粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)就(jiu)是懸(xuan)浮物于空(kong)(kong)氣(qi)中的(de)(de)(de)粉(fen)塵(chen)顆粒(li)與空(kong)(kong)氣(qi)中的(de)(de)(de)氧氣(qi)充分(fen)接觸,在特定條(tiao)件下(xia)瞬時完成的(de)(de)(de)氧化反應,反應中放出(chu)大量(liang)熱量(liang),進而產(chan)生高溫、高壓(ya)的(de)(de)(de)現象。任何粉(fen)塵(chen)爆炸(zha)都必須具備這樣三個(ge)條(tiao)件:點火源;可燃細粉(fen)塵(chen);粉(fen)塵(chen)懸(xuan)浮于空(kong)(kong)氣(qi)中且(qie)達到爆炸(zha)濃度極限范圍。
防爆袋式除塵器(qi)如(ru)何防止(zhi)粉塵爆炸
1、粉(fen)塵爆炸(zha)的(de)特(te)點
(1)粉(fen)塵(chen)爆炸要(yao)比可燃(ran)(ran)物質及(ji)可燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)體(ti)復雜一(yi)般地,可燃(ran)(ran)粉(fen)塵(chen)懸浮于空氣(qi)(qi)中形(xing)成在爆炸濃度范(fan)圍內的粉(fen)塵(chen)云,在點(dian)火源作用下,與點(dian)火源接觸(chu)的部分粉(fen)塵(chen)首先被(bei)點(dian)燃(ran)(ran)并形(xing)成一(yi)個(ge)小火球。在這(zhe)個(ge)小火球燃(ran)(ran)燒(shao)放出的熱量(liang)作用下,使得周圍臨(lin)近粉(fen)塵(chen)被(bei)加(jia)熱、溫度升高、著火燃(ran)(ran)燒(shao)現象產生,這(zhe)樣火球就將迅速擴大(da)而形(xing)成粉(fen)塵(chen)爆炸。
粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)難易(yi)程(cheng)度(du)和劇烈程(cheng)度(du)與粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)的(de)(de)(de)物理、化學性(xing)質以及周圍空氣(qi)條件密切相關。一般地(di),燃燒熱越大(da)(da)、顆粒(li)越細,活性(xing)越高的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen),發生爆(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)危(wei)險(xian)性(xing)越大(da)(da);輕的(de)(de)(de)懸浮(fu)物可燃物質的(de)(de)(de)爆(bao)(bao)炸危(wei)險(xian)性(xing)較(jiao)大(da)(da);空氣(qi)中(zhong)氧氣(qi)含量(liang)高時,粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)易(yi)被燃點,爆(bao)(bao)炸也較(jiao)為劇烈。由于水分具有抑制爆(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)作用,所以粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)和氣(qi)體越干燥(zao),則發生爆(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)危(wei)險(xian)性(xing)越大(da)(da)。
(2)粉塵爆(bao)炸發生之后(hou),往(wang)往(wang)會產生二次(ci)爆(bao)炸這是由于在(zai)(zai)一次(ci)爆(bao)炸時,有不少(shao)粉塵沉(chen)積在(zai)(zai)一起,其濃度超過了粉塵爆(bao)炸的(de)(de)上限濃度值而不能(neng)爆(bao)炸。但是,當一次(ci)爆(bao)炸形成的(de)(de)沖擊(ji)波或(huo)氣浪(lang)將(jiang)沉(chen)積粉塵重新(xin)揚起時,在(zai)(zai)空(kong)(kong)中(zhong)與空(kong)(kong)氣混合,濃度在(zai)(zai)粉塵爆(bao)炸范圍(wei)內,就可能(neng)緊接著產生二次(ci)爆(bao)炸。第二次(ci)爆(bao)炸所(suo)造成的(de)(de)災(zai)害往(wang)往(wang)比一次(ci)爆(bao)炸要嚴(yan)重得多。
國內某鋁品(pin)生產廠(chang)1963年(nian)發(fa)生的(de)塵(chen)爆炸(zha)事(shi)故的(de)直接原(yuan)因是(shi)排風(feng)機葉輪與吸(xi)入(ru)口端(duan)面摩擦起火引(yin)(yin)起的(de)。風(feng)機吸(xi)入(ru)口處(chu)的(de)蝦米(mi)彎及褲衩三通(tong)氣流不暢(chang),容易積塵(chen)。特別是(shi)停機時更容易滯留粉(fen)(fen)塵(chen),一旦啟(qi)動,沉(chen)積的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)被揚起,很(hen)快達到爆炸(zha)下限,引(yin)(yin)起粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)。
