粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)就是懸浮(fu)物于空氣(qi)(qi)中的(de)粉(fen)(fen)塵顆粒與空氣(qi)(qi)中的(de)氧氣(qi)(qi)充分(fen)接觸(chu),在特(te)定(ding)條件(jian)下瞬時(shi)完成的(de)氧化反應(ying),反應(ying)中放出(chu)大(da)量熱量,進(jin)而(er)產生高溫、高壓(ya)的(de)現象(xiang)。任何粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)都必須具(ju)備這(zhe)樣(yang)三個(ge)條件(jian):點火源;可燃細粉(fen)(fen)塵;粉(fen)(fen)塵懸浮(fu)于空氣(qi)(qi)中且達到(dao)爆(bao)炸(zha)濃度極限范圍(wei)。
防爆袋式(shi)除塵(chen)器如何防止粉塵(chen)爆炸
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸要比可(ke)燃(ran)物質(zhi)及可(ke)燃(ran)氣(qi)體復雜(za)一般地(di),可(ke)燃(ran)粉(fen)塵(chen)(chen)懸浮于(yu)空氣(qi)中形成(cheng)在(zai)爆(bao)炸濃度范圍(wei)內(nei)的(de)粉(fen)塵(chen)(chen)云(yun),在(zai)點(dian)火源作用(yong)下,與點(dian)火源接(jie)觸的(de)部分(fen)粉(fen)塵(chen)(chen)首先被點(dian)燃(ran)并(bing)形成(cheng)一個(ge)小(xiao)火球。在(zai)這個(ge)小(xiao)火球燃(ran)燒放(fang)出的(de)熱量(liang)作用(yong)下,使得周圍(wei)臨近粉(fen)塵(chen)(chen)被加熱、溫度升高、著火燃(ran)燒現象產生(sheng),這樣火球就將迅速擴大(da)而形成(cheng)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸。
粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)難易程度(du)和(he)劇(ju)烈程度(du)與粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)的(de)(de)(de)物理、化學性(xing)(xing)質(zhi)以及周(zhou)圍空氣(qi)條件密(mi)切相關。一般地,燃燒熱越(yue)大、顆粒越(yue)細(xi),活性(xing)(xing)越(yue)高(gao)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen),發生爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)越(yue)大;輕的(de)(de)(de)懸(xuan)浮物可燃物質(zhi)的(de)(de)(de)爆(bao)炸(zha)(zha)危險性(xing)(xing)較(jiao)大;空氣(qi)中(zhong)氧氣(qi)含量高(gao)時(shi),粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)易被燃點,爆(bao)炸(zha)(zha)也較(jiao)為(wei)劇(ju)烈。由于水分(fen)具有抑制爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)作用,所以粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)和(he)氣(qi)體(ti)越(yue)干(gan)燥,則發生爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)越(yue)大。
(2)粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生之后,往往會產(chan)生二次(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是(shi)由(you)于(yu)在(zai)一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)時,有不少粉塵沉積在(zai)一(yi)起,其(qi)濃度(du)(du)超過(guo)了(le)粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)的上限濃度(du)(du)值而不能(neng)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是(shi),當一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成(cheng)的沖擊波(bo)或氣浪將(jiang)沉積粉塵重新(xin)揚起時,在(zai)空(kong)中與(yu)空(kong)氣混合,濃度(du)(du)在(zai)粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內,就可能(neng)緊(jin)接(jie)著產(chan)生二次(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二次(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成(cheng)的災害往往比一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴重得多(duo)。
