粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)就(jiu)是懸(xuan)浮物于空氣(qi)(qi)中的(de)粉塵(chen)顆粒(li)與空氣(qi)(qi)中的(de)氧氣(qi)(qi)充分(fen)接觸,在特定條件下瞬時(shi)完(wan)成(cheng)的(de)氧化反應,反應中放出大(da)量(liang)熱量(liang),進(jin)而產生高溫、高壓的(de)現象。任何粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)都(dou)必須具(ju)備這樣三個條件:點火源;可燃(ran)細粉塵(chen);粉塵(chen)懸(xuan)浮于空氣(qi)(qi)中且達到爆(bao)(bao)炸(zha)濃度極限范圍。
防(fang)爆袋式除塵器如何(he)防(fang)止粉(fen)塵爆炸
1、粉塵(chen)爆炸的特點(dian)
(1)粉(fen)塵爆炸(zha)(zha)(zha)要比可燃(ran)物質及(ji)可燃(ran)氣(qi)體復雜(za)一般地,可燃(ran)粉(fen)塵懸浮于空氣(qi)中形(xing)成(cheng)在爆炸(zha)(zha)(zha)濃(nong)度范(fan)圍內的粉(fen)塵云,在點火(huo)源(yuan)(yuan)作(zuo)用下,與點火(huo)源(yuan)(yuan)接觸的部(bu)分粉(fen)塵首先被點燃(ran)并(bing)形(xing)成(cheng)一個(ge)小火(huo)球。在這(zhe)(zhe)個(ge)小火(huo)球燃(ran)燒放出的熱(re)量作(zuo)用下,使得周圍臨近粉(fen)塵被加(jia)熱(re)、溫度升高、著火(huo)燃(ran)燒現象(xiang)產生,這(zhe)(zhe)樣火(huo)球就(jiu)將迅(xun)速擴大而(er)形(xing)成(cheng)粉(fen)塵爆炸(zha)(zha)(zha)。
粉塵爆(bao)炸的(de)(de)難易(yi)程度和劇烈程度與(yu)粉塵的(de)(de)物理、化學性(xing)(xing)(xing)質(zhi)以及周圍(wei)空氣條件密(mi)切(qie)相(xiang)關。一般地,燃(ran)燒熱越(yue)大(da)、顆粒越(yue)細(xi),活(huo)性(xing)(xing)(xing)越(yue)高的(de)(de)粉塵,發生(sheng)爆(bao)炸的(de)(de)危(wei)險(xian)性(xing)(xing)(xing)越(yue)大(da);輕(qing)的(de)(de)懸浮(fu)物可燃(ran)物質(zhi)的(de)(de)爆(bao)炸危(wei)險(xian)性(xing)(xing)(xing)較大(da);空氣中(zhong)氧氣含量高時,粉塵易(yi)被燃(ran)點(dian),爆(bao)炸也較為劇烈。由于水分具有(you)抑制爆(bao)炸的(de)(de)作(zuo)用,所以粉塵和氣體越(yue)干燥,則(ze)發生(sheng)爆(bao)炸的(de)(de)危(wei)險(xian)性(xing)(xing)(xing)越(yue)大(da)。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)發生(sheng)之后,往(wang)往(wang)會產生(sheng)二次爆(bao)炸(zha)(zha)這是由于在(zai)一(yi)(yi)次爆(bao)炸(zha)(zha)時,有不(bu)少粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)沉(chen)積在(zai)一(yi)(yi)起,其濃(nong)度超過(guo)了粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)的上限濃(nong)度值而不(bu)能爆(bao)炸(zha)(zha)。但是,當(dang)一(yi)(yi)次爆(bao)炸(zha)(zha)形成(cheng)的沖擊波或氣浪(lang)將沉(chen)積粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)重(zhong)新揚起時,在(zai)空(kong)中與空(kong)氣混(hun)合,濃(nong)度在(zai)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)范(fan)圍內,就可(ke)能緊接著(zhu)產生(sheng)二次爆(bao)炸(zha)(zha)。第二次爆(bao)炸(zha)(zha)所造(zao)成(cheng)的災害往(wang)往(wang)比一(yi)(yi)次爆(bao)炸(zha)(zha)要(yao)嚴(yan)重(zhong)得多。
國(guo)內某鋁品生產(chan)廠1963年(nian)發生的塵(chen)(chen)爆炸事故的直接原因是(shi)排風機(ji)葉(xie)輪與吸(xi)(xi)入口(kou)端面摩擦(ca)起(qi)(qi)火引(yin)(yin)起(qi)(qi)的。風機(ji)吸(xi)(xi)入口(kou)處的蝦米彎及褲衩三通氣流不(bu)暢,容易(yi)積塵(chen)(chen)。特別是(shi)停(ting)機(ji)時更(geng)容易(yi)滯(zhi)留(liu)粉塵(chen)(chen),一旦啟動,沉積的粉塵(chen)(chen)被揚(yang)起(qi)(qi),很(hen)快(kuai)達到(dao)爆炸下(xia)限,引(yin)(yin)起(qi)(qi)粉塵(chen)(chen)爆炸。