(3)粉塵(chen)爆(bao)炸的機理可燃粉塵(chen)在(zai)空氣(qi)(qi)中燃燒時會(hui)釋(shi)放出能(neng)量(liang),井產(chan)生大(da)量(liang)氣(qi)(qi)體(ti),而(er)釋(shi)放出能(neng)量(liang)的快慢即(ji)燃燒速度(du)的大(da)小與(yu)粉體(ti)暴露在(zai)空氣(qi)(qi)中的面(mian)積有關(guan)。因此(ci),對于同(tong)一(yi)(yi)種固體(ti)物(wu)質的粉體(ti),其粒度(du)越(yue)(yue)小,比表面(mian)積則越(yue)(yue)大(da),燃燒擴散就越(yue)(yue)快。如果(guo)這種固體(ti)的粒度(du)很細。以至可懸浮起(qi)來,一(yi)(yi)旦有點(dian)火源使之引燃,則可在(zai)極短(duan)的時間內(nei)釋(shi)放出大(da)量(liang)的能(neng)量(liang)。這些能(neng)量(liang)來不及散逸到周圍(wei)環境(jing)中去,致使該空間內(nei)氣(qi)(qi)體(ti)受(shou)到加熱并絕(jue)熱膨脹,而(er)另一(yi)(yi)方面(mian)粉體(ti)燃燒時產(chan)生大(da)量(liang)的氣(qi)(qi)體(ti),會(hui)使體(ti)系形成局部(bu)高壓,以致產(chan)生爆(bao)炸及傳播,這就是通常稱作的粉塵(chen)爆(bao)炸。
(4)粉(fen)塵爆炸與燃(ran)(ran)(ran)燒的(de)(de)區別大塊的(de)(de)固體(ti)可(ke)燃(ran)(ran)(ran)物的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒是以近(jin)于平行層向內部推(tui)進,例如煤的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒等。這(zhe)種(zhong)燃(ran)(ran)(ran)燒能(neng)量(liang)的(de)(de)釋放比較緩慢。所產(chan)生的(de)(de)熱量(liang)和氣體(ti)可(ke)以迅速(su)逸(yi)散。可(ke)燃(ran)(ran)(ran)性粉(fen)塵的(de)(de)堆狀燃(ran)(ran)(ran)燒,在通風良好的(de)(de)情況下形(xing)成明火燃(ran)(ran)(ran)燒,而(er)在通風不(bu)好的(de)(de)情況下。可(ke)形(xing)成無煙或焰的(de)(de)隱(yin)燃(ran)(ran)(ran)。
可(ke)燃粉塵燃燒(shao)時(shi)有幾個階段(duan)(duan):一階段(duan)(duan),表面(mian)粉也被加熱;第二階段(duan)(duan),表面(mian)層氣化,溢(yi)出揮(hui)發分(fen);第三階段(duan)(duan),揮(hui)發分(fen)發生氣相燃燒(shao)。
超(chao)細粉(fen)體發(fa)生爆(bao)炸也(ye)是一個較為復雜的(de)過程,由(you)于粉(fen)塵云的(de)尺度一般較小,而火焰(yan)傳播速度較快,每秒幾(ji)百米,因此在粉(fen)塵中心發(fa)生火源點火,在不到(dao)0.1s的(de)時間內就可燃遍整個粉(fen)塵云。在此過程中,如果粉(fen)塵已燃盡(jin),則會生成較高的(de)壓(ya)(ya)強;若未燃盡(jin),則生成較低的(de)壓(ya)(ya)強。可燃粒子是否(fou)能(neng)燃完,取(qu)決于粒子的(de)尺寸和(he)燃燒(shao)深度。
(5)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)粉塵分(fen)類(lei)(lei)粉體按其可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)性(xing)可(ke)(ke)劃(hua)分(fen)為兩類(lei)(lei):一(yi)類(lei)(lei)為可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran);一(yi)類(lei)(lei)為非可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)粉體的分(fen)類(lei)(lei)方法和(he)標準(zhun)在不(bu)同的國家有(you)所不(bu)同。
