粉塵(chen)爆(bao)炸就(jiu)是懸浮(fu)物(wu)于空(kong)氣中的(de)粉塵(chen)顆粒與空(kong)氣中的(de)氧(yang)氣充分接觸,在特定條件(jian)下(xia)瞬(shun)時(shi)完(wan)成的(de)氧(yang)化(hua)反應,反應中放(fang)出大量熱量,進(jin)而產生高溫、高壓的(de)現象(xiang)。任何粉塵(chen)爆(bao)炸都必須具備這樣三個條件(jian):點火源;可燃細粉塵(chen);粉塵(chen)懸浮(fu)于空(kong)氣中且達到爆(bao)炸濃度(du)極限范(fan)圍。
防爆袋式除塵器如何防止粉塵爆炸
1、粉塵爆(bao)炸的特點
(1)粉(fen)塵爆(bao)炸要比可燃(ran)(ran)物(wu)質及可燃(ran)(ran)氣(qi)體復雜一般地,可燃(ran)(ran)粉(fen)塵懸浮于(yu)空(kong)氣(qi)中形成在(zai)爆(bao)炸濃(nong)度(du)范圍內的粉(fen)塵云,在(zai)點(dian)火源作(zuo)用下,與點(dian)火源接觸的部分粉(fen)塵首先被(bei)點(dian)燃(ran)(ran)并形成一個(ge)小(xiao)(xiao)火球。在(zai)這個(ge)小(xiao)(xiao)火球燃(ran)(ran)燒放出(chu)的熱(re)(re)量(liang)作(zuo)用下,使得周圍臨(lin)近粉(fen)塵被(bei)加熱(re)(re)、溫(wen)度(du)升高、著(zhu)火燃(ran)(ran)燒現象產生(sheng),這樣火球就將迅速擴大而(er)形成粉(fen)塵爆(bao)炸。
粉塵爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)難易程度(du)和劇烈(lie)程度(du)與粉塵的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理、化學性質以(yi)及(ji)周圍空(kong)氣(qi)條件密切相關(guan)。一(yi)般地,燃燒熱越(yue)大(da)(da)(da)、顆粒越(yue)細,活性越(yue)高(gao)的(de)(de)(de)(de)粉塵,發生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)危(wei)險(xian)(xian)(xian)性越(yue)大(da)(da)(da);輕的(de)(de)(de)(de)懸(xuan)浮物(wu)(wu)可燃物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)(de)爆(bao)炸(zha)危(wei)險(xian)(xian)(xian)性較(jiao)大(da)(da)(da);空(kong)氣(qi)中氧氣(qi)含量高(gao)時(shi),粉塵易被(bei)燃點,爆(bao)炸(zha)也(ye)較(jiao)為(wei)劇烈(lie)。由于水分具有抑制(zhi)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)作用,所(suo)以(yi)粉塵和氣(qi)體越(yue)干燥,則發生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)(de)危(wei)險(xian)(xian)(xian)性越(yue)大(da)(da)(da)。
(2)粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生之后,往(wang)往(wang)會產(chan)生二(er)(er)次爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)這(zhe)是(shi)由于在(zai)一(yi)次爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)時(shi),有(you)不少粉塵(chen)沉積在(zai)一(yi)起,其濃度超過了粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)的(de)上限濃度值而不能爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是(shi),當一(yi)次爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成(cheng)的(de)沖(chong)擊波(bo)或氣浪將沉積粉塵(chen)重新揚(yang)起時(shi),在(zai)空中與空氣混(hun)合,濃度在(zai)粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)范(fan)圍(wei)內,就可能緊接著產(chan)生二(er)(er)次爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二(er)(er)次爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成(cheng)的(de)災害往(wang)往(wang)比一(yi)次爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴重得多。
