粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)就(jiu)是(shi)懸浮物(wu)于空(kong)氣(qi)中(zhong)的粉(fen)塵顆粒(li)與空(kong)氣(qi)中(zhong)的氧氣(qi)充分接(jie)觸(chu),在(zai)特定條件下瞬時完成的氧化反應,反應中(zhong)放出大量熱量,進而(er)產(chan)生高(gao)溫、高(gao)壓的現象(xiang)。任何粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)都必須(xu)具備這樣三(san)個條件:點火源;可燃細(xi)粉(fen)塵;粉(fen)塵懸浮于空(kong)氣(qi)中(zhong)且達到爆(bao)炸(zha)濃度極限范圍。
防(fang)爆(bao)袋式除塵器(qi)如何防(fang)止粉塵爆(bao)炸
1、粉塵爆炸的(de)特點
(1)粉(fen)塵(chen)爆炸要比(bi)可燃(ran)物質(zhi)及(ji)可燃(ran)氣體復雜(za)一(yi)般地(di),可燃(ran)粉(fen)塵(chen)懸浮(fu)于(yu)空(kong)氣中形成(cheng)在(zai)(zai)爆炸濃度范圍(wei)(wei)內(nei)的粉(fen)塵(chen)云(yun),在(zai)(zai)點(dian)火(huo)(huo)源(yuan)作用下(xia),與點(dian)火(huo)(huo)源(yuan)接觸(chu)的部(bu)分粉(fen)塵(chen)首先被(bei)點(dian)燃(ran)并(bing)形成(cheng)一(yi)個(ge)小火(huo)(huo)球(qiu)。在(zai)(zai)這個(ge)小火(huo)(huo)球(qiu)燃(ran)燒(shao)放出的熱(re)量作用下(xia),使得周圍(wei)(wei)臨近粉(fen)塵(chen)被(bei)加熱(re)、溫度升(sheng)高、著火(huo)(huo)燃(ran)燒(shao)現象產生,這樣火(huo)(huo)球(qiu)就將迅速擴大而形成(cheng)粉(fen)塵(chen)爆炸。
粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)的難(nan)易程度和(he)劇(ju)烈(lie)程度與粉(fen)塵的物(wu)(wu)理、化學(xue)性(xing)質以及周圍(wei)空氣(qi)條件密切相(xiang)關。一(yi)般地,燃(ran)燒(shao)熱越(yue)大(da)、顆(ke)粒越(yue)細,活性(xing)越(yue)高的粉(fen)塵,發(fa)生爆(bao)炸(zha)的危(wei)險性(xing)越(yue)大(da);輕的懸浮(fu)物(wu)(wu)可燃(ran)物(wu)(wu)質的爆(bao)炸(zha)危(wei)險性(xing)較(jiao)大(da);空氣(qi)中(zhong)氧(yang)氣(qi)含量(liang)高時,粉(fen)塵易被燃(ran)點,爆(bao)炸(zha)也較(jiao)為劇(ju)烈(lie)。由于水分具有(you)抑(yi)制(zhi)爆(bao)炸(zha)的作(zuo)用,所以粉(fen)塵和(he)氣(qi)體(ti)越(yue)干燥,則發(fa)生爆(bao)炸(zha)的危(wei)險性(xing)越(yue)大(da)。
(2)粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)發生(sheng)之(zhi)后,往(wang)往(wang)會產生(sheng)二(er)(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)這是由(you)于在一次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)時(shi)(shi),有不(bu)少粉(fen)塵(chen)(chen)沉積(ji)在一起,其濃(nong)度超過(guo)了粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)的上限(xian)濃(nong)度值而(er)不(bu)能爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。但是,當一次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)形成(cheng)(cheng)的沖擊波或(huo)氣浪將沉積(ji)粉(fen)塵(chen)(chen)重新(xin)揚起時(shi)(shi),在空中與空氣混合,濃(nong)度在粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)范圍內,就可(ke)能緊接著產生(sheng)二(er)(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。第二(er)(er)次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)所造成(cheng)(cheng)的災害(hai)往(wang)往(wang)比一次(ci)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)要嚴(yan)重得多。