美(mei)國(guo)(guo)將可燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)體劃為Ⅱ級危(wei)險(xian)品,同(tong)時又(you)將其(qi)中(zhong)的(de)(de)金屬粉(fen)(fen)、含(han)碳粉(fen)(fen)塵、谷(gu)物粉(fen)(fen)塵列(lie)入不同(tong)的(de)(de)組。美(mei)國(guo)(guo)制定(ding)的(de)(de)分類(lei)方(fang)法是按(an)被(bei)測粉(fen)(fen)體在標準試驗裝置內發(fa)生粉(fen)(fen)塵爆炸時所得升(sheng)壓速度(du)來(lai)進(jin)行分類(lei),并劃分為三個等級。我國(guo)(guo)目前尚未見到關于(yu)可燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵分類(lei)的(de)(de)現成標準。
2、粉塵濃度和顆粒對爆炸的影(ying)響
(1)粉塵(chen)濃度(du)可燃粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)也(ye)存在粉塵(chen)濃度(du)的(de)(de)上下限(xian)(xian)。該值受點火能量、氧濃度(du)、粉體(ti)粒度(du)、粉體(ti)品種、水(shui)分等(deng)多(duo)種因(yin)素(su)(su)的(de)(de)影(ying)響。采用簡化公式,可估算(suan)出(chu)爆(bao)炸(zha)極限(xian)(xian),一般而言(yan)粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)下限(xian)(xian)濃度(du)為20~60g/m3,上限(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)(xian)受到多(duo)種因(yin)素(su)(su)的(de)(de)影(ying)響,其值不如(ru)下限(xian)(xian)易確定(ding),通常也(ye)不易達到上限(xian)(xian)的(de)(de)濃度(du)。所以,下限(xian)(xian)值更(geng)重要、更(geng)有用。
從物理(li)意義(yi)上講,粉(fen)塵(chen)濃度(du)上下限(xian)值反映了粒(li)子(zi)(zi)(zi)間距(ju)(ju)離對(dui)粒(li)子(zi)(zi)(zi)燃燒火焰傳(chuan)播(bo)(bo)的影響(xiang),若粒(li)子(zi)(zi)(zi)間距(ju)(ju)離達到使燃燒火焰不(bu)能(neng)延伸至相(xiang)鄰粒(li)子(zi)(zi)(zi)時(shi)(shi),則燃燒就(jiu)不(bu)能(neng)繼續進行(傳(chuan)播(bo)(bo)),爆炸(zha)也就(jiu)不(bu)會發生;此時(shi)(shi)粉(fen)塵(chen)濃度(du)即(ji)低于爆炸(zha)的下限(xian)濃度(du)值。若粒(li)子(zi)(zi)(zi)間的距(ju)(ju)離過小(xiao),粒(li)子(zi)(zi)(zi)間氧不(bu)足(zu)以提供充分(fen)燃燒條件,也就(jiu)不(bu)能(neng)形成爆炸(zha),此時(shi)(shi)粒(li)子(zi)(zi)(zi)濃度(du)即(ji)高于上限(xian)值。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)粒(li)(li)(li)度可燃物粉(fen)(fen)體(ti)顆(ke)粒(li)(li)(li)大(da)于(yu)400um時,所形成的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵云不(bu)再具有(you)可爆性(xing)。但對于(yu)超細粉(fen)(fen)體(ti)當其(qi)粒(li)(li)(li)度在(zai)10um以下時則具有(you)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)危(wei)險(xian)性(xing)。應引起注意的(de)(de)(de)是,有(you)時即(ji)使粉(fen)(fen)體(ti)的(de)(de)(de)平均粒(li)(li)(li)度大(da)于(yu)400um,但其(qi)中往往也含(han)有(you)較(jiao)細的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti),這少部分的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)也具備爆炸性(xing)。
雖然(ran)粉體的(de)粒度(du)(du)對爆炸性能(neng)(neng)影響的(de)規律性并不強,但粉體的(de)尺寸越小,其(qi)比(bi)表面(mian)就(jiu)越大(da)(da)(da),燃燒(shao)就(jiu)越快,壓(ya)強升高(gao)速(su)度(du)(du)隨之呈線性增加。在(zai)一定條(tiao)件下(xia)大(da)(da)(da)壓(ya)強變化(hua)不大(da)(da)(da),因為這是取決于燃燒(shao)時(shi)發出的(de)總能(neng)(neng)量,而與(yu)釋放能(neng)(neng)量的(de)速(su)度(du)(du)并無明顯的(de)關系。