粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)就是(shi)懸(xuan)浮物于(yu)空(kong)(kong)氣中(zhong)的(de)粉(fen)(fen)塵顆粒與空(kong)(kong)氣中(zhong)的(de)氧氣充分接觸,在(zai)特(te)定條(tiao)件下(xia)瞬時(shi)完成的(de)氧化反應(ying),反應(ying)中(zhong)放出(chu)大(da)量(liang)熱量(liang),進而產(chan)生高溫、高壓的(de)現象。任何粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)都必須具(ju)備這樣三個條(tiao)件:點火源;可燃(ran)細粉(fen)(fen)塵;粉(fen)(fen)塵懸(xuan)浮于(yu)空(kong)(kong)氣中(zhong)且(qie)達到爆(bao)炸(zha)濃度(du)極限范圍。
防(fang)爆袋式(shi)除塵器如(ru)何防(fang)止粉塵爆炸
1、粉塵爆炸的特點
(1)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)要(yao)比可燃(ran)物質及可燃(ran)氣(qi)體復雜一般地,可燃(ran)粉(fen)塵(chen)(chen)懸(xuan)浮于空氣(qi)中(zhong)形(xing)成在爆(bao)炸(zha)濃度范圍內的(de)粉(fen)塵(chen)(chen)云,在點(dian)火(huo)(huo)(huo)源(yuan)作(zuo)用下(xia),與(yu)點(dian)火(huo)(huo)(huo)源(yuan)接觸(chu)的(de)部分粉(fen)塵(chen)(chen)首先(xian)被(bei)點(dian)燃(ran)并(bing)形(xing)成一個(ge)(ge)小火(huo)(huo)(huo)球(qiu)。在這個(ge)(ge)小火(huo)(huo)(huo)球(qiu)燃(ran)燒放出的(de)熱量作(zuo)用下(xia),使得周圍臨(lin)近(jin)粉(fen)塵(chen)(chen)被(bei)加熱、溫度升高、著(zhu)火(huo)(huo)(huo)燃(ran)燒現象(xiang)產生,這樣火(huo)(huo)(huo)球(qiu)就(jiu)將迅(xun)速擴(kuo)大而形(xing)成粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)。
粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)難易程度和劇烈(lie)程度與(yu)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)的(de)(de)物理、化學性(xing)質(zhi)以及周圍(wei)空氣(qi)條件密(mi)切相關。一般地,燃燒熱越(yue)(yue)大(da)(da)(da)、顆粒越(yue)(yue)細(xi),活性(xing)越(yue)(yue)高的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen),發生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危(wei)(wei)(wei)險性(xing)越(yue)(yue)大(da)(da)(da);輕的(de)(de)懸浮物可燃物質(zhi)的(de)(de)爆(bao)炸(zha)危(wei)(wei)(wei)險性(xing)較(jiao)(jiao)大(da)(da)(da);空氣(qi)中(zhong)氧氣(qi)含量(liang)高時,粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)易被燃點,爆(bao)炸(zha)也較(jiao)(jiao)為劇烈(lie)。由(you)于水分具有抑制爆(bao)炸(zha)的(de)(de)作用,所以粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)和氣(qi)體(ti)越(yue)(yue)干燥,則發生爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危(wei)(wei)(wei)險性(xing)越(yue)(yue)大(da)(da)(da)。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)發生(sheng)(sheng)之(zhi)后,往(wang)(wang)往(wang)(wang)會產生(sheng)(sheng)二(er)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)這是由于在(zai)一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)時,有不少粉(fen)(fen)塵(chen)沉積在(zai)一(yi)起,其濃度(du)(du)超過了粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)上限濃度(du)(du)值而不能(neng)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)。但是,當一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)形成(cheng)的(de)沖擊波或氣浪將沉積粉(fen)(fen)塵(chen)重新揚起時,在(zai)空中與空氣混(hun)合,濃度(du)(du)在(zai)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)范(fan)圍內,就(jiu)可(ke)能(neng)緊接著產生(sheng)(sheng)二(er)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)。第二(er)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)所(suo)造成(cheng)的(de)災害往(wang)(wang)往(wang)(wang)比一(yi)次(ci)(ci)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)要(yao)嚴重得(de)多。
