粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)(zha)就是懸浮(fu)物于(yu)(yu)空氣(qi)中的粉(fen)塵顆(ke)粒與空氣(qi)中的氧氣(qi)充分接(jie)觸(chu),在特(te)定條件下(xia)瞬時完成的氧化反應,反應中放(fang)出大(da)量熱量,進而產生高(gao)溫、高(gao)壓的現象。任(ren)何粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)(zha)都必須(xu)具備這樣三個條件:點(dian)火(huo)源(yuan);可燃細粉(fen)塵;粉(fen)塵懸浮(fu)于(yu)(yu)空氣(qi)中且達(da)到爆(bao)炸(zha)(zha)濃度極(ji)限范(fan)圍。
防爆(bao)(bao)袋式除塵器如(ru)何防止粉塵爆(bao)(bao)炸
1、粉塵爆(bao)炸的特點(dian)
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸要(yao)比可(ke)燃物質及可(ke)燃氣體復(fu)雜(za)一般地,可(ke)燃粉(fen)(fen)塵(chen)懸浮(fu)于空氣中形(xing)成(cheng)在(zai)爆(bao)炸濃度范圍內(nei)的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)云,在(zai)點火源作(zuo)用下(xia),與點火源接(jie)觸的(de)(de)部分粉(fen)(fen)塵(chen)首先(xian)被點燃并(bing)形(xing)成(cheng)一個小火球(qiu)。在(zai)這個小火球(qiu)燃燒(shao)放出的(de)(de)熱(re)量作(zuo)用下(xia),使得(de)周(zhou)圍臨(lin)近(jin)粉(fen)(fen)塵(chen)被加熱(re)、溫(wen)度升高、著火燃燒(shao)現(xian)象產(chan)生,這樣火球(qiu)就將迅速擴大而(er)形(xing)成(cheng)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸。
粉(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)難易程度(du)(du)和劇烈程度(du)(du)與(yu)粉(fen)塵(chen)的(de)物(wu)理、化學性質(zhi)以及(ji)周(zhou)圍空氣條件(jian)密切(qie)相(xiang)關。一般地(di),燃(ran)燒熱越大(da)、顆粒越細,活性越高的(de)粉(fen)塵(chen),發生爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)危險(xian)性越大(da);輕(qing)的(de)懸浮物(wu)可燃(ran)物(wu)質(zhi)的(de)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)危險(xian)性較大(da);空氣中氧氣含量高時(shi),粉(fen)塵(chen)易被(bei)燃(ran)點,爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)也較為劇烈。由于(yu)水分具(ju)有抑制爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)作用,所以粉(fen)塵(chen)和氣體越干燥,則發生爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)危險(xian)性越大(da)。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)發生(sheng)之后,往(wang)往(wang)會產(chan)生(sheng)二次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)這(zhe)是由于在一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)時,有不(bu)少(shao)粉(fen)(fen)塵(chen)沉積在一(yi)起,其濃(nong)度超過了粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)的上限濃(nong)度值而不(bu)能爆(bao)(bao)炸(zha)。但是,當一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)形成的沖擊波或氣浪將沉積粉(fen)(fen)塵(chen)重新揚起時,在空中(zhong)與(yu)空氣混合,濃(nong)度在粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)范圍(wei)內,就可能緊接著產(chan)生(sheng)二次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)。第二次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)所造成的災害往(wang)往(wang)比一(yi)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)要(yao)嚴重得多(duo)。
國內某(mou)鋁品生(sheng)(sheng)產廠1963年發(fa)生(sheng)(sheng)的(de)(de)塵(chen)爆(bao)炸(zha)事故(gu)的(de)(de)直(zhi)接原(yuan)因是排(pai)風(feng)機(ji)(ji)葉輪(lun)與吸入口端面摩擦(ca)起(qi)火(huo)引起(qi)的(de)(de)。風(feng)機(ji)(ji)吸入口處的(de)(de)蝦米彎及褲衩三通氣流不暢,容(rong)易積(ji)塵(chen)。特別(bie)是停機(ji)(ji)時更容(rong)易滯留粉(fen)塵(chen),一(yi)旦(dan)啟動,沉(chen)積(ji)的(de)(de)粉(fen)塵(chen)被(bei)揚起(qi),很快達到爆(bao)炸(zha)下限,引起(qi)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)。
