粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)就(jiu)是(shi)懸(xuan)浮(fu)物于空(kong)氣(qi)(qi)中的(de)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)顆粒與空(kong)氣(qi)(qi)中的(de)氧氣(qi)(qi)充分接(jie)觸,在特定條(tiao)件(jian)下瞬時完成的(de)氧化反(fan)應,反(fan)應中放(fang)出大量(liang)熱量(liang),進而產(chan)生(sheng)高溫、高壓的(de)現象。任(ren)何粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)都必須具備(bei)這樣三個條(tiao)件(jian):點火源;可燃細粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen);粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)懸(xuan)浮(fu)于空(kong)氣(qi)(qi)中且達到爆(bao)炸(zha)濃度(du)極限范圍。
防爆袋式除塵器如何防止粉塵爆炸(zha)
1、粉(fen)塵爆炸的特點
(1)粉(fen)(fen)塵爆炸要(yao)比可燃(ran)(ran)(ran)物(wu)質(zhi)及(ji)可燃(ran)(ran)(ran)氣體復雜一(yi)般地,可燃(ran)(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵懸浮于(yu)空氣中形(xing)成在爆炸濃(nong)度范圍內的粉(fen)(fen)塵云,在點(dian)(dian)火(huo)源作用(yong)(yong)下(xia),與點(dian)(dian)火(huo)源接觸的部分(fen)粉(fen)(fen)塵首先(xian)被點(dian)(dian)燃(ran)(ran)(ran)并形(xing)成一(yi)個小(xiao)火(huo)球。在這個小(xiao)火(huo)球燃(ran)(ran)(ran)燒放出(chu)的熱量作用(yong)(yong)下(xia),使得周圍臨近粉(fen)(fen)塵被加(jia)熱、溫(wen)度升高(gao)、著火(huo)燃(ran)(ran)(ran)燒現(xian)象產生,這樣火(huo)球就將迅速(su)擴大而形(xing)成粉(fen)(fen)塵爆炸。
粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)難(nan)易程度和劇(ju)烈程度與粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)的(de)(de)(de)物理(li)、化學性(xing)質以及周圍空氣條件(jian)密切相關(guan)。一般地,燃(ran)燒熱越(yue)大、顆(ke)粒越(yue)細,活性(xing)越(yue)高(gao)的(de)(de)(de)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen),發生(sheng)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)危險性(xing)越(yue)大;輕的(de)(de)(de)懸浮物可燃(ran)物質的(de)(de)(de)爆(bao)炸(zha)危險性(xing)較(jiao)大;空氣中氧氣含量(liang)高(gao)時,粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)易被燃(ran)點(dian),爆(bao)炸(zha)也(ye)較(jiao)為劇(ju)烈。由于水分(fen)具(ju)有抑制(zhi)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)作用,所以粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)和氣體越(yue)干燥,則(ze)發生(sheng)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)危險性(xing)越(yue)大。
(2)粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)發(fa)生(sheng)之(zhi)后,往(wang)往(wang)會產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)這是由于在一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)時,有不少粉塵沉積在一(yi)(yi)起,其濃度(du)超過了粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)上限濃度(du)值而不能爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)。但是,當一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)形成的(de)沖擊波(bo)或氣浪(lang)將沉積粉塵重新揚(yang)起時,在空中(zhong)與空氣混合(he),濃度(du)在粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)范圍內,就可能緊接著產生(sheng)二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)。第二次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)所造成的(de)災害往(wang)往(wang)比一(yi)(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)要嚴重得多。