(3)粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)的(de)(de)(de)機理可燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中燃(ran)(ran)燒(shao)時(shi)(shi)會釋放(fang)(fang)出(chu)能(neng)量(liang)(liang),井產(chan)生大量(liang)(liang)氣(qi)體(ti)(ti)(ti),而釋放(fang)(fang)出(chu)能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)快(kuai)慢即燃(ran)(ran)燒(shao)速度的(de)(de)(de)大小(xiao)與粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)暴露在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中的(de)(de)(de)面(mian)積(ji)有關。因此(ci),對于同一(yi)種固體(ti)(ti)(ti)物質的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti),其粒度越小(xiao),比表面(mian)積(ji)則(ze)越大,燃(ran)(ran)燒(shao)擴(kuo)散就(jiu)越快(kuai)。如(ru)果(guo)這(zhe)種固體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)粒度很細。以(yi)至(zhi)可懸浮起來(lai),一(yi)旦有點火源使之引燃(ran)(ran),則(ze)可在(zai)(zai)極短的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間內(nei)釋放(fang)(fang)出(chu)大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。這(zhe)些能(neng)量(liang)(liang)來(lai)不及散逸到周圍環境(jing)中去(qu),致(zhi)使該空(kong)間內(nei)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)受(shou)到加熱(re)并絕(jue)熱(re)膨脹,而另一(yi)方面(mian)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)燃(ran)(ran)燒(shao)時(shi)(shi)產(chan)生大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti)(ti),會使體(ti)(ti)(ti)系形(xing)成局部高壓(ya),以(yi)致(zhi)產(chan)生爆炸(zha)及傳播,這(zhe)就(jiu)是通常稱作的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵爆炸(zha)。
(4)粉塵爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)區別大塊(kuai)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體(ti)(ti)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)物的(de)(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以近于平行(xing)層向(xiang)內部推進,例(li)如煤的(de)(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)等。這(zhe)種燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)能(neng)量的(de)(de)(de)(de)(de)釋放比(bi)較(jiao)緩慢。所(suo)產生的(de)(de)(de)(de)(de)熱量和氣體(ti)(ti)可(ke)(ke)以迅速逸散。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)性(xing)粉塵的(de)(de)(de)(de)(de)堆(dui)狀燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),在通(tong)風良好的(de)(de)(de)(de)(de)情況下形(xing)成明火燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在通(tong)風不好的(de)(de)(de)(de)(de)情況下。可(ke)(ke)形(xing)成無(wu)煙或焰(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)隱燃(ran)(ran)。
可(ke)燃(ran)粉(fen)塵燃(ran)燒時有幾(ji)個階段(duan):一階段(duan),表面粉(fen)也(ye)被加熱(re);第二階段(duan),表面層氣化,溢出揮(hui)發(fa)(fa)分(fen);第三階段(duan),揮(hui)發(fa)(fa)分(fen)發(fa)(fa)生氣相燃(ran)燒。
超細粉(fen)(fen)體發生爆炸也(ye)是一(yi)個(ge)較(jiao)(jiao)為復雜的(de)過程(cheng),由于粉(fen)(fen)塵(chen)云(yun)的(de)尺度(du)一(yi)般較(jiao)(jiao)小,而(er)火(huo)(huo)焰(yan)傳播(bo)速度(du)較(jiao)(jiao)快,每秒幾(ji)百米(mi),因此(ci)在粉(fen)(fen)塵(chen)中心發生火(huo)(huo)源點火(huo)(huo),在不到0.1s的(de)時間內就可(ke)燃遍整(zheng)個(ge)粉(fen)(fen)塵(chen)云(yun)。在此(ci)過程(cheng)中,如果(guo)粉(fen)(fen)塵(chen)已燃盡,則會(hui)生成較(jiao)(jiao)高的(de)壓強;若未燃盡,則生成較(jiao)(jiao)低的(de)壓強。可(ke)燃粒子是否能燃完(wan),取決于粒子的(de)尺寸和燃燒深度(du)。