(3)粉(fen)塵爆炸的(de)(de)機理可燃(ran)(ran)粉(fen)塵在(zai)空氣(qi)中(zhong)燃(ran)(ran)燒(shao)時(shi)(shi)會釋(shi)放出能量,井產(chan)生(sheng)大(da)(da)(da)量氣(qi)體(ti)(ti),而(er)釋(shi)放出能量的(de)(de)快慢(man)即燃(ran)(ran)燒(shao)速度的(de)(de)大(da)(da)(da)小(xiao)與粉(fen)體(ti)(ti)暴(bao)露在(zai)空氣(qi)中(zhong)的(de)(de)面(mian)積(ji)有關。因此,對于同(tong)一(yi)種(zhong)固體(ti)(ti)物質的(de)(de)粉(fen)體(ti)(ti),其粒(li)度越小(xiao),比表(biao)面(mian)積(ji)則越大(da)(da)(da),燃(ran)(ran)燒(shao)擴散(san)就越快。如果(guo)這種(zhong)固體(ti)(ti)的(de)(de)粒(li)度很細。以至可懸浮起來(lai),一(yi)旦有點火(huo)源使(shi)之引燃(ran)(ran),則可在(zai)極短(duan)的(de)(de)時(shi)(shi)間內釋(shi)放出大(da)(da)(da)量的(de)(de)能量。這些能量來(lai)不及(ji)散(san)逸(yi)到(dao)周圍環境中(zhong)去,致使(shi)該空間內氣(qi)體(ti)(ti)受(shou)到(dao)加熱(re)并絕熱(re)膨脹,而(er)另(ling)一(yi)方面(mian)粉(fen)體(ti)(ti)燃(ran)(ran)燒(shao)時(shi)(shi)產(chan)生(sheng)大(da)(da)(da)量的(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti),會使(shi)體(ti)(ti)系形成局部(bu)高(gao)壓,以致產(chan)生(sheng)爆炸及(ji)傳播,這就是通常(chang)稱作的(de)(de)粉(fen)塵爆炸。
(4)粉塵(chen)(chen)爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)的(de)(de)(de)區別大塊的(de)(de)(de)固(gu)體(ti)可(ke)燃(ran)(ran)物的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)是以(yi)近于平行層向內(nei)部推進,例如煤的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)燒(shao)能量(liang)的(de)(de)(de)釋放比較(jiao)緩慢。所產(chan)生的(de)(de)(de)熱量(liang)和(he)氣體(ti)可(ke)以(yi)迅速逸散(san)。可(ke)燃(ran)(ran)性粉塵(chen)(chen)的(de)(de)(de)堆(dui)狀燃(ran)(ran)燒(shao),在通風良好(hao)的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下形(xing)成明(ming)火燃(ran)(ran)燒(shao),而在通風不好(hao)的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下。可(ke)形(xing)成無(wu)煙或焰的(de)(de)(de)隱燃(ran)(ran)。
可(ke)燃(ran)粉塵燃(ran)燒(shao)時有幾個(ge)階段:一階段,表面粉也被加熱;第二(er)階段,表面層(ceng)氣化,溢出揮發(fa)分(fen)(fen);第三階段,揮發(fa)分(fen)(fen)發(fa)生氣相(xiang)燃(ran)燒(shao)。
超細粉(fen)體發生(sheng)(sheng)爆炸也(ye)是一(yi)(yi)個較(jiao)(jiao)為復雜的(de)(de)過程(cheng),由(you)于粉(fen)塵(chen)云(yun)的(de)(de)尺度一(yi)(yi)般(ban)較(jiao)(jiao)小(xiao),而(er)火(huo)焰傳播速度較(jiao)(jiao)快,每秒幾百米(mi),因此在(zai)(zai)粉(fen)塵(chen)中(zhong)(zhong)心發生(sheng)(sheng)火(huo)源(yuan)點火(huo),在(zai)(zai)不到(dao)0.1s的(de)(de)時間內就可燃遍整(zheng)個粉(fen)塵(chen)云(yun)。在(zai)(zai)此過程(cheng)中(zhong)(zhong),如果粉(fen)塵(chen)已燃盡,則(ze)(ze)會生(sheng)(sheng)成(cheng)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)壓(ya)強;若未燃盡,則(ze)(ze)生(sheng)(sheng)成(cheng)較(jiao)(jiao)低的(de)(de)壓(ya)強。可燃粒(li)子(zi)(zi)是否能燃完,取決于粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)尺寸(cun)和(he)燃燒深度。
(5)可(ke)燃粉塵(chen)分(fen)類粉體按(an)其可(ke)燃性可(ke)劃(hua)分(fen)為兩類:一類為可(ke)燃;一類為非可(ke)燃。可(ke)燃粉體的分(fen)類方(fang)法和標準在不同的國家有(you)所不同。