國內(nei)某(mou)鋁(lv)品生(sheng)產(chan)廠1963年發(fa)生(sheng)的(de)塵(chen)爆炸事故(gu)的(de)直(zhi)接原(yuan)因是(shi)排風機葉輪(lun)與吸入口(kou)(kou)端面摩擦起(qi)火引起(qi)的(de)。風機吸入口(kou)(kou)處的(de)蝦米彎及褲衩三通氣(qi)流不暢,容(rong)易(yi)積塵(chen)。特別(bie)是(shi)停機時更容(rong)易(yi)滯(zhi)留(liu)粉塵(chen),一旦啟動,沉(chen)積的(de)粉塵(chen)被揚起(qi),很快達(da)到爆炸下限(xian),引起(qi)粉塵(chen)爆炸。
(3)粉塵(chen)爆炸的(de)(de)機理可燃(ran)粉塵(chen)在空氣(qi)中燃(ran)燒時(shi)會(hui)釋(shi)放出能量(liang)(liang),井產(chan)(chan)生(sheng)大(da)(da)量(liang)(liang)氣(qi)體(ti)(ti),而釋(shi)放出能量(liang)(liang)的(de)(de)快慢即燃(ran)燒速度(du)的(de)(de)大(da)(da)小與粉體(ti)(ti)暴露在空氣(qi)中的(de)(de)面積有關。因此,對于(yu)同一種固體(ti)(ti)物(wu)質的(de)(de)粉體(ti)(ti),其粒(li)(li)度(du)越(yue)小,比表面積則越(yue)大(da)(da),燃(ran)燒擴散就(jiu)(jiu)越(yue)快。如果這(zhe)種固體(ti)(ti)的(de)(de)粒(li)(li)度(du)很(hen)細(xi)。以至可懸浮起來,一旦有點(dian)火源使(shi)之引燃(ran),則可在極(ji)短的(de)(de)時(shi)間內釋(shi)放出大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)能量(liang)(liang)。這(zhe)些(xie)能量(liang)(liang)來不及散逸到(dao)周(zhou)圍(wei)環境中去(qu),致使(shi)該空間內氣(qi)體(ti)(ti)受(shou)到(dao)加熱(re)并絕熱(re)膨脹,而另一方面粉體(ti)(ti)燃(ran)燒時(shi)產(chan)(chan)生(sheng)大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti),會(hui)使(shi)體(ti)(ti)系(xi)形成局部高壓,以致產(chan)(chan)生(sheng)爆炸及傳(chuan)播,這(zhe)就(jiu)(jiu)是通常(chang)稱作(zuo)的(de)(de)粉塵(chen)爆炸。
(4)粉(fen)(fen)塵爆炸與燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的區別大塊的固體(ti)可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)(ran)物(wu)的燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)是以(yi)近(jin)于(yu)平行層向(xiang)內部推進(jin),例如煤(mei)的燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)等(deng)。這種燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)能量(liang)的釋(shi)放比較緩慢。所產(chan)生的熱量(liang)和氣體(ti)可(ke)(ke)以(yi)迅速逸散。可(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)(ran)性粉(fen)(fen)塵的堆狀燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),在通風(feng)良好的情況下(xia)(xia)形成明(ming)火燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao),而在通風(feng)不好的情況下(xia)(xia)。可(ke)(ke)形成無煙或焰的隱燃(ran)(ran)(ran)(ran)。
可(ke)燃粉塵燃燒時(shi)有幾個階(jie)(jie)(jie)段:一階(jie)(jie)(jie)段,表面粉也被加熱;第二(er)階(jie)(jie)(jie)段,表面層氣化,溢出揮(hui)發分(fen);第三階(jie)(jie)(jie)段,揮(hui)發分(fen)發生氣相燃燒。
超細粉體發生(sheng)(sheng)爆炸也是一(yi)個較(jiao)為(wei)復雜的過(guo)程(cheng),由于(yu)粉塵(chen)云的尺度一(yi)般較(jiao)小,而火(huo)焰傳播速度較(jiao)快,每秒(miao)幾百米(mi),因此在粉塵(chen)中心發生(sheng)(sheng)火(huo)源點火(huo),在不(bu)到0.1s的時(shi)間內(nei)就可燃(ran)遍整個粉塵(chen)云。在此過(guo)程(cheng)中,如果(guo)粉塵(chen)已燃(ran)盡(jin),則會(hui)生(sheng)(sheng)成較(jiao)高的壓強;若未(wei)燃(ran)盡(jin),則生(sheng)(sheng)成較(jiao)低的壓強。可燃(ran)粒(li)子(zi)是否能(neng)燃(ran)完,取決于(yu)粒(li)子(zi)的尺寸(cun)和燃(ran)燒深度。