國內某(mou)鋁品(pin)生產廠1963年發生的塵爆炸事(shi)故的直(zhi)接原因(yin)是排風(feng)機(ji)葉輪與吸(xi)入(ru)口端面摩(mo)擦起(qi)火(huo)引起(qi)的。風(feng)機(ji)吸(xi)入(ru)口處的蝦米(mi)彎(wan)及褲衩三通氣流不暢(chang),容易(yi)積塵。特別是停機(ji)時更容易(yi)滯留粉塵,一旦啟動,沉積的粉塵被揚(yang)起(qi),很快(kuai)達(da)到爆炸下限(xian),引起(qi)粉塵爆炸。
(3)粉塵(chen)爆炸的(de)機理可(ke)燃(ran)粉塵(chen)在(zai)空氣(qi)(qi)中燃(ran)燒時會釋放(fang)(fang)出(chu)能(neng)量(liang),井(jing)產生大(da)(da)(da)量(liang)氣(qi)(qi)體,而釋放(fang)(fang)出(chu)能(neng)量(liang)的(de)快(kuai)慢即燃(ran)燒速(su)度的(de)大(da)(da)(da)小(xiao)與粉體暴露在(zai)空氣(qi)(qi)中的(de)面積有關。因(yin)此,對于同(tong)一(yi)種固(gu)體物(wu)質的(de)粉體,其粒度越(yue)(yue)小(xiao),比表面積則(ze)越(yue)(yue)大(da)(da)(da),燃(ran)燒擴散就越(yue)(yue)快(kuai)。如(ru)果這種固(gu)體的(de)粒度很細(xi)。以至(zhi)可(ke)懸(xuan)浮起來,一(yi)旦有點火源(yuan)使之引燃(ran),則(ze)可(ke)在(zai)極短(duan)的(de)時間(jian)內(nei)釋放(fang)(fang)出(chu)大(da)(da)(da)量(liang)的(de)能(neng)量(liang)。這些能(neng)量(liang)來不及散逸到(dao)周(zhou)圍環境中去,致(zhi)使該空間(jian)內(nei)氣(qi)(qi)體受(shou)到(dao)加熱并絕熱膨脹,而另一(yi)方面粉體燃(ran)燒時產生大(da)(da)(da)量(liang)的(de)氣(qi)(qi)體,會使體系形成局部高壓(ya),以致(zhi)產生爆炸及傳播(bo),這就是通常稱(cheng)作的(de)粉塵(chen)爆炸。
(4)粉塵(chen)爆炸(zha)與燃(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)區別大塊的(de)(de)(de)固體(ti)可(ke)(ke)(ke)燃(ran)物的(de)(de)(de)燃(ran)燒(shao)(shao)是以(yi)近(jin)于平行層向內部推進,例如煤(mei)的(de)(de)(de)燃(ran)燒(shao)(shao)等。這種燃(ran)燒(shao)(shao)能(neng)量的(de)(de)(de)釋(shi)放比較(jiao)緩慢。所產(chan)生的(de)(de)(de)熱量和氣體(ti)可(ke)(ke)(ke)以(yi)迅速逸(yi)散。可(ke)(ke)(ke)燃(ran)性粉塵(chen)的(de)(de)(de)堆(dui)狀燃(ran)燒(shao)(shao),在通風良好的(de)(de)(de)情況下(xia)形(xing)成(cheng)明火燃(ran)燒(shao)(shao),而在通風不好的(de)(de)(de)情況下(xia)。可(ke)(ke)(ke)形(xing)成(cheng)無煙或焰的(de)(de)(de)隱(yin)燃(ran)。
可燃粉塵燃燒(shao)時有幾個階(jie)(jie)段(duan):一(yi)階(jie)(jie)段(duan),表面(mian)(mian)粉也被加熱;第二階(jie)(jie)段(duan),表面(mian)(mian)層氣(qi)化(hua),溢出揮(hui)發(fa)分;第三階(jie)(jie)段(duan),揮(hui)發(fa)分發(fa)生(sheng)氣(qi)相(xiang)燃燒(shao)。
超細粉體發(fa)生爆(bao)炸也是一(yi)個較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)為復雜(za)的(de)(de)(de)(de)過程(cheng),由于粉塵(chen)(chen)云(yun)的(de)(de)(de)(de)尺(chi)度(du)一(yi)般較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)小,而火焰傳播(bo)速度(du)較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)快,每秒(miao)幾百米,因此在(zai)粉塵(chen)(chen)中(zhong)(zhong)心(xin)發(fa)生火源點火,在(zai)不(bu)到0.1s的(de)(de)(de)(de)時間(jian)內就可燃(ran)(ran)(ran)遍整個粉塵(chen)(chen)云(yun)。在(zai)此過程(cheng)中(zhong)(zhong),如(ru)果粉塵(chen)(chen)已燃(ran)(ran)(ran)盡(jin)(jin),則(ze)會生成較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)壓強;若(ruo)未燃(ran)(ran)(ran)盡(jin)(jin),則(ze)生成較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)低的(de)(de)(de)(de)壓強。可燃(ran)(ran)(ran)粒子(zi)是否能燃(ran)(ran)(ran)完,取(qu)決于粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸和燃(ran)(ran)(ran)燒深度(du)。
(5)可(ke)(ke)燃粉(fen)塵分類(lei)粉(fen)體按其可(ke)(ke)燃性可(ke)(ke)劃分為(wei)兩類(lei):一類(lei)為(wei)可(ke)(ke)燃;一類(lei)為(wei)非(fei)可(ke)(ke)燃。可(ke)(ke)燃粉(fen)體的分類(lei)方法(fa)和標準(zhun)在不同的國家有所不同。