美國將(jiang)可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)體劃(hua)(hua)為(wei)Ⅱ級危(wei)險品(pin),同時(shi)又將(jiang)其中的(de)(de)金屬(shu)粉(fen)(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)(fen)塵、谷物粉(fen)(fen)(fen)塵列入不同的(de)(de)組。美國制定(ding)的(de)(de)分類方法是按被測粉(fen)(fen)(fen)體在(zai)標準試驗裝置(zhi)內發生粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸時(shi)所得升(sheng)壓速度(du)來進行(xing)分類,并劃(hua)(hua)分為(wei)三個等級。我國目前(qian)尚未見到關于(yu)可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵分類的(de)(de)現成標準。
2、粉塵濃(nong)度和顆(ke)粒(li)對爆炸(zha)的影響
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)濃度(du)(du)可(ke)燃粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸也存在粉(fen)(fen)塵(chen)濃度(du)(du)的(de)上下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)。該值(zhi)受點火(huo)能量、氧濃度(du)(du)、粉(fen)(fen)體(ti)粒(li)度(du)(du)、粉(fen)(fen)體(ti)品種(zhong)、水分等(deng)多(duo)種(zhong)因素的(de)影響。采用簡化公式,可(ke)估(gu)算(suan)出爆炸極限(xian)(xian)(xian),一(yi)般而(er)言粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)濃度(du)(du)為20~60g/m3,上限(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)(xian)(xian)受到多(duo)種(zhong)因素的(de)影響,其(qi)值(zhi)不(bu)如下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)易確定,通常也不(bu)易達(da)到上限(xian)(xian)(xian)的(de)濃度(du)(du)。所以,下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)值(zhi)更重要、更有用。
從物理意義(yi)上(shang)講,粉塵(chen)濃度(du)(du)上(shang)下限值反映了粒子(zi)(zi)間距離(li)(li)(li)對粒子(zi)(zi)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)火焰傳播的影響,若粒子(zi)(zi)間距離(li)(li)(li)達到使燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)火焰不(bu)(bu)能(neng)(neng)延(yan)伸至相(xiang)鄰粒子(zi)(zi)時(shi)(shi)(shi),則燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)就不(bu)(bu)能(neng)(neng)繼續進(jin)行(傳播),爆炸(zha)也就不(bu)(bu)會發生;此(ci)時(shi)(shi)(shi)粉塵(chen)濃度(du)(du)即低于爆炸(zha)的下限濃度(du)(du)值。若粒子(zi)(zi)間的距離(li)(li)(li)過小,粒子(zi)(zi)間氧不(bu)(bu)足以提供充分燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)條件,也就不(bu)(bu)能(neng)(neng)形成爆炸(zha),此(ci)時(shi)(shi)(shi)粒子(zi)(zi)濃度(du)(du)即高于上(shang)限值。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)粒(li)度可燃物粉(fen)(fen)體(ti)顆粒(li)大于(yu)400um時(shi)(shi),所形成的(de)(de)粉(fen)(fen)塵云(yun)不再具有可爆性(xing)。但對于(yu)超(chao)細粉(fen)(fen)體(ti)當(dang)其粒(li)度在10um以下時(shi)(shi)則具有較大的(de)(de)危險(xian)性(xing)。應引起注(zhu)意的(de)(de)是,有時(shi)(shi)即使粉(fen)(fen)體(ti)的(de)(de)平均(jun)粒(li)度大于(yu)400um,但其中往往也(ye)(ye)含有較細的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti),這少部分的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)也(ye)(ye)具備爆炸性(xing)。
雖(sui)然(ran)粉體的(de)粒度對(dui)爆炸(zha)性(xing)能影響的(de)規(gui)律性(xing)并不(bu)強(qiang),但粉體的(de)尺(chi)寸(cun)越小(xiao),其比表面就越大(da),燃燒就越快,壓強(qiang)升高(gao)速度隨之呈線性(xing)增加。在一定條(tiao)件下大(da)壓強(qiang)變化(hua)不(bu)大(da),因為這(zhe)是取決于燃燒時發出(chu)的(de)總(zong)能量,而與釋放能量的(de)速度并無明(ming)顯的(de)關系。