國內某(mou)鋁品生產廠(chang)1963年(nian)發生的(de)(de)(de)塵爆(bao)炸(zha)事(shi)故的(de)(de)(de)直接原因是排(pai)風機葉輪與吸入(ru)口端面(mian)摩擦起(qi)(qi)火引起(qi)(qi)的(de)(de)(de)。風機吸入(ru)口處(chu)的(de)(de)(de)蝦米彎及褲衩三(san)通(tong)氣(qi)流不暢,容易積塵。特別是停(ting)機時(shi)更容易滯(zhi)留粉(fen)塵,一旦(dan)啟動,沉(chen)積的(de)(de)(de)粉(fen)塵被揚起(qi)(qi),很快達到爆(bao)炸(zha)下(xia)限,引起(qi)(qi)粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)。
(3)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)的(de)(de)(de)(de)機理可(ke)燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)塵(chen)在空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)燃(ran)(ran)燒時(shi)會(hui)釋(shi)放出(chu)能量(liang),井產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti),而釋(shi)放出(chu)能量(liang)的(de)(de)(de)(de)快慢即燃(ran)(ran)燒速度(du)的(de)(de)(de)(de)大(da)小與(yu)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)暴露在空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)面積有(you)關。因此,對于同一(yi)種固(gu)體(ti)(ti)(ti)物質的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti),其粒(li)度(du)越(yue)小,比(bi)表(biao)面積則(ze)越(yue)大(da),燃(ran)(ran)燒擴散就(jiu)越(yue)快。如果這種固(gu)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)粒(li)度(du)很(hen)細(xi)。以至可(ke)懸浮起來,一(yi)旦(dan)有(you)點火源(yuan)使之引(yin)燃(ran)(ran),則(ze)可(ke)在極(ji)短的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)內釋(shi)放出(chu)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)能量(liang)。這些能量(liang)來不及(ji)散逸(yi)到(dao)周圍環境中(zhong)去,致使該空(kong)間(jian)內氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)受到(dao)加熱并(bing)絕熱膨脹,而另一(yi)方(fang)面粉(fen)(fen)體(ti)(ti)(ti)燃(ran)(ran)燒時(shi)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti),會(hui)使體(ti)(ti)(ti)系形成(cheng)局部高壓,以致產(chan)生(sheng)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)及(ji)傳(chuan)播,這就(jiu)是通常稱(cheng)作的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)。
(4)粉(fen)塵爆炸與燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)的區別大塊的固體可燃(ran)(ran)物的燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)是以近(jin)于平(ping)行層向內部推(tui)進,例如煤的燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)等(deng)。這(zhe)種燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)能量(liang)(liang)的釋(shi)放比(bi)較緩慢。所產生的熱量(liang)(liang)和氣體可以迅速逸散。可燃(ran)(ran)性粉(fen)塵的堆(dui)狀燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao),在(zai)通風(feng)良好的情況(kuang)下(xia)形成(cheng)(cheng)明火燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao),而在(zai)通風(feng)不好的情況(kuang)下(xia)。可形成(cheng)(cheng)無(wu)煙或焰的隱燃(ran)(ran)。
可燃粉塵燃燒時有幾個階段(duan):一(yi)階段(duan),表(biao)面粉也(ye)被加(jia)熱;第二階段(duan),表(biao)面層氣化,溢出揮發(fa)分;第三階段(duan),揮發(fa)分發(fa)生氣相燃燒。
超細粉(fen)體發生(sheng)(sheng)爆炸也(ye)是一個較(jiao)為復雜的(de)過(guo)程(cheng),由(you)于粉(fen)塵(chen)(chen)云(yun)的(de)尺(chi)度一般(ban)較(jiao)小(xiao),而火焰傳播速度較(jiao)快,每秒(miao)幾百米,因此在(zai)粉(fen)塵(chen)(chen)中心發生(sheng)(sheng)火源點火,在(zai)不到0.1s的(de)時間內就可燃(ran)(ran)遍整個粉(fen)塵(chen)(chen)云(yun)。在(zai)此過(guo)程(cheng)中,如果粉(fen)塵(chen)(chen)已燃(ran)(ran)盡(jin),則會生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)較(jiao)高(gao)的(de)壓(ya)強;若(ruo)未燃(ran)(ran)盡(jin),則生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)較(jiao)低的(de)壓(ya)強。可燃(ran)(ran)粒子是否能燃(ran)(ran)完,取決(jue)于粒子的(de)尺(chi)寸和燃(ran)(ran)燒深(shen)度。
