)就是通常稱(cheng)作的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸。
(4)粉塵爆炸(zha)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)是以(yi)近于平行(xing)層(ceng)向內部推進,例如煤的(de)(de)燃(ran)燒(shao)等。這種(zhong)燃(ran)燒(shao)能量的(de)(de)釋放比較緩(huan)慢。所產生的(de)(de)熱量和氣(qi)體可以(yi)迅(xun)速逸散。可燃(ran)性粉塵的(de)(de)堆狀燃(ran)燒(shao),在通風良好(hao)的(de)(de)情(qing)況下(xia)形(xing)成明火燃(ran)燒(shao),而(er)在通風不好(hao)的(de)(de)情(qing)況下(xia)。可形(xing)成無煙或焰(yan)的(de)(de)隱燃(ran)。
可(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)塵燃(ran)(ran)燒時有幾個(ge)階段:一階段,表(biao)面(mian)粉(fen)也被加(jia)熱;第二階段,表(biao)面(mian)層氣(qi)化,溢出揮發分;第三階段,揮發分發生氣(qi)相燃(ran)(ran)燒。
超(chao)細粉體發生(sheng)爆炸也(ye)是一個(ge)較(jiao)(jiao)(jiao)為復雜(za)的(de)過(guo)程,由于粉塵(chen)云(yun)的(de)尺度一般較(jiao)(jiao)(jiao)小,而火焰傳播速度較(jiao)(jiao)(jiao)快,每秒幾百米,因此(ci)在(zai)粉塵(chen)中心發生(sheng)火源點火,在(zai)不到0.1s的(de)時(shi)間內(nei)就可燃(ran)(ran)(ran)(ran)遍整(zheng)個(ge)粉塵(chen)云(yun)。在(zai)此(ci)過(guo)程中,如果粉塵(chen)已燃(ran)(ran)(ran)(ran)盡,則會生(sheng)成(cheng)較(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)壓(ya)強;若未燃(ran)(ran)(ran)(ran)盡,則生(sheng)成(cheng)較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)的(de)壓(ya)強。可燃(ran)(ran)(ran)(ran)粒子是否能燃(ran)(ran)(ran)(ran)完,取決(jue)于粒子的(de)尺寸和燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒深度。
(5)可(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)分類(lei)(lei)粉(fen)(fen)體(ti)按其(qi)可(ke)燃(ran)(ran)性可(ke)劃分為(wei)(wei)兩類(lei)(lei):一類(lei)(lei)為(wei)(wei)可(ke)燃(ran)(ran);一類(lei)(lei)為(wei)(wei)非(fei)可(ke)燃(ran)(ran)。可(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)體(ti)的(de)分類(lei)(lei)方(fang)法和(he)標準在不同的(de)國家有所不同。
美(mei)國(guo)將可燃(ran)粉(fen)體(ti)劃為(wei)Ⅱ級(ji)危(wei)險品,同(tong)時(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(lie)入不同(tong)的(de)組。美(mei)國(guo)制定(ding)的(de)分(fen)類(lei)方法是按被測粉(fen)體(ti)在標(biao)準(zhun)試驗裝置(zhi)內發生(sheng)粉(fen)塵(chen)爆炸時(shi)所得升(sheng)壓(ya)速度來進(jin)行分(fen)類(lei),并(bing)劃分(fen)為(wei)三個等級(ji)。我國(guo)目前(qian)尚未見到關于可燃(ran)粉(fen)塵(chen)分(fen)類(lei)的(de)現成標(biao)準(zhun)。
2、粉塵(chen)濃度和顆粒對爆(bao)炸(zha)的影響(xiang)
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)(nong)度(du)可燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸也存在粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)(nong)度(du)的(de)上(shang)下(xia)限(xian)。該(gai)值(zhi)受點(dian)火能量、氧濃(nong)(nong)度(du)、粉(fen)(fen)體粒度(du)、粉(fen)(fen)體品種(zhong)、水(shui)分等多(duo)種(zhong)因(yin)素的(de)影(ying)響。采用簡化公式,可估算(suan)出爆炸極(ji)限(xian),一般(ban)而言粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸下(xia)限(xian)濃(nong)(nong)度(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)受到多(duo)種(zhong)因(yin)素的(de)影(ying)響,其值(zhi)不如(ru)下(xia)限(xian)易確(que)定,通常(chang)也不易達(da)到上(shang)限(xian)的(de)濃(nong)(nong)度(du)。所(suo)以,下(xia)限(xian)值(zhi)更(geng)重(zhong)要、更(geng)有用。
從物理(li)意義(yi)上講,粉塵濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)上下限(xian)值反(fan)映了粒(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)(jian)距離對粒(li)子(zi)(zi)燃(ran)燒(shao)火(huo)焰(yan)傳播(bo)的影(ying)響,若(ruo)粒(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)(jian)距離達到使燃(ran)燒(shao)火(huo)焰(yan)不能(neng)延伸(shen)至(zhi)相鄰粒(li)子(zi)(zi)時,則燃(ran)燒(shao)就(jiu)不能(neng)繼續進行(傳播(bo)),爆(bao)(bao)炸也就(jiu)不會(hui)發生(sheng);此(ci)時粉塵濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)即(ji)低(di)于爆(bao)(bao)炸的下限(xian)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)值。若(ruo)粒(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)(jian)的距離過小,粒(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)(jian)氧不足以(yi)提供充分燃(ran)燒(shao)條(tiao)件,也就(jiu)不能(neng)形成(cheng)爆(bao)(bao)炸,此(ci)時粒(li)子(zi)(zi)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)即(ji)高于上限(xian)值。
(2)粉(fen)體粒度可(ke)燃物(wu)粉(fen)體顆粒大于(yu)400um時(shi),所形成(cheng)的(de)粉(fen)塵云不再(zai)具(ju)有可(ke)爆性。但對于(yu)超細(xi)粉(fen)體當(dang)其粒度在10um以下時(shi)則(ze)具(ju)有較大的(de)危(wei)險性。應引起注意的(de)是,有時(shi)即使粉(fen)體的(de)平(ping)均(jun)粒度大于(yu)400um,但其中往(wang)往(wang)也含有較細(xi)的(de)粉(fen)體,這少部分(fen)的(de)粉(fen)體也具(ju)備爆炸性。
雖然(ran)粉體的(de)粒度對爆炸(zha)性能(neng)影響的(de)規律性并(bing)(bing)不(bu)強,但粉體的(de)尺寸越小,其比表面就越大,燃燒就越快,壓強升高(gao)速度隨之呈(cheng)線性增加(jia)。在一定條件(jian)下大壓強變(bian)化不(bu)大,因(yin)為這是取決(jue)于燃燒時發出的(de)總能(neng)量(liang),而與釋放能(neng)量(liang)的(de)速度并(bing)(bing)無明顯的(de)關系。