國內某鋁品生(sheng)產廠1963年發生(sheng)的塵爆炸事故的直接原因是(shi)(shi)排風機葉輪(lun)與吸入口(kou)端(duan)面摩擦起火引起的。風機吸入口(kou)處的蝦米彎及褲衩三通氣流不暢,容易積塵。特別(bie)是(shi)(shi)停機時更容易滯(zhi)留粉塵,一旦(dan)啟動,沉積的粉塵被揚起,很快達到爆炸下限,引起粉塵爆炸。
(3)粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸(zha)的(de)(de)機(ji)理可燃(ran)(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵在(zai)空氣中(zhong)(zhong)燃(ran)(ran)燒時(shi)(shi)會釋放(fang)出能量(liang)(liang),井產生(sheng)大(da)量(liang)(liang)氣體(ti),而(er)釋放(fang)出能量(liang)(liang)的(de)(de)快慢即燃(ran)(ran)燒速度(du)的(de)(de)大(da)小與粉(fen)(fen)(fen)體(ti)暴露在(zai)空氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)面(mian)積有(you)關。因此,對于同一種固體(ti)物質的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)體(ti),其粒度(du)越(yue)小,比表面(mian)積則越(yue)大(da),燃(ran)(ran)燒擴散(san)就(jiu)越(yue)快。如果這種固體(ti)的(de)(de)粒度(du)很細。以至可懸浮起來,一旦(dan)有(you)點火源使(shi)(shi)之引燃(ran)(ran),則可在(zai)極(ji)短的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)內(nei)釋放(fang)出大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)能量(liang)(liang)。這些能量(liang)(liang)來不及(ji)(ji)散(san)逸(yi)到(dao)(dao)周(zhou)圍環境中(zhong)(zhong)去,致使(shi)(shi)該空間(jian)內(nei)氣體(ti)受到(dao)(dao)加熱并絕熱膨脹,而(er)另一方面(mian)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)燃(ran)(ran)燒時(shi)(shi)產生(sheng)大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)氣體(ti),會使(shi)(shi)體(ti)系(xi)形成(cheng)局部高壓(ya),以致產生(sheng)爆炸(zha)及(ji)(ji)傳播,這就(jiu)是通(tong)常稱作(zuo)的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸(zha)。
(4)粉塵(chen)爆(bao)炸與燃(ran)(ran)(ran)燒的(de)(de)區(qu)別大塊(kuai)的(de)(de)固(gu)體可(ke)燃(ran)(ran)(ran)物的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒是(shi)以近(jin)于(yu)平行層向內部(bu)推進(jin),例如煤的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒等。這種燃(ran)(ran)(ran)燒能(neng)量(liang)的(de)(de)釋放比較緩慢(man)。所產生(sheng)的(de)(de)熱(re)量(liang)和(he)氣體可(ke)以迅速逸散。可(ke)燃(ran)(ran)(ran)性粉塵(chen)的(de)(de)堆狀(zhuang)燃(ran)(ran)(ran)燒,在通風(feng)良好(hao)的(de)(de)情況下形成(cheng)明火燃(ran)(ran)(ran)燒,而在通風(feng)不(bu)好(hao)的(de)(de)情況下。可(ke)形成(cheng)無煙或焰的(de)(de)隱燃(ran)(ran)(ran)。
可(ke)燃粉塵燃燒時有幾(ji)個階(jie)(jie)段(duan)(duan):一階(jie)(jie)段(duan)(duan),表面粉也被(bei)加(jia)熱(re);第(di)二階(jie)(jie)段(duan)(duan),表面層氣(qi)化,溢出揮(hui)發(fa)分;第(di)三階(jie)(jie)段(duan)(duan),揮(hui)發(fa)分發(fa)生氣(qi)相(xiang)燃燒。
超細粉(fen)(fen)體發(fa)生爆炸也是(shi)一(yi)個較(jiao)為復雜的過(guo)程(cheng),由于粉(fen)(fen)塵云的尺度(du)一(yi)般較(jiao)小,而火焰傳播(bo)速度(du)較(jiao)快,每秒幾百米,因此在粉(fen)(fen)塵中心發(fa)生火源點火,在不(bu)到0.1s的時間(jian)內就可(ke)燃遍整個粉(fen)(fen)塵云。在此過(guo)程(cheng)中,如果(guo)粉(fen)(fen)塵已燃盡(jin),則(ze)會(hui)生成較(jiao)高的壓強;若未燃盡(jin),則(ze)生成較(jiao)低(di)的壓強。可(ke)燃粒(li)子是(shi)否(fou)能燃完,取(qu)決(jue)于粒(li)子的尺寸和(he)燃燒深度(du)。
