粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸就是懸浮物于(yu)空(kong)氣中的粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)顆粒與空(kong)氣中的氧氣充(chong)分接觸,在特定條(tiao)件(jian)下瞬時完成(cheng)的氧化反應,反應中放出大量熱(re)量,進而產生高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)壓的現象。任何粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸都必須具(ju)備這(zhe)樣三個條(tiao)件(jian):點火源;可燃細粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen);粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵(chen)懸浮于(yu)空(kong)氣中且達(da)到爆炸濃度極限范(fan)圍(wei)。
防爆(bao)袋式除塵(chen)器如何防止粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)(zha)要比可燃(ran)物質及可燃(ran)氣體(ti)復雜(za)一般地,可燃(ran)粉(fen)(fen)塵懸浮于空(kong)氣中(zhong)形成(cheng)(cheng)在(zai)爆炸(zha)(zha)濃(nong)度(du)范圍(wei)內的(de)粉(fen)(fen)塵云(yun),在(zai)點(dian)火源(yuan)作(zuo)用(yong)下,與點(dian)火源(yuan)接觸(chu)的(de)部(bu)分粉(fen)(fen)塵首(shou)先被(bei)點(dian)燃(ran)并形成(cheng)(cheng)一個小(xiao)火球。在(zai)這(zhe)個小(xiao)火球燃(ran)燒放出的(de)熱量作(zuo)用(yong)下,使(shi)得周(zhou)圍(wei)臨近粉(fen)(fen)塵被(bei)加熱、溫度(du)升(sheng)高、著(zhu)火燃(ran)燒現象產生,這(zhe)樣(yang)火球就將迅速擴大而(er)形成(cheng)(cheng)粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)(zha)。
粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)難易程度和(he)劇(ju)(ju)烈程度與粉塵(chen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理、化學(xue)性(xing)質(zhi)以及周圍空(kong)氣條(tiao)件密切相(xiang)關。一般地,燃燒熱越大、顆粒越細,活性(xing)越高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)粉塵(chen),發生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)危險性(xing)越大;輕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)懸浮物(wu)可燃物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)爆(bao)(bao)炸(zha)危險性(xing)較大;空(kong)氣中(zhong)氧(yang)氣含量高時,粉塵(chen)易被燃點,爆(bao)(bao)炸(zha)也較為劇(ju)(ju)烈。由(you)于水分(fen)具有抑(yi)制爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong),所以粉塵(chen)和(he)氣體越干燥,則發生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)危險性(xing)越大。
(2)粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)發生之后,往(wang)往(wang)會產生二(er)次(ci)(ci)(ci)爆炸(zha)這是由于在(zai)(zai)一(yi)次(ci)(ci)(ci)爆炸(zha)時(shi),有不少粉(fen)塵(chen)沉積(ji)在(zai)(zai)一(yi)起,其濃度(du)超(chao)過了粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)的(de)上限濃度(du)值而(er)不能爆炸(zha)。但是,當一(yi)次(ci)(ci)(ci)爆炸(zha)形成的(de)沖擊波(bo)或氣浪將(jiang)沉積(ji)粉(fen)塵(chen)重新揚起時(shi),在(zai)(zai)空(kong)中與空(kong)氣混合(he),濃度(du)在(zai)(zai)粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)范圍內(nei),就可能緊接著產生二(er)次(ci)(ci)(ci)爆炸(zha)。第二(er)次(ci)(ci)(ci)爆炸(zha)所造成的(de)災害往(wang)往(wang)比一(yi)次(ci)(ci)(ci)爆炸(zha)要嚴重得多。