(5)可燃粉塵分(fen)類(lei)粉體按其(qi)可燃性(xing)可劃分(fen)為(wei)兩類(lei):一類(lei)為(wei)可燃;一類(lei)為(wei)非可燃。可燃粉體的分(fen)類(lei)方法和標準在不同(tong)的國家(jia)有(you)所(suo)不同(tong)。
美國(guo)將(jiang)可(ke)燃粉體劃為(wei)(wei)Ⅱ級危險品(pin),同(tong)時(shi)又將(jiang)其中(zhong)的金屬(shu)粉、含碳粉塵、谷(gu)物(wu)粉塵列入不同(tong)的組(zu)。美國(guo)制定的分(fen)類(lei)方法是(shi)按被(bei)測(ce)粉體在標準試驗裝置內(nei)發生粉塵爆(bao)炸時(shi)所得升壓速度來進行(xing)分(fen)類(lei),并劃分(fen)為(wei)(wei)三個等(deng)級。我(wo)國(guo)目前尚未見到關(guan)于可(ke)燃粉塵分(fen)類(lei)的現成標準。
2、粉塵濃度和顆粒對(dui)爆炸的影響
(1)粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)(du)可燃粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)也(ye)存在粉(fen)(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)(du)的上下限(xian)。該值(zhi)受點火能量、氧濃(nong)度(du)(du)、粉(fen)(fen)體粒度(du)(du)、粉(fen)(fen)體品種(zhong)、水分等多種(zhong)因(yin)素(su)的影響。采用(yong)(yong)簡化(hua)公式,可估算(suan)出爆(bao)炸(zha)極限(xian),一般而言粉(fen)(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)下限(xian)濃(nong)度(du)(du)為20~60g/m3,上限(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)受到多種(zhong)因(yin)素(su)的影響,其值(zhi)不如下限(xian)易確定,通常也(ye)不易達到上限(xian)的濃(nong)度(du)(du)。所以,下限(xian)值(zhi)更重要、更有用(yong)(yong)。
從物理意義(yi)上講,粉塵(chen)(chen)濃(nong)度上下限值反映了粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間距離對粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)燃燒(shao)火(huo)焰傳播的(de)(de)(de)影(ying)響,若(ruo)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間距離達到使(shi)燃燒(shao)火(huo)焰不能延伸至相鄰(lin)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)時,則燃燒(shao)就(jiu)(jiu)不能繼續進行(傳播),爆炸也(ye)就(jiu)(jiu)不會發生;此時粉塵(chen)(chen)濃(nong)度即(ji)低(di)于(yu)爆炸的(de)(de)(de)下限濃(nong)度值。若(ruo)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間的(de)(de)(de)距離過(guo)小(xiao),粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)間氧不足以(yi)提供(gong)充分燃燒(shao)條件(jian),也(ye)就(jiu)(jiu)不能形成爆炸,此時粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)濃(nong)度即(ji)高于(yu)上限值。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)粒度(du)(du)(du)可(ke)燃物粉(fen)(fen)體(ti)(ti)顆粒大(da)于400um時,所形成的(de)(de)粉(fen)(fen)塵云(yun)不再具(ju)有可(ke)爆性(xing)。但對于超(chao)細(xi)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)當其粒度(du)(du)(du)在(zai)10um以(yi)下時則具(ju)有較大(da)的(de)(de)危(wei)險(xian)性(xing)。應引起注意(yi)的(de)(de)是,有時即使(shi)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)的(de)(de)平均(jun)粒度(du)(du)(du)大(da)于400um,但其中往(wang)(wang)往(wang)(wang)也含有較細(xi)的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti),這少部分的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)也具(ju)備爆炸性(xing)。
雖然粉體的粒度對(dui)爆炸性(xing)能(neng)影響(xiang)的規律(lv)性(xing)并(bing)不強(qiang),但粉體的尺寸越(yue)(yue)小,其比表面就(jiu)(jiu)越(yue)(yue)大,燃燒就(jiu)(jiu)越(yue)(yue)快,壓強(qiang)升高速(su)度隨之呈線性(xing)增加(jia)。在一(yi)定(ding)條件(jian)下大壓強(qiang)變(bian)化不大,因為這(zhe)是(shi)取決于燃燒時(shi)發出的總能(neng)量,而與釋放能(neng)量的速(su)度并(bing)無明顯的關系(xi)。