粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸就是懸(xuan)浮(fu)物于空(kong)氣中(zhong)的(de)粉(fen)(fen)塵顆粒與空(kong)氣中(zhong)的(de)氧(yang)(yang)氣充分接觸,在特定條件下瞬(shun)時完成的(de)氧(yang)(yang)化反應(ying),反應(ying)中(zhong)放出大量熱量,進而產生(sheng)高溫(wen)、高壓的(de)現象。任何粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸都必須具備(bei)這(zhe)樣(yang)三個條件:點火源;可(ke)燃細粉(fen)(fen)塵;粉(fen)(fen)塵懸(xuan)浮(fu)于空(kong)氣中(zhong)且達到爆(bao)炸濃度極(ji)限范(fan)圍。
防(fang)爆(bao)(bao)袋(dai)式除塵器(qi)如何防(fang)止粉塵爆(bao)(bao)炸
1、粉塵爆炸的特(te)點
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)要比可燃(ran)(ran)物質(zhi)及可燃(ran)(ran)氣(qi)體復雜一般地,可燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)懸(xuan)浮于空氣(qi)中形(xing)成在(zai)爆(bao)炸(zha)濃度范(fan)圍內(nei)的粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云(yun),在(zai)點(dian)火(huo)(huo)源作用下(xia),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)(ran)并形(xing)成一個小火(huo)(huo)球(qiu)(qiu)。在(zai)這個小火(huo)(huo)球(qiu)(qiu)燃(ran)(ran)燒(shao)放出的熱(re)量作用下(xia),使得(de)周圍臨近粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)被加熱(re)、溫度升高、著火(huo)(huo)燃(ran)(ran)燒(shao)現象產生,這樣(yang)火(huo)(huo)球(qiu)(qiu)就將迅(xun)速擴大而形(xing)成粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)。
粉塵爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的(de)(de)難(nan)易程度(du)和劇(ju)烈程度(du)與粉塵的(de)(de)物理、化學性(xing)(xing)質以及(ji)周圍空氣(qi)條件密切相(xiang)關。一般地,燃燒熱越(yue)大(da)、顆粒越(yue)細,活(huo)性(xing)(xing)越(yue)高的(de)(de)粉塵,發生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的(de)(de)危險性(xing)(xing)越(yue)大(da);輕的(de)(de)懸浮物可(ke)燃物質的(de)(de)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)危險性(xing)(xing)較(jiao)大(da);空氣(qi)中氧氣(qi)含量高時,粉塵易被燃點,爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)也較(jiao)為劇(ju)烈。由(you)于水分(fen)具有(you)抑制爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的(de)(de)作用,所以粉塵和氣(qi)體越(yue)干燥(zao),則發生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的(de)(de)危險性(xing)(xing)越(yue)大(da)。
(2)粉(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)發生(sheng)之后,往往會產(chan)生(sheng)二(er)(er)次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)這是由(you)于在一次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)時(shi),有不(bu)少粉(fen)塵沉(chen)積在一起(qi),其濃(nong)度超過(guo)了粉(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)的上限(xian)濃(nong)度值而(er)不(bu)能爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)。但(dan)是,當(dang)一次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)形成的沖擊波或(huo)氣浪將沉(chen)積粉(fen)塵重新(xin)揚起(qi)時(shi),在空中(zhong)與空氣混合,濃(nong)度在粉(fen)塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)范(fan)圍內,就可能緊接(jie)著產(chan)生(sheng)二(er)(er)次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)。第二(er)(er)次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)所造(zao)成的災(zai)害往往比一次爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)要嚴重得多。