國內某鋁品(pin)生產廠(chang)1963年發生的(de)(de)塵爆(bao)炸事故的(de)(de)直接原因是(shi)排風(feng)(feng)機(ji)(ji)葉(xie)輪與吸入口端面(mian)摩擦起(qi)火引起(qi)的(de)(de)。風(feng)(feng)機(ji)(ji)吸入口處的(de)(de)蝦米彎及褲衩三通(tong)氣(qi)流不暢,容易(yi)積塵。特(te)別是(shi)停(ting)機(ji)(ji)時(shi)更容易(yi)滯留粉(fen)塵,一旦啟動(dong),沉積的(de)(de)粉(fen)塵被揚起(qi),很快達(da)到爆(bao)炸下限,引起(qi)粉(fen)塵爆(bao)炸。
(3)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)機理可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)在空(kong)氣中(zhong)燃(ran)燒時會釋(shi)放出(chu)(chu)能(neng)量(liang),井產生(sheng)大(da)(da)量(liang)氣體(ti),而釋(shi)放出(chu)(chu)能(neng)量(liang)的(de)快慢即燃(ran)燒速度的(de)大(da)(da)小與粉(fen)(fen)體(ti)暴露在空(kong)氣中(zhong)的(de)面積(ji)有關。因此,對于(yu)同(tong)一(yi)種固體(ti)物(wu)質的(de)粉(fen)(fen)體(ti),其粒度越(yue)小,比表面積(ji)則越(yue)大(da)(da),燃(ran)燒擴散(san)就越(yue)快。如果(guo)這種固體(ti)的(de)粒度很細。以至可(ke)(ke)懸浮起來(lai),一(yi)旦有點火源使(shi)之(zhi)引(yin)燃(ran),則可(ke)(ke)在極(ji)短的(de)時間(jian)內釋(shi)放出(chu)(chu)大(da)(da)量(liang)的(de)能(neng)量(liang)。這些(xie)能(neng)量(liang)來(lai)不及(ji)散(san)逸到周(zhou)圍環(huan)境中(zhong)去,致(zhi)使(shi)該(gai)空(kong)間(jian)內氣體(ti)受到加熱并(bing)絕熱膨脹(zhang),而另(ling)一(yi)方面粉(fen)(fen)體(ti)燃(ran)燒時產生(sheng)大(da)(da)量(liang)的(de)氣體(ti),會使(shi)體(ti)系形成(cheng)局部高壓,以致(zhi)產生(sheng)爆(bao)炸(zha)(zha)及(ji)傳(chuan)播,這就是通常稱作的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)。
(4)粉塵爆炸與燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒的(de)(de)區別大塊的(de)(de)固體可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)(ran)物的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒是以(yi)近于平行層向內部推進,例如煤的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒等。這種燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒能量(liang)的(de)(de)釋放比較緩慢。所產生的(de)(de)熱量(liang)和氣(qi)體可(ke)(ke)以(yi)迅速(su)逸散。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)(ran)性粉塵的(de)(de)堆(dui)狀燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒,在通風良(liang)好的(de)(de)情(qing)況下形成明火燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒,而在通風不好的(de)(de)情(qing)況下。可(ke)(ke)形成無煙或焰的(de)(de)隱燃(ran)(ran)(ran)(ran)。
可燃粉(fen)塵燃燒時有幾(ji)個階(jie)段(duan):一階(jie)段(duan),表面(mian)粉(fen)也被(bei)加(jia)熱;第二(er)階(jie)段(duan),表面(mian)層(ceng)氣(qi)化,溢出揮(hui)發分(fen)(fen);第三階(jie)段(duan),揮(hui)發分(fen)(fen)發生氣(qi)相(xiang)燃燒。
超細粉體發生爆炸也(ye)是一個(ge)較為復雜的過(guo)(guo)程,由于粉塵(chen)云的尺(chi)度一般(ban)較小,而火焰傳(chuan)播速(su)度較快,每秒(miao)幾百米(mi),因此(ci)在(zai)(zai)粉塵(chen)中(zhong)心發生火源點火,在(zai)(zai)不(bu)到(dao)0.1s的時間內就可燃(ran)(ran)(ran)遍整個(ge)粉塵(chen)云。在(zai)(zai)此(ci)過(guo)(guo)程中(zhong),如果粉塵(chen)已燃(ran)(ran)(ran)盡,則(ze)會生成較高的壓強(qiang)(qiang);若未燃(ran)(ran)(ran)盡,則(ze)生成較低(di)的壓強(qiang)(qiang)。可燃(ran)(ran)(ran)粒(li)子是否能燃(ran)(ran)(ran)完,取(qu)決于粒(li)子的尺(chi)寸和燃(ran)(ran)(ran)燒深(shen)度。
