粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)就(jiu)是(shi)懸浮物于(yu)空氣(qi)中(zhong)(zhong)的粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)顆(ke)粒與空氣(qi)中(zhong)(zhong)的氧(yang)氣(qi)充分(fen)接(jie)觸,在特定條件(jian)下瞬(shun)時完成的氧(yang)化反(fan)(fan)應,反(fan)(fan)應中(zhong)(zhong)放出大量熱量,進而產生高溫、高壓的現(xian)象。任何粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)都必須具備這樣(yang)三個條件(jian):點火源;可(ke)燃細粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen);粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)(chen)懸浮于(yu)空氣(qi)中(zhong)(zhong)且(qie)達到(dao)爆(bao)炸(zha)濃度(du)極限范(fan)圍。
防(fang)爆袋式除塵(chen)器如何(he)防(fang)止粉塵(chen)爆炸(zha)
1、粉塵爆(bao)炸的特點
(1)粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)要(yao)比可燃物質及可燃氣(qi)體復雜一般地,可燃粉塵(chen)(chen)懸浮于空氣(qi)中形成(cheng)(cheng)在爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)濃度(du)范圍內的粉塵(chen)(chen)云,在點(dian)火(huo)源(yuan)作用下(xia),與點(dian)火(huo)源(yuan)接觸的部分粉塵(chen)(chen)首先被點(dian)燃并形成(cheng)(cheng)一個(ge)小(xiao)火(huo)球(qiu)。在這(zhe)個(ge)小(xiao)火(huo)球(qiu)燃燒放出的熱(re)量(liang)作用下(xia),使得(de)周圍臨近粉塵(chen)(chen)被加(jia)熱(re)、溫度(du)升(sheng)高、著火(huo)燃燒現象產生(sheng),這(zhe)樣火(huo)球(qiu)就將迅速擴大而(er)形成(cheng)(cheng)粉塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。
粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸的(de)難(nan)易(yi)程度(du)和(he)(he)劇(ju)烈程度(du)與粉(fen)塵(chen)(chen)的(de)物理(li)、化(hua)學性(xing)質(zhi)(zhi)以及周圍空氣(qi)條件密切相關。一般地,燃燒熱越大、顆(ke)粒越細(xi),活性(xing)越高(gao)(gao)的(de)粉(fen)塵(chen)(chen),發生爆(bao)炸的(de)危險(xian)性(xing)越大;輕(qing)的(de)懸浮物可燃物質(zhi)(zhi)的(de)爆(bao)炸危險(xian)性(xing)較大;空氣(qi)中氧氣(qi)含量(liang)高(gao)(gao)時,粉(fen)塵(chen)(chen)易(yi)被燃點,爆(bao)炸也較為劇(ju)烈。由于水分具有抑(yi)制爆(bao)炸的(de)作用(yong),所以粉(fen)塵(chen)(chen)和(he)(he)氣(qi)體越干燥(zao),則發生爆(bao)炸的(de)危險(xian)性(xing)越大。
(2)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生之后,往往會產生二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是(shi)由于在(zai)(zai)一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)時(shi),有不少粉塵(chen)沉(chen)積(ji)在(zai)(zai)一(yi)起,其(qi)濃度超(chao)過了(le)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的(de)上限濃度值而不能(neng)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是(shi),當一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成的(de)沖擊波或氣(qi)浪將沉(chen)積(ji)粉塵(chen)重新揚(yang)起時(shi),在(zai)(zai)空中與空氣(qi)混合,濃度在(zai)(zai)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內(nei),就可能(neng)緊接著產生二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成的(de)災害往往比(bi)一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴重得(de)多。