國內(nei)某鋁品生(sheng)產廠1963年發生(sheng)的(de)塵(chen)(chen)爆炸事故的(de)直(zhi)接原因(yin)是排風(feng)機葉(xie)輪與吸入口(kou)端(duan)面摩擦起火引起的(de)。風(feng)機吸入口(kou)處的(de)蝦米彎及褲衩(cha)三通氣流(liu)不暢,容(rong)易積塵(chen)(chen)。特(te)別是停機時(shi)更容(rong)易滯留粉塵(chen)(chen),一(yi)旦啟動,沉積的(de)粉塵(chen)(chen)被揚起,很快達到(dao)爆炸下(xia)限(xian),引起粉塵(chen)(chen)爆炸。
(3)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)機理可燃(ran)粉塵(chen)在空氣(qi)中燃(ran)燒(shao)時會釋放出能(neng)量(liang),井(jing)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)氣(qi)體(ti)(ti),而釋放出能(neng)量(liang)的(de)(de)快慢(man)即燃(ran)燒(shao)速度(du)的(de)(de)大(da)小與粉體(ti)(ti)暴露在空氣(qi)中的(de)(de)面積(ji)有關(guan)。因此,對于同一種(zhong)固(gu)體(ti)(ti)物質的(de)(de)粉體(ti)(ti),其粒(li)度(du)越(yue)(yue)小,比表(biao)面積(ji)則(ze)越(yue)(yue)大(da),燃(ran)燒(shao)擴(kuo)散就(jiu)越(yue)(yue)快。如(ru)果這(zhe)種(zhong)固(gu)體(ti)(ti)的(de)(de)粒(li)度(du)很細。以至(zhi)可懸(xuan)浮起(qi)來,一旦有點(dian)火源(yuan)使(shi)(shi)之引燃(ran),則(ze)可在極短(duan)的(de)(de)時間(jian)內(nei)釋放出大(da)量(liang)的(de)(de)能(neng)量(liang)。這(zhe)些能(neng)量(liang)來不及(ji)散逸(yi)到周圍環境中去,致(zhi)使(shi)(shi)該(gai)空間(jian)內(nei)氣(qi)體(ti)(ti)受(shou)到加(jia)熱并絕熱膨脹,而另一方面粉體(ti)(ti)燃(ran)燒(shao)時產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)的(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti),會使(shi)(shi)體(ti)(ti)系(xi)形成(cheng)局部(bu)高(gao)壓(ya),以致(zhi)產(chan)生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)及(ji)傳播,這(zhe)就(jiu)是通常稱作的(de)(de)粉塵(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。
(4)粉塵(chen)爆炸(zha)與燃(ran)(ran)燒(shao)的(de)區別(bie)大(da)塊(kuai)的(de)固體可(ke)燃(ran)(ran)物的(de)燃(ran)(ran)燒(shao)是(shi)以近于平行(xing)層向內部(bu)推進,例如煤的(de)燃(ran)(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)(ran)燒(shao)能量的(de)釋放比較緩慢。所產生的(de)熱量和氣體可(ke)以迅速逸散(san)。可(ke)燃(ran)(ran)性(xing)粉塵(chen)的(de)堆狀燃(ran)(ran)燒(shao),在(zai)通(tong)風良好的(de)情況(kuang)下形(xing)成(cheng)明(ming)火燃(ran)(ran)燒(shao),而在(zai)通(tong)風不好的(de)情況(kuang)下。可(ke)形(xing)成(cheng)無煙或焰的(de)隱燃(ran)(ran)。
可燃(ran)粉(fen)塵燃(ran)燒時有幾個階(jie)(jie)段(duan):一(yi)階(jie)(jie)段(duan),表面粉(fen)也被加(jia)熱;第(di)二(er)階(jie)(jie)段(duan),表面層氣(qi)化,溢出揮(hui)發分(fen);第(di)三階(jie)(jie)段(duan),揮(hui)發分(fen)發生氣(qi)相(xiang)燃(ran)燒。
超細粉(fen)(fen)體發生(sheng)(sheng)爆炸也(ye)是一個(ge)(ge)較(jiao)(jiao)為復雜的(de)(de)過(guo)程,由于粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云(yun)的(de)(de)尺度(du)一般較(jiao)(jiao)小,而火(huo)焰傳播速(su)度(du)較(jiao)(jiao)快,每秒(miao)幾(ji)百米,因此(ci)(ci)在粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)中心發生(sheng)(sheng)火(huo)源點火(huo),在不到0.1s的(de)(de)時間內就(jiu)可燃(ran)(ran)遍整個(ge)(ge)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)云(yun)。在此(ci)(ci)過(guo)程中,如果粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)已(yi)燃(ran)(ran)盡,則(ze)(ze)會(hui)生(sheng)(sheng)成較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)壓(ya)強;若未(wei)燃(ran)(ran)盡,則(ze)(ze)生(sheng)(sheng)成較(jiao)(jiao)低的(de)(de)壓(ya)強。可燃(ran)(ran)粒子(zi)是否能燃(ran)(ran)完,取決于粒子(zi)的(de)(de)尺寸和燃(ran)(ran)燒深度(du)。
