粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸就(jiu)是懸(xuan)浮物于空氣中(zhong)的(de)粉(fen)塵(chen)(chen)顆粒與(yu)空氣中(zhong)的(de)氧氣充分接觸,在特定條件下(xia)瞬時(shi)完成的(de)氧化反(fan)應,反(fan)應中(zhong)放出(chu)大(da)量熱量,進而產生(sheng)高溫(wen)、高壓的(de)現象。任何粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸都必須具備這樣三個條件:點火(huo)源;可燃細粉(fen)塵(chen)(chen);粉(fen)塵(chen)(chen)懸(xuan)浮于空氣中(zhong)且(qie)達到爆炸濃度極(ji)限范圍。
防爆袋式除塵器如何防止(zhi)粉(fen)塵爆炸
1、粉塵(chen)爆炸的特(te)點
(1)粉(fen)塵爆(bao)炸要(yao)比可(ke)(ke)燃(ran)(ran)物(wu)質及可(ke)(ke)燃(ran)(ran)氣(qi)體復(fu)雜一般地,可(ke)(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)塵懸浮(fu)于空氣(qi)中形成(cheng)(cheng)在(zai)爆(bao)炸濃(nong)度范圍內的粉(fen)塵云,在(zai)點火(huo)源作用(yong)下,與點火(huo)源接觸的部分粉(fen)塵首先被(bei)點燃(ran)(ran)并形成(cheng)(cheng)一個(ge)小火(huo)球(qiu)。在(zai)這個(ge)小火(huo)球(qiu)燃(ran)(ran)燒放(fang)出的熱量作用(yong)下,使得周圍臨(lin)近粉(fen)塵被(bei)加熱、溫度升高、著火(huo)燃(ran)(ran)燒現(xian)象產生,這樣火(huo)球(qiu)就將迅速(su)擴大而形成(cheng)(cheng)粉(fen)塵爆(bao)炸。
粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)難易程度(du)(du)和(he)劇(ju)烈程度(du)(du)與粉塵的(de)(de)(de)物(wu)理、化學性質(zhi)(zhi)以及周圍空(kong)氣條(tiao)件密切相關。一般地,燃(ran)(ran)燒熱越(yue)(yue)大(da)、顆粒越(yue)(yue)細,活性越(yue)(yue)高的(de)(de)(de)粉塵,發(fa)(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)危(wei)險(xian)性越(yue)(yue)大(da);輕的(de)(de)(de)懸浮物(wu)可(ke)燃(ran)(ran)物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)爆(bao)炸(zha)(zha)危(wei)險(xian)性較大(da);空(kong)氣中氧(yang)氣含量高時,粉塵易被燃(ran)(ran)點,爆(bao)炸(zha)(zha)也較為劇(ju)烈。由于水分具有抑制爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)作(zuo)用,所(suo)以粉塵和(he)氣體越(yue)(yue)干燥,則發(fa)(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)危(wei)險(xian)性越(yue)(yue)大(da)。
(2)粉(fen)塵爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生之后,往(wang)(wang)往(wang)(wang)會(hui)產生二(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是(shi)由于在(zai)一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)時,有(you)不(bu)少粉(fen)塵沉積在(zai)一(yi)起,其濃(nong)度(du)(du)超過(guo)了粉(fen)塵爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的(de)(de)上限濃(nong)度(du)(du)值(zhi)而不(bu)能(neng)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是(shi),當一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成的(de)(de)沖擊波(bo)或氣浪將沉積粉(fen)塵重新揚起時,在(zai)空中與空氣混合,濃(nong)度(du)(du)在(zai)粉(fen)塵爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內,就可能(neng)緊接著產生二(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第(di)二(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造(zao)成的(de)(de)災害往(wang)(wang)往(wang)(wang)比一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴重得(de)多。