(5)可燃(ran)粉塵分類(lei)(lei)粉體按(an)其可燃(ran)性可劃(hua)分為(wei)(wei)兩類(lei)(lei):一(yi)類(lei)(lei)為(wei)(wei)可燃(ran);一(yi)類(lei)(lei)為(wei)(wei)非(fei)可燃(ran)。可燃(ran)粉體的分類(lei)(lei)方(fang)法和標準(zhun)在不(bu)同的國(guo)家有所(suo)不(bu)同。
美國(guo)將可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)體劃(hua)為Ⅱ級危險品,同(tong)時又(you)將其(qi)中的金屬粉(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)塵(chen)、谷物粉(fen)(fen)塵(chen)列入(ru)不(bu)同(tong)的組(zu)。美國(guo)制定的分(fen)(fen)類方法是按被測粉(fen)(fen)體在標準試驗(yan)裝置內發(fa)生粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸時所得升壓速度(du)來進行分(fen)(fen)類,并(bing)劃(hua)分(fen)(fen)為三個等級。我國(guo)目前尚未見到關于可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)分(fen)(fen)類的現成標準。
2、粉(fen)塵濃度和(he)顆粒對爆炸的影響
(1)粉塵(chen)濃(nong)(nong)(nong)度(du)可燃粉塵(chen)爆炸也(ye)存(cun)在(zai)粉塵(chen)濃(nong)(nong)(nong)度(du)的上(shang)下(xia)(xia)限(xian)。該值(zhi)(zhi)受點火能量、氧濃(nong)(nong)(nong)度(du)、粉體粒度(du)、粉體品種、水(shui)分等多種因(yin)素的影響。采用(yong)簡化公式,可估算出爆炸極限(xian),一般(ban)而言(yan)粉塵(chen)爆炸下(xia)(xia)限(xian)濃(nong)(nong)(nong)度(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)受到多種因(yin)素的影響,其值(zhi)(zhi)不(bu)如下(xia)(xia)限(xian)易確定,通(tong)常也(ye)不(bu)易達到上(shang)限(xian)的濃(nong)(nong)(nong)度(du)。所以,下(xia)(xia)限(xian)值(zhi)(zhi)更重要(yao)、更有用(yong)。
從(cong)物理意(yi)義上講,粉(fen)塵濃(nong)度上下限(xian)值(zhi)反(fan)映了(le)粒(li)(li)子(zi)間距(ju)離對粒(li)(li)子(zi)燃(ran)(ran)(ran)燒火焰傳播(bo)的影響(xiang),若粒(li)(li)子(zi)間距(ju)離達(da)到(dao)使(shi)燃(ran)(ran)(ran)燒火焰不(bu)能延伸至相鄰粒(li)(li)子(zi)時,則燃(ran)(ran)(ran)燒就不(bu)能繼續進行(傳播(bo)),爆炸(zha)(zha)也就不(bu)會發(fa)生;此(ci)時粉(fen)塵濃(nong)度即(ji)(ji)低于(yu)爆炸(zha)(zha)的下限(xian)濃(nong)度值(zhi)。若粒(li)(li)子(zi)間的距(ju)離過小,粒(li)(li)子(zi)間氧不(bu)足以提供充分燃(ran)(ran)(ran)燒條件,也就不(bu)能形(xing)成爆炸(zha)(zha),此(ci)時粒(li)(li)子(zi)濃(nong)度即(ji)(ji)高(gao)于(yu)上限(xian)值(zhi)。
(2)粉(fen)體粒(li)度可燃物粉(fen)體顆粒(li)大于(yu)400um時(shi)(shi),所形成(cheng)的粉(fen)塵云不再(zai)具有(you)可爆(bao)性。但對于(yu)超細粉(fen)體當其粒(li)度在10um以下時(shi)(shi)則具有(you)較大的危險性。應引(yin)起注意的是,有(you)時(shi)(shi)即使(shi)粉(fen)體的平均粒(li)度大于(yu)400um,但其中往往也(ye)含有(you)較細的粉(fen)體,這少部分的粉(fen)體也(ye)具備爆(bao)炸性。
雖然粉(fen)體的(de)(de)粒度(du)對爆(bao)炸性(xing)能影響的(de)(de)規律性(xing)并(bing)(bing)不(bu)強,但粉(fen)體的(de)(de)尺寸越小,其(qi)比表面就(jiu)(jiu)越大,燃燒就(jiu)(jiu)越快,壓強升高速度(du)隨(sui)之呈線(xian)性(xing)增加。在(zai)一定(ding)條件下(xia)大壓強變化不(bu)大,因(yin)為這是取決(jue)于燃燒時發出的(de)(de)總能量,而與釋(shi)放能量的(de)(de)速度(du)并(bing)(bing)無明(ming)顯的(de)(de)關系。