(5)可(ke)燃粉塵分(fen)類(lei)粉體按(an)其(qi)可(ke)燃性可(ke)劃分(fen)為兩類(lei):一類(lei)為可(ke)燃;一類(lei)為非可(ke)燃。可(ke)燃粉體的分(fen)類(lei)方(fang)法和標準在(zai)不(bu)同的國家有所不(bu)同。
美國(guo)將可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)體劃(hua)為Ⅱ級危(wei)險品,同時又將其中(zhong)的(de)金屬粉(fen)(fen)(fen)、含碳(tan)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)、谷(gu)物粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)列(lie)入不同的(de)組。美國(guo)制定的(de)分(fen)類(lei)(lei)方法是按被測粉(fen)(fen)(fen)體在標準試(shi)驗裝置內發生粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸時所得升壓速度來進行分(fen)類(lei)(lei),并劃(hua)分(fen)為三(san)個等(deng)級。我國(guo)目(mu)前尚未(wei)見(jian)到關于可(ke)(ke)燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)分(fen)類(lei)(lei)的(de)現成標準。
2、粉塵濃度和顆粒對爆炸的影(ying)響
(1)粉(fen)塵(chen)濃度(du)(du)(du)可(ke)燃粉(fen)塵(chen)爆炸也存(cun)在粉(fen)塵(chen)濃度(du)(du)(du)的(de)上(shang)下(xia)(xia)限(xian)。該值受點火(huo)能量(liang)、氧濃度(du)(du)(du)、粉(fen)體(ti)粒度(du)(du)(du)、粉(fen)體(ti)品種(zhong)、水(shui)分等多種(zhong)因素(su)的(de)影響。采用(yong)簡化公式,可(ke)估算出爆炸極限(xian),一(yi)般而(er)言粉(fen)塵(chen)爆炸下(xia)(xia)限(xian)濃度(du)(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)限(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)限(xian)受到(dao)多種(zhong)因素(su)的(de)影響,其值不(bu)如下(xia)(xia)限(xian)易確定(ding),通常也不(bu)易達到(dao)上(shang)限(xian)的(de)濃度(du)(du)(du)。所以(yi),下(xia)(xia)限(xian)值更重要(yao)、更有用(yong)。
從物理意義上講,粉塵濃(nong)度上下限值反映了粒(li)(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)距(ju)離(li)對(dui)粒(li)(li)(li)子(zi)燃(ran)燒(shao)火(huo)焰傳(chuan)播的影(ying)響,若(ruo)粒(li)(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)距(ju)離(li)達到使燃(ran)燒(shao)火(huo)焰不能延伸至相鄰(lin)粒(li)(li)(li)子(zi)時,則燃(ran)燒(shao)就(jiu)不能繼續(xu)進行(傳(chuan)播),爆(bao)炸也(ye)就(jiu)不會發生;此時粉塵濃(nong)度即低于(yu)爆(bao)炸的下限濃(nong)度值。若(ruo)粒(li)(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)的距(ju)離(li)過小,粒(li)(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)氧不足以(yi)提供充(chong)分燃(ran)燒(shao)條(tiao)件(jian),也(ye)就(jiu)不能形(xing)成(cheng)爆(bao)炸,此時粒(li)(li)(li)子(zi)濃(nong)度即高于(yu)上限值。
(2)粉體(ti)粒度可燃物粉體(ti)顆粒大于(yu)400um時(shi)(shi),所形成(cheng)的(de)粉塵云不再具(ju)有(you)可爆性。但對于(yu)超(chao)細粉體(ti)當其粒度在10um以下時(shi)(shi)則具(ju)有(you)較(jiao)大的(de)危險(xian)性。應引(yin)起注意的(de)是,有(you)時(shi)(shi)即(ji)使粉體(ti)的(de)平均粒度大于(yu)400um,但其中往(wang)往(wang)也(ye)含(han)有(you)較(jiao)細的(de)粉體(ti),這少部分的(de)粉體(ti)也(ye)具(ju)備爆炸性。
雖然粉體的粒度(du)(du)對爆(bao)炸性能影(ying)響的規律性并(bing)不強(qiang),但(dan)粉體的尺寸越小(xiao),其(qi)比表面就越大,燃燒(shao)就越快(kuai),壓強(qiang)升高速(su)度(du)(du)隨之呈線性增加。在一定(ding)條件下大壓強(qiang)變化不大,因為這(zhe)是取決于(yu)燃燒(shao)時發出的總能量,而與(yu)釋(shi)放(fang)能量的速(su)度(du)(du)并(bing)無明(ming)顯的關系(xi)。