國內(nei)某鋁品生(sheng)(sheng)產(chan)廠1963年(nian)發生(sheng)(sheng)的(de)塵爆(bao)炸(zha)事故的(de)直(zhi)接原因是(shi)排風(feng)機葉輪與吸(xi)入口端(duan)面摩擦起(qi)火引(yin)起(qi)的(de)。風(feng)機吸(xi)入口處的(de)蝦米彎及褲衩三通氣流不(bu)暢,容易積(ji)塵。特別是(shi)停機時更容易滯(zhi)留粉(fen)塵,一旦啟動,沉積(ji)的(de)粉(fen)塵被揚起(qi),很快(kuai)達到爆(bao)炸(zha)下限(xian),引(yin)起(qi)粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)。
(3)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)的(de)(de)(de)(de)機理可(ke)燃粉(fen)(fen)塵(chen)在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)燃燒時會(hui)釋(shi)放(fang)出能(neng)量(liang),井產生大(da)量(liang)氣(qi)體(ti),而釋(shi)放(fang)出能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)快慢即(ji)燃燒速(su)度(du)的(de)(de)(de)(de)大(da)小與粉(fen)(fen)體(ti)暴露(lu)在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)面(mian)積(ji)有關。因此,對于同一(yi)種固體(ti)物質的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti),其粒度(du)越(yue)(yue)小,比表面(mian)積(ji)則越(yue)(yue)大(da),燃燒擴散(san)就越(yue)(yue)快。如果這種固體(ti)的(de)(de)(de)(de)粒度(du)很(hen)細。以(yi)至可(ke)懸浮(fu)起(qi)來,一(yi)旦有點火源使之引燃,則可(ke)在(zai)極(ji)短的(de)(de)(de)(de)時間內(nei)釋(shi)放(fang)出大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。這些能(neng)量(liang)來不及(ji)散(san)逸到(dao)周圍環境中(zhong)(zhong)去,致使該(gai)空(kong)間內(nei)氣(qi)體(ti)受到(dao)加熱并(bing)絕(jue)熱膨脹,而另一(yi)方面(mian)粉(fen)(fen)體(ti)燃燒時產生大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體(ti),會(hui)使體(ti)系(xi)形成局(ju)部高壓(ya),以(yi)致產生爆炸(zha)及(ji)傳播(bo),這就是通常稱作(zuo)的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)。
(4)粉(fen)塵(chen)爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)區別大塊的(de)(de)固體(ti)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)物的(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)是(shi)以近于平行層向內部推進,例(li)如煤的(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)等。這(zhe)種燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量的(de)(de)釋放比較(jiao)緩慢。所產生的(de)(de)熱量和氣體(ti)可(ke)(ke)以迅速逸散(san)。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)性粉(fen)塵(chen)的(de)(de)堆狀燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),在(zai)通風(feng)良好(hao)的(de)(de)情況(kuang)下(xia)(xia)形成(cheng)明火(huo)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在(zai)通風(feng)不好(hao)的(de)(de)情況(kuang)下(xia)(xia)。可(ke)(ke)形成(cheng)無煙或焰的(de)(de)隱燃(ran)(ran)。
可燃(ran)粉塵燃(ran)燒時(shi)有幾個階(jie)段(duan)(duan):一階(jie)段(duan)(duan),表面粉也被加熱;第(di)二階(jie)段(duan)(duan),表面層氣化,溢(yi)出(chu)揮發(fa)分(fen);第(di)三階(jie)段(duan)(duan),揮發(fa)分(fen)發(fa)生(sheng)氣相燃(ran)燒。