美國(guo)將(jiang)可(ke)燃粉(fen)(fen)體劃為Ⅱ級(ji)危險品,同時又將(jiang)其中的(de)(de)金(jin)屬粉(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)、谷物粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)列入不(bu)同的(de)(de)組。美國(guo)制定的(de)(de)分(fen)類方法是按被(bei)測粉(fen)(fen)體在標準試驗裝(zhuang)置內(nei)發生粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆炸時所得升壓速度(du)來進行(xing)分(fen)類,并劃分(fen)為三個等級(ji)。我國(guo)目前(qian)尚未見到關于(yu)可(ke)燃粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)分(fen)類的(de)(de)現成(cheng)標準。
2、粉(fen)塵濃(nong)度和顆粒(li)對爆炸的影響
(1)粉(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)(du)可(ke)燃粉(fen)塵爆(bao)炸也存在粉(fen)塵濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)上(shang)(shang)下(xia)限(xian)。該值(zhi)(zhi)受點火能量、氧濃(nong)(nong)度(du)(du)、粉(fen)體粒度(du)(du)、粉(fen)體品(pin)種(zhong)、水分等多(duo)種(zhong)因素(su)的(de)影(ying)(ying)響(xiang)。采(cai)用簡化公式(shi),可(ke)估算(suan)出(chu)爆(bao)炸極限(xian),一般而言粉(fen)塵爆(bao)炸下(xia)限(xian)濃(nong)(nong)度(du)(du)為(wei)20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)介(jie)于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)受到多(duo)種(zhong)因素(su)的(de)影(ying)(ying)響(xiang),其值(zhi)(zhi)不(bu)如下(xia)限(xian)易(yi)確定,通常也不(bu)易(yi)達到上(shang)(shang)限(xian)的(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)。所以,下(xia)限(xian)值(zhi)(zhi)更(geng)重要(yao)、更(geng)有用。
從物理意(yi)義(yi)上講,粉(fen)塵(chen)濃度上下限值(zhi)反(fan)映了粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)距(ju)(ju)(ju)離對粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)燃(ran)燒火焰(yan)傳播的(de)(de)影響,若粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)距(ju)(ju)(ju)離達到使燃(ran)燒火焰(yan)不能(neng)延伸至(zhi)相(xiang)鄰粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)時(shi),則燃(ran)燒就不能(neng)繼續進(jin)行(傳播),爆炸(zha)也(ye)就不會發生;此時(shi)粉(fen)塵(chen)濃度即低于爆炸(zha)的(de)(de)下限濃度值(zhi)。若粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)的(de)(de)距(ju)(ju)(ju)離過小(xiao),粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)氧不足以提供充(chong)分燃(ran)燒條件,也(ye)就不能(neng)形(xing)成(cheng)爆炸(zha),此時(shi)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)濃度即高于上限值(zhi)。
(2)粉體(ti)粒(li)(li)度(du)可(ke)燃(ran)物粉體(ti)顆粒(li)(li)大(da)(da)于400um時,所形成(cheng)的(de)(de)(de)粉塵(chen)云(yun)不再具(ju)有(you)可(ke)爆性。但對于超(chao)細粉體(ti)當(dang)其粒(li)(li)度(du)在10um以下(xia)時則(ze)具(ju)有(you)較大(da)(da)的(de)(de)(de)危險性。應引起注(zhu)意的(de)(de)(de)是,有(you)時即(ji)使粉體(ti)的(de)(de)(de)平均粒(li)(li)度(du)大(da)(da)于400um,但其中(zhong)往往也(ye)含(han)有(you)較細的(de)(de)(de)粉體(ti),這(zhe)少部分的(de)(de)(de)粉體(ti)也(ye)具(ju)備爆炸性。
雖(sui)然粉(fen)體的(de)粒度對(dui)爆炸性能影(ying)響的(de)規律性并不(bu)強(qiang),但(dan)粉(fen)體的(de)尺寸越(yue)小,其比表面就越(yue)大(da),燃燒就越(yue)快,壓強(qiang)升(sheng)高速(su)度隨之呈線性增加。在一(yi)定條件下(xia)大(da)壓強(qiang)變化不(bu)大(da),因為這是(shi)取決于(yu)燃燒時發出的(de)總能量(liang),而(er)與釋放能量(liang)的(de)速(su)度并無明顯的(de)關系。