國(guo)內(nei)某鋁品生產廠1963年(nian)發生的(de)(de)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)事故(gu)的(de)(de)直接原因是排風(feng)機葉輪與吸入(ru)口(kou)端面摩(mo)擦起(qi)(qi)(qi)火引起(qi)(qi)(qi)的(de)(de)。風(feng)機吸入(ru)口(kou)處的(de)(de)蝦米(mi)彎及褲衩三通氣流(liu)不暢,容易積(ji)塵(chen)(chen)。特別是停機時更容易滯留粉(fen)塵(chen)(chen),一旦(dan)啟動(dong),沉積(ji)的(de)(de)粉(fen)塵(chen)(chen)被揚起(qi)(qi)(qi),很快(kuai)達到爆(bao)炸(zha)下限,引起(qi)(qi)(qi)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)。
(3)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸的(de)(de)機理(li)可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)在空氣中燃(ran)燒時會(hui)釋(shi)(shi)放(fang)(fang)出(chu)(chu)能(neng)量(liang)(liang)(liang),井產(chan)生(sheng)大量(liang)(liang)(liang)氣體(ti)(ti)(ti),而釋(shi)(shi)放(fang)(fang)出(chu)(chu)能(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)快慢(man)即燃(ran)燒速度的(de)(de)大小與粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)暴露在空氣中的(de)(de)面(mian)積有關(guan)。因此,對(dui)于同一(yi)種固體(ti)(ti)(ti)物質(zhi)的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti),其粒(li)度越(yue)(yue)小,比表面(mian)積則(ze)越(yue)(yue)大,燃(ran)燒擴散就越(yue)(yue)快。如果這種固體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)粒(li)度很細。以(yi)至可(ke)(ke)懸浮起來,一(yi)旦(dan)有點火源使之引燃(ran),則(ze)可(ke)(ke)在極短的(de)(de)時間內(nei)釋(shi)(shi)放(fang)(fang)出(chu)(chu)大量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)。這些能(neng)量(liang)(liang)(liang)來不及(ji)散逸到周(zhou)圍環境中去,致使該空間內(nei)氣體(ti)(ti)(ti)受到加熱并絕熱膨(peng)脹,而另一(yi)方面(mian)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)燃(ran)燒時產(chan)生(sheng)大量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)氣體(ti)(ti)(ti),會(hui)使體(ti)(ti)(ti)系(xi)形成局部高壓,以(yi)致產(chan)生(sheng)爆(bao)(bao)炸及(ji)傳(chuan)播,這就是通常稱作的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)炸。
(4)粉塵(chen)爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區別(bie)大塊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固體可(ke)燃(ran)(ran)物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以(yi)近(jin)于平行(xing)層(ceng)向內(nei)部(bu)推進,例如煤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)等(deng)。這種燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)釋放比(bi)較緩慢。所(suo)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱量和氣體可(ke)以(yi)迅(xun)速逸散。可(ke)燃(ran)(ran)性粉塵(chen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)堆狀(zhuang)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),在(zai)通風良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下形(xing)(xing)成明火(huo)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),而(er)在(zai)通風不好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下。可(ke)形(xing)(xing)成無煙(yan)或焰的(de)(de)(de)(de)(de)(de)隱(yin)燃(ran)(ran)。
可燃粉塵(chen)燃燒時有幾個階(jie)段:一階(jie)段,表面粉也(ye)被加熱;第二階(jie)段,表面層(ceng)氣(qi)化(hua),溢出揮發分;第三階(jie)段,揮發分發生氣(qi)相(xiang)燃燒。