超(chao)細粉(fen)(fen)體(ti)發生(sheng)爆(bao)炸也是一個較為(wei)復雜的(de)過(guo)程,由于粉(fen)(fen)塵(chen)云(yun)的(de)尺度(du)一般較小,而火(huo)焰(yan)傳播(bo)速度(du)較快,每秒幾百米,因此在粉(fen)(fen)塵(chen)中心發生(sheng)火(huo)源點火(huo),在不到0.1s的(de)時間內就可燃(ran)遍(bian)整個粉(fen)(fen)塵(chen)云(yun)。在此過(guo)程中,如果粉(fen)(fen)塵(chen)已燃(ran)盡,則會生(sheng)成較高的(de)壓(ya)強;若未燃(ran)盡,則生(sheng)成較低的(de)壓(ya)強。可燃(ran)粒子(zi)是否(fou)能燃(ran)完,取決于粒子(zi)的(de)尺寸和燃(ran)燒深度(du)。
(5)可(ke)燃(ran)粉塵(chen)分(fen)類粉體(ti)按其可(ke)燃(ran)性可(ke)劃分(fen)為兩類:一類為可(ke)燃(ran);一類為非可(ke)燃(ran)。可(ke)燃(ran)粉體(ti)的(de)分(fen)類方法和標準(zhun)在不同的(de)國家有所不同。
美(mei)國將可燃粉(fen)體(ti)劃為Ⅱ級(ji)危險(xian)品,同時又將其中的(de)金屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵、谷物粉(fen)塵列入不同的(de)組(zu)。美(mei)國制定的(de)分(fen)類方法是按被測(ce)粉(fen)體(ti)在標準試(shi)驗裝置內發生粉(fen)塵爆炸時所(suo)得升壓速(su)度來進(jin)行分(fen)類,并劃分(fen)為三個等級(ji)。我國目前尚(shang)未見到關于可燃粉(fen)塵分(fen)類的(de)現成標準。
2、粉塵濃度和顆粒對爆(bao)炸的影(ying)響
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)濃(nong)度可燃粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)也(ye)存(cun)在粉(fen)塵(chen)(chen)濃(nong)度的(de)上下限(xian)。該值受點火能量、氧濃(nong)度、粉(fen)體(ti)粒度、粉(fen)體(ti)品種(zhong)(zhong)、水分等多種(zhong)(zhong)因素的(de)影響(xiang)。采用(yong)簡化公式,可估算出(chu)爆炸(zha)極(ji)限(xian),一般而言粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)下限(xian)濃(nong)度為20~60g/m3,上限(xian)介于(yu)2~6kg/m3。上限(xian)受到多種(zhong)(zhong)因素的(de)影響(xiang),其值不如下限(xian)易確(que)定,通常(chang)也(ye)不易達到上限(xian)的(de)濃(nong)度。所以,下限(xian)值更(geng)重要、更(geng)有(you)用(yong)。
從物理意(yi)義上講(jiang),粉塵(chen)濃(nong)度(du)上下(xia)限(xian)值反映了粒子(zi)(zi)間(jian)距(ju)(ju)離(li)對粒子(zi)(zi)燃燒(shao)火焰(yan)傳播(bo)的(de)(de)影(ying)響,若粒子(zi)(zi)間(jian)距(ju)(ju)離(li)達到使燃燒(shao)火焰(yan)不(bu)能(neng)延伸至相鄰粒子(zi)(zi)時(shi),則燃燒(shao)就不(bu)能(neng)繼(ji)續進行(xing)(傳播(bo)),爆炸也(ye)就不(bu)會(hui)發生(sheng);此時(shi)粉塵(chen)濃(nong)度(du)即(ji)低于爆炸的(de)(de)下(xia)限(xian)濃(nong)度(du)值。若粒子(zi)(zi)間(jian)的(de)(de)距(ju)(ju)離(li)過小,粒子(zi)(zi)間(jian)氧(yang)不(bu)足以(yi)提供(gong)充分燃燒(shao)條件(jian),也(ye)就不(bu)能(neng)形成爆炸,此時(shi)粒子(zi)(zi)濃(nong)度(du)即(ji)高于上限(xian)值。
(2)粉(fen)體粒度可燃物(wu)粉(fen)體顆粒大(da)于(yu)400um時(shi)(shi),所形(xing)成的(de)(de)(de)粉(fen)塵云(yun)不再(zai)具(ju)有可爆性。但(dan)對于(yu)超細粉(fen)體當(dang)其粒度在10um以下時(shi)(shi)則具(ju)有較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)危(wei)險性。應引起注意的(de)(de)(de)是,有時(shi)(shi)即(ji)使粉(fen)體的(de)(de)(de)平均粒度大(da)于(yu)400um,但(dan)其中往往也含有較(jiao)細的(de)(de)(de)粉(fen)體,這少部分的(de)(de)(de)粉(fen)體也具(ju)備爆炸(zha)性。
雖然(ran)粉(fen)體的(de)(de)粒度對爆炸性(xing)能影(ying)響的(de)(de)規律性(xing)并不強(qiang),但粉(fen)體的(de)(de)尺寸越(yue)小,其(qi)比表面就越(yue)大(da)(da),燃(ran)燒就越(yue)快,壓(ya)(ya)強(qiang)升高速度隨(sui)之(zhi)呈線性(xing)增加(jia)。在一定條件下大(da)(da)壓(ya)(ya)強(qiang)變化不大(da)(da),因為這(zhe)是(shi)取決于燃(ran)燒時(shi)發出(chu)的(de)(de)總能量(liang),而與釋放能量(liang)的(de)(de)速度并無明顯(xian)的(de)(de)關系。