(5)可(ke)燃(ran)粉塵分類(lei)(lei)(lei)粉體(ti)按其可(ke)燃(ran)性可(ke)劃(hua)分為兩類(lei)(lei)(lei):一類(lei)(lei)(lei)為可(ke)燃(ran);一類(lei)(lei)(lei)為非可(ke)燃(ran)。可(ke)燃(ran)粉體(ti)的(de)分類(lei)(lei)(lei)方法和標準在(zai)不同的(de)國家(jia)有所不同。
美國(guo)將(jiang)可燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)劃為(wei)Ⅱ級危(wei)險品,同時又將(jiang)其中(zhong)的(de)金屬粉(fen)(fen)(fen)、含碳粉(fen)(fen)(fen)塵、谷物粉(fen)(fen)(fen)塵列入不同的(de)組。美國(guo)制(zhi)定(ding)的(de)分(fen)類方(fang)法是按被測粉(fen)(fen)(fen)體(ti)在標準試驗裝(zhuang)置內發生粉(fen)(fen)(fen)塵爆炸時所(suo)得升壓速度來(lai)進(jin)行分(fen)類,并劃分(fen)為(wei)三個等級。我國(guo)目前尚未見到關于可燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵分(fen)類的(de)現成(cheng)標準。
2、粉塵濃度和顆粒對(dui)爆炸的影響
(1)粉(fen)塵濃(nong)度(du)(du)(du)可燃粉(fen)塵爆炸(zha)也存(cun)在粉(fen)塵濃(nong)度(du)(du)(du)的(de)(de)上(shang)(shang)下限(xian)(xian)(xian)(xian)。該值受(shou)點火能量、氧(yang)濃(nong)度(du)(du)(du)、粉(fen)體粒度(du)(du)(du)、粉(fen)體品種、水分等多種因素(su)的(de)(de)影響。采(cai)用簡(jian)化公式,可估算(suan)出(chu)爆炸(zha)極(ji)限(xian)(xian)(xian)(xian),一般(ban)而(er)言(yan)粉(fen)塵爆炸(zha)下限(xian)(xian)(xian)(xian)濃(nong)度(du)(du)(du)為20~60g/m3,上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)(xian)受(shou)到多種因素(su)的(de)(de)影響,其值不如下限(xian)(xian)(xian)(xian)易確定,通常也不易達到上(shang)(shang)限(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)濃(nong)度(du)(du)(du)。所以,下限(xian)(xian)(xian)(xian)值更(geng)重要、更(geng)有用。
從物理意(yi)義上(shang)講(jiang),粉(fen)塵濃(nong)(nong)(nong)度上(shang)下(xia)限(xian)(xian)值(zhi)反映(ying)了粒(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)距離(li)對粒(li)(li)子(zi)燃燒火焰(yan)(yan)傳(chuan)(chuan)播的(de)影響,若(ruo)(ruo)粒(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)距離(li)達到(dao)使燃燒火焰(yan)(yan)不能延伸至相(xiang)鄰粒(li)(li)子(zi)時(shi),則燃燒就(jiu)不能繼續進(jin)行(傳(chuan)(chuan)播),爆炸(zha)也(ye)(ye)就(jiu)不會(hui)發生(sheng);此時(shi)粉(fen)塵濃(nong)(nong)(nong)度即低于(yu)爆炸(zha)的(de)下(xia)限(xian)(xian)濃(nong)(nong)(nong)度值(zhi)。若(ruo)(ruo)粒(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)的(de)距離(li)過小(xiao),粒(li)(li)子(zi)間(jian)(jian)氧(yang)不足以(yi)提供充分燃燒條(tiao)件,也(ye)(ye)就(jiu)不能形成爆炸(zha),此時(shi)粒(li)(li)子(zi)濃(nong)(nong)(nong)度即高于(yu)上(shang)限(xian)(xian)值(zhi)。
(2)粉(fen)體(ti)粒度可(ke)(ke)燃物粉(fen)體(ti)顆粒大于(yu)(yu)400um時,所形成(cheng)的粉(fen)塵(chen)云不再(zai)具有(you)(you)可(ke)(ke)爆(bao)性。但對于(yu)(yu)超(chao)細粉(fen)體(ti)當其