(5)可(ke)燃(ran)粉塵分類(lei)粉體按其(qi)可(ke)燃(ran)性可(ke)劃(hua)分為兩(liang)類(lei):一(yi)類(lei)為可(ke)燃(ran);一(yi)類(lei)為非可(ke)燃(ran)。可(ke)燃(ran)粉體的(de)分類(lei)方法和(he)標準在不同(tong)的(de)國家有所不同(tong)。
美國將可燃粉體(ti)劃(hua)為Ⅱ級(ji)(ji)危險品,同時又將其中的(de)(de)金屬粉、含碳粉塵(chen)(chen)、谷物粉塵(chen)(chen)列入不同的(de)(de)組。美國制(zhi)定的(de)(de)分(fen)(fen)類方法(fa)是按(an)被測粉體(ti)在標準(zhun)試驗裝置內(nei)發生粉塵(chen)(chen)爆炸時所得升(sheng)壓速度(du)來(lai)進行分(fen)(fen)類,并劃(hua)分(fen)(fen)為三(san)個等級(ji)(ji)。我國目前尚未見到(dao)關于可燃粉塵(chen)(chen)分(fen)(fen)類的(de)(de)現成(cheng)標準(zhun)。
2、粉塵濃(nong)度和顆粒對爆炸(zha)的(de)影響(xiang)
(1)粉塵濃(nong)(nong)度(du)可燃粉塵爆炸也(ye)存在粉塵濃(nong)(nong)度(du)的(de)上(shang)(shang)下(xia)(xia)限(xian)。該(gai)值受點火(huo)能量、氧濃(nong)(nong)度(du)、粉體(ti)(ti)粒(li)度(du)、粉體(ti)(ti)品種、水(shui)分等多種因(yin)素的(de)影響。采用簡(jian)化公式,可估(gu)算出爆炸極限(xian),一般而言(yan)粉塵爆炸下(xia)(xia)限(xian)濃(nong)(nong)度(du)為(wei)20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)受到多種因(yin)素的(de)影響,其值不如(ru)下(xia)(xia)限(xian)易確定,通常也(ye)不易達到上(shang)(shang)限(xian)的(de)濃(nong)(nong)度(du)。所以,下(xia)(xia)限(xian)值更(geng)重要、更(geng)有用。
從物(wu)理意義上(shang)(shang)講(jiang),粉塵(chen)濃(nong)(nong)度(du)上(shang)(shang)下(xia)限值(zhi)反映了粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間距離(li)對粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)燃燒(shao)火焰(yan)傳(chuan)播的(de)影響,若(ruo)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間距離(li)達到使燃燒(shao)火焰(yan)不(bu)能延伸至相(xiang)鄰粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)時,則燃燒(shao)就不(bu)能繼續進(jin)行(xing)(傳(chuan)播),爆(bao)炸(zha)也(ye)就不(bu)會發(fa)生;此時粉塵(chen)濃(nong)(nong)度(du)即低于(yu)爆(bao)炸(zha)的(de)下(xia)限濃(nong)(nong)度(du)值(zhi)。若(ruo)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間的(de)距離(li)過(guo)小,粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間氧不(bu)足以提(ti)供充分燃燒(shao)條件,也(ye)就不(bu)能形成(cheng)爆(bao)炸(zha),此時粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)濃(nong)(nong)度(du)即高于(yu)上(shang)(shang)限值(zhi)。
(2)粉體(ti)(ti)粒(li)度可燃物粉體(ti)(ti)顆粒(li)大于400um時,所形成的(de)粉塵云不再具有可爆(bao)性。但對于超(chao)細粉體(ti)(ti)當其(qi)粒(li)度在(zai)10um以下時則具有較(jiao)大的(de)危險性。應引起注意的(de)是(shi),有時即使粉體(ti)(ti)的(de)平均粒(li)度大于400um,但其(qi)中(zhong)往往也含(han)有較(jiao)細的(de)粉體(ti)(ti),這少部分的(de)粉體(ti)(ti)也具備爆(bao)炸(zha)性。
雖然(ran)粉(fen)體(ti)的粒度(du)對爆(bao)炸性能影響(xiang)的規律性并(bing)不強(qiang)(qiang),但(dan)粉(fen)體(ti)的尺寸越(yue)小,其比表面就越(yue)大(da)(da),燃燒就越(yue)快,壓(ya)(ya)強(qiang)(qiang)升高(gao)速度(du)隨之呈線性增加。在(zai)一定(ding)條件下大(da)(da)壓(ya)(ya)強(qiang)(qiang)變化不大(da)(da),因為這是取決于燃燒時(shi)發出(chu)的總能量,而與(yu)釋放(fang)能量的速度(du)并(bing)無明顯的關系。