國內某鋁品生產廠(chang)1963年發生的(de)(de)塵爆炸事(shi)故(gu)的(de)(de)直接原因是(shi)排風機葉輪與吸(xi)入口(kou)端(duan)面摩擦起(qi)(qi)火引(yin)起(qi)(qi)的(de)(de)。風機吸(xi)入口(kou)處的(de)(de)蝦米(mi)彎及褲(ku)衩三(san)通氣流不(bu)暢,容易(yi)積塵。特別是(shi)停機時更容易(yi)滯留粉塵,一(yi)旦啟動(dong),沉(chen)積的(de)(de)粉塵被揚起(qi)(qi),很快達到(dao)爆炸下限,引(yin)起(qi)(qi)粉塵爆炸。
(3)粉塵(chen)爆炸的(de)(de)機理可(ke)燃粉塵(chen)在空(kong)氣(qi)中燃燒(shao)(shao)(shao)時(shi)會釋放(fang)出能(neng)(neng)(neng)量(liang),井產(chan)生大(da)(da)量(liang)氣(qi)體(ti),而(er)釋放(fang)出能(neng)(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)快(kuai)慢即(ji)燃燒(shao)(shao)(shao)速(su)度(du)的(de)(de)大(da)(da)小與粉體(ti)暴露在空(kong)氣(qi)中的(de)(de)面(mian)積(ji)有關。因此,對于同一(yi)種(zhong)固體(ti)物(wu)質的(de)(de)粉體(ti),其粒度(du)越(yue)小,比表面(mian)積(ji)則越(yue)大(da)(da),燃燒(shao)(shao)(shao)擴散就(jiu)越(yue)快(kuai)。如(ru)果這(zhe)種(zhong)固體(ti)的(de)(de)粒度(du)很(hen)細。以(yi)至可(ke)懸浮起來,一(yi)旦有點火(huo)源(yuan)使之引燃,則可(ke)在極短的(de)(de)時(shi)間(jian)內(nei)(nei)釋放(fang)出大(da)(da)量(liang)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)。這(zhe)些能(neng)(neng)(neng)量(liang)來不及散逸到(dao)(dao)周圍(wei)環境中去,致使該空(kong)間(jian)內(nei)(nei)氣(qi)體(ti)受(shou)到(dao)(dao)加熱(re)(re)并絕熱(re)(re)膨(peng)脹,而(er)另一(yi)方面(mian)粉體(ti)燃燒(shao)(shao)(shao)時(shi)產(chan)生大(da)(da)量(liang)的(de)(de)氣(qi)體(ti),會使體(ti)系形成(cheng)局部高壓,以(yi)致產(chan)生爆炸及傳(chuan)播,這(zhe)就(jiu)是通常(chang)稱作的(de)(de)粉塵(chen)爆炸。
(4)粉(fen)塵爆炸與燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)的(de)(de)區別大塊的(de)(de)固(gu)體(ti)可(ke)燃(ran)(ran)(ran)物的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)是以近于平行層向(xiang)內部推進,例如(ru)煤的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)能量的(de)(de)釋放(fang)比較緩慢(man)。所產生的(de)(de)熱量和氣(qi)體(ti)可(ke)以迅速逸散(san)。可(ke)燃(ran)(ran)(ran)性粉(fen)塵的(de)(de)堆狀(zhuang)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao),在通(tong)(tong)風(feng)良好的(de)(de)情(qing)況下(xia)形成明火燃(ran)(ran)(ran)燒(shao),而在通(tong)(tong)風(feng)不好的(de)(de)情(qing)況下(xia)。可(ke)形成無煙或焰的(de)(de)隱燃(ran)(ran)(ran)。
可燃粉塵燃燒(shao)時有幾個階(jie)段:一階(jie)段,表面(mian)(mian)粉也被(bei)加熱(re);第(di)(di)二階(jie)段,表面(mian)(mian)層氣(qi)化,溢出揮發(fa)分(fen)(fen);第(di)(di)三階(jie)段,揮發(fa)分(fen)(fen)發(fa)生氣(qi)相(xiang)燃燒(shao)。
超(chao)細粉(fen)(fen)體發生爆炸也(ye)是(shi)一(yi)個較為復雜的(de)(de)過程,由于粉(fen)(fen)塵云的(de)(de)尺(chi)度一(yi)般較小,而(er)火(huo)焰傳播速度較快,每秒幾(ji)百米,因此在粉(fen)(fen)塵中(zhong)(zhong)心發生火(huo)源(yuan)點火(huo),在不到0.1s的(de)(de)時(shi)間內就可燃(ran)(ran)遍(bian)整個粉(fen)(fen)塵云。在此過程中(zhong)(zhong),如果粉(fen)(fen)塵已燃(ran)(ran)盡(jin),則(ze)會生成較高的(de)(de)壓(ya)強;若未燃(ran)(ran)盡(jin),則(ze)生成較低(di)的(de)(de)壓(ya)強。可燃(ran)(ran)粒(li)子(zi)(zi)是(shi)否能燃(ran)(ran)完,取決于粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)尺(chi)寸和燃(ran)(ran)燒深度。