超細(xi)粉體發(fa)生爆(bao)炸也是(shi)一(yi)個較(jiao)為復(fu)雜的過程(cheng),由于粉塵云的尺(chi)度一(yi)般較(jiao)小,而火焰(yan)傳播(bo)速度較(jiao)快,每秒(miao)幾百米(mi),因(yin)此在(zai)粉塵中心發(fa)生火源點火,在(zai)不到0.1s的時間內就可燃(ran)遍(bian)整個粉塵云。在(zai)此過程(cheng)中,如果粉塵已燃(ran)盡,則會(hui)生成較(jiao)高(gao)的壓(ya)強;若未燃(ran)盡,則生成較(jiao)低的壓(ya)強。可燃(ran)粒子是(shi)否能燃(ran)完,取(qu)決于粒子的尺(chi)寸(cun)和(he)燃(ran)燒深度。
(5)可(ke)(ke)燃(ran)粉塵分類(lei)(lei)粉體按其可(ke)(ke)燃(ran)性可(ke)(ke)劃分為兩類(lei)(lei):一(yi)類(lei)(lei)為可(ke)(ke)燃(ran);一(yi)類(lei)(lei)為非(fei)可(ke)(ke)燃(ran)。可(ke)(ke)燃(ran)粉體的分類(lei)(lei)方(fang)法(fa)和標準(zhun)在不(bu)同(tong)的國(guo)家(jia)有所不(bu)同(tong)。
美國(guo)(guo)將可燃粉體劃為Ⅱ級(ji)危(wei)險品,同(tong)時又將其中(zhong)的(de)金屬粉、含(han)碳(tan)粉塵、谷物粉塵列入不同(tong)的(de)組。美國(guo)(guo)制定的(de)分類(lei)方法是按(an)被測粉體在(zai)標準試驗裝置內發生粉塵爆炸時所得升壓速度來進行分類(lei),并劃分為三個等級(ji)。我國(guo)(guo)目前尚(shang)未見到關于(yu)可燃粉塵分類(lei)的(de)現成標準。
2、粉塵濃度和顆粒對爆炸的影響
(1)粉塵濃(nong)(nong)度(du)可(ke)燃粉塵爆炸(zha)也存在粉塵濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)上(shang)下(xia)(xia)限(xian)。該值受點火能量(liang)、氧濃(nong)(nong)度(du)、粉體(ti)粒(li)度(du)、粉體(ti)品種、水分等多種因素(su)的(de)(de)影(ying)響(xiang)。采用(yong)(yong)簡化公式(shi),可(ke)估(gu)算出爆炸(zha)極限(xian),一般而言粉塵爆炸(zha)下(xia)(xia)限(xian)濃(nong)(nong)度(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(su)的(de)(de)影(ying)響(xiang),其值不(bu)如下(xia)(xia)限(xian)易確(que)定,通常也不(bu)易達(da)到(dao)上(shang)限(xian)的(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)。所以,下(xia)(xia)限(xian)值更重要、更有(you)用(yong)(yong)。
從物理意義上(shang)講(jiang),粉(fen)塵濃(nong)度上(shang)下(xia)限值反映了粒(li)子(zi)(zi)間距(ju)離對粒(li)子(zi)(zi)燃(ran)燒(shao)火焰(yan)傳(chuan)播(bo)的(de)影響,若粒(li)子(zi)(zi)間距(ju)離達到使燃(ran)燒(shao)火焰(yan)不能(neng)延(yan)伸(shen)至相鄰粒(li)子(zi)(zi)時,則燃(ran)燒(shao)就不能(neng)繼續進行(傳(chuan)播(bo)),爆(bao)炸(zha)(zha)也就不會發生;此時粉(fen)塵濃(nong)度即低于(yu)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)下(xia)限濃(nong)度值。若粒(li)子(zi)(zi)間的(de)距(ju)離過小(xiao),粒(li)子(zi)(zi)間氧不足以提供(gong)充(chong)分燃(ran)燒(shao)條件,也就不能(neng)形(xing)成爆(bao)炸(zha)(zha),此時粒(li)子(zi)(zi)濃(nong)度即高于(yu)上(shang)限值。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)粒度可燃物粉(fen)(fen)體(ti)(ti)顆粒大于(yu)400um時,所(suo)形成的(de)(de)粉(fen)(fen)塵云不再具有(you)可爆性。但(dan)對(dui)于(yu)超細粉(fen)(fen)體(ti)(ti)當其粒度在10um以下時則具有(you)較大的(de)(de)危險(xian)性。應引起注(zhu)意的(de)(de)是,有(you)時即使粉(fen)(fen)體(ti)(ti)的(de)(de)平(ping)均粒度大于(yu)400um,但(dan)其中(zhong)往(wang)往(wang)也(ye)含有(you)較細的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti),這少部分(fen)的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)也(ye)具備(bei)爆炸性。
雖然粉體(ti)的(de)粒度對爆炸性能影(ying)響(xiang)的(de)規律(lv)性并不(bu)強(qiang),但粉體(ti)的(de)尺(chi)寸越小,其(qi)比表面就(jiu)越大,燃(ran)燒就(jiu)越快,壓強(qiang)升高速(su)度隨之(zhi)呈線性增加。在一定條件(jian)下大壓強(qiang)變化不(bu)大,因為這是取決于燃(ran)燒時發出的(de)總能量,而與(yu)釋放能量的(de)速(su)度并無明顯的(de)關(guan)系。