(5)可燃粉塵(chen)分類(lei)粉體按(an)其可燃性(xing)可劃分為兩類(lei):一(yi)類(lei)為可燃;一(yi)類(lei)為非可燃。可燃粉體的分類(lei)方法和(he)標準在(zai)不同的國家有所不同。
美(mei)國(guo)將(jiang)可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)體劃(hua)為Ⅱ級危險品(pin),同時又(you)將(jiang)其中的金(jin)屬粉(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)塵(chen)、谷物(wu)粉(fen)(fen)塵(chen)列入不同的組。美(mei)國(guo)制定的分類方法是按被測粉(fen)(fen)體在標準(zhun)試驗裝置內發生粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸時所得升壓速度來進行分類,并劃(hua)分為三(san)個等(deng)級。我國(guo)目前尚未見到關于可(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)分類的現成標準(zhun)。
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)爆炸也存在粉塵(chen)濃(nong)度(du)(du)(du)的(de)上(shang)(shang)下(xia)限(xian)(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(pin)種(zhong)、水分等多(duo)種(zhong)因素(su)(su)的(de)影(ying)響。采用簡化公式(shi),可估(gu)算出爆炸極限(xian)(xian),一般而(er)言粉塵(chen)爆炸下(xia)限(xian)(xian)濃(nong)度(du)(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)(xian)受到(dao)多(duo)種(zhong)因素(su)(su)的(de)影(ying)響,其值不(bu)如下(xia)限(xian)(xian)易(yi)確定,通(tong)常也不(bu)易(yi)達到(dao)上(shang)(shang)限(xian)(xian)的(de)濃(nong)度(du)(du)(du)。所以,下(xia)限(xian)(xian)值更重要、更有(you)用。
從物理意(yi)義(yi)上講(jiang),粉塵(chen)濃(nong)度(du)(du)上下(xia)限(xian)(xian)值(zhi)反映(ying)了粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)距(ju)離(li)對(dui)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)燃燒火(huo)焰傳播的影響(xiang),若(ruo)(ruo)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)距(ju)離(li)達(da)到使燃燒火(huo)焰不(bu)(bu)能延(yan)伸至相鄰粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)時,則(ze)燃燒就(jiu)不(bu)(bu)能繼續(xu)進(jin)行(傳播),爆炸也就(jiu)不(bu)(bu)會發生(sheng);此時粉塵(chen)濃(nong)度(du)(du)即低于(yu)爆炸的下(xia)限(xian)(xian)濃(nong)度(du)(du)值(zhi)。若(ruo)(ruo)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)的距(ju)離(li)過小(xiao),粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)氧不(bu)(bu)足以提供充(chong)分燃燒條(tiao)件,也就(jiu)不(bu)(bu)能形(xing)成爆炸,此時粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)濃(nong)度(du)(du)即高(gao)于(yu)上限(xian)(xian)值(zhi)。
(2)粉體(ti)(ti)(ti)粒(li)(li)度可(ke)燃(ran)物粉體(ti)(ti)(ti)顆粒(li)(li)大于(yu)(yu)400um時,所形(xing)成的粉塵云不再具有(you)可(ke)爆性(xing)。但(dan)對于(yu)(yu)超細(xi)粉體(ti)(ti)(ti)當其粒(li)(li)度在10um以(yi)下時則具有(you)較大的危險性(xing)。應引(yin)起注意的是,有(you)時即使(shi)粉體(ti)(ti)(ti)的平均粒(li)(li)度大于(yu)(yu)400um,但(dan)其中往往也含有(you)較細(xi)的粉體(ti)(ti)(ti),這少部分的粉體(ti)(ti)(ti)也具備爆炸性(xing)。
雖然粉體的(de)(de)粒度(du)對爆炸(zha)性(xing)能影響的(de)(de)規律性(xing)并(bing)(bing)不(bu)強,但粉體的(de)(de)尺寸越(yue)小,其比表面就越(yue)大,燃(ran)燒就越(yue)快,壓強升高速度(du)隨之(zhi)呈線性(xing)增加。在一定條件下(xia)大壓強變(bian)化不(bu)大,因為(wei)這(zhe)是取(qu)決(jue)于燃(ran)燒時發出的(de)(de)總能量,而與釋放能量的(de)(de)速度(du)并(bing)(bing)無明顯的(de)(de)關(guan)系。