(5)可燃粉(fen)塵分(fen)類粉(fen)體按(an)其(qi)可燃性可劃分(fen)為(wei)兩類:一類為(wei)可燃;一類為(wei)非可燃。可燃粉(fen)體的(de)分(fen)類方法和標準在不同的(de)國家有所不同。
美國將可燃粉體劃(hua)為(wei)Ⅱ級危險(xian)品(pin),同時(shi)又(you)將其中的金屬粉、含碳粉塵(chen)、谷物(wu)粉塵(chen)列入不(bu)同的組。美國制定的分(fen)類(lei)方法是按被測粉體在標準試驗裝置內發(fa)生粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)時(shi)所得升壓(ya)速度(du)來進行分(fen)類(lei),并(bing)劃(hua)分(fen)為(wei)三(san)個等級。我國目(mu)前尚未見(jian)到(dao)關于可燃粉塵(chen)分(fen)類(lei)的現成標準。
2、粉塵濃度和顆粒對爆炸的影響
(1)粉塵(chen)濃(nong)度(du)(du)(du)可燃粉塵(chen)爆炸也存在(zai)粉塵(chen)濃(nong)度(du)(du)(du)的(de)(de)上(shang)下限(xian)。該值受點火能量、氧濃(nong)度(du)(du)(du)、粉體粒度(du)(du)(du)、粉體品種、水分(fen)等多種因素的(de)(de)影(ying)響。采用簡化公式,可估算出(chu)爆炸極(ji)限(xian),一般而(er)言(yan)粉塵(chen)爆炸下限(xian)濃(nong)度(du)(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)受到(dao)多種因素的(de)(de)影(ying)響,其值不(bu)如下限(xian)易確定,通常也不(bu)易達到(dao)上(shang)限(xian)的(de)(de)濃(nong)度(du)(du)(du)。所以(yi),下限(xian)值更重(zhong)要、更有用。
從物(wu)理意義(yi)上講,粉塵(chen)(chen)濃度(du)上下(xia)限值反(fan)映了粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)距離對粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)火(huo)焰傳(chuan)播的影響,若粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)距離達到使燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)火(huo)焰不能(neng)延(yan)伸至(zhi)相鄰(lin)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)時(shi),則燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)就(jiu)不能(neng)繼續進行(xing)(傳(chuan)播),爆炸也就(jiu)不會發生(sheng);此(ci)時(shi)粉塵(chen)(chen)濃度(du)即(ji)低于爆炸的下(xia)限濃度(du)值。若粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)的距離過小,粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)氧(yang)不足以(yi)提供充分燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)條件,也就(jiu)不能(neng)形成爆炸,此(ci)時(shi)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)濃度(du)即(ji)高于上限值。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)粒(li)(li)度可燃物(wu)粉(fen)(fen)體(ti)顆(ke)粒(li)(li)大于400um時(shi)(shi),所形成(cheng)的(de)粉(fen)(fen)塵云不再具(ju)有(you)(you)可爆性。但對于超細(xi)粉(fen)(fen)體(ti)當(dang)其(qi)粒(li)(li)度在10um以(yi)下時(shi)(shi)則具(ju)有(you)(you)較(jiao)大的(de)危險(xian)性。應引起注意的(de)是,有(you)(you)時(shi)(shi)即使粉(fen)(fen)體(ti)的(de)平均粒(li)(li)度大于400um,但其(qi)中(zhong)往(wang)往(wang)也含有(you)(you)較(jiao)細(xi)的(de)粉(fen)(fen)體(ti),這(zhe)少部分的(de)粉(fen)(fen)體(ti)也具(ju)備(bei)爆炸(zha)性。
雖(sui)然粉體的(de)粒(li)度(du)對爆(bao)炸性(xing)能影響的(de)規律性(xing)并不(bu)強(qiang)(qiang),但(dan)粉體的(de)尺寸(cun)越小(xiao),其比表面(mian)就越大(da),燃(ran)燒(shao)(shao)就越快,壓(ya)強(qiang)(qiang)升高速度(du)隨之呈線性(xing)增加(jia)。在一定條件(jian)下大(da)壓(ya)強(qiang)(qiang)變化不(bu)大(da),因(yin)為這(zhe)是(shi)取決于燃(ran)燒(shao)(shao)時發出的(de)總(zong)能量(liang),而(er)與釋放能量(liang)的(de)速度(du)并無明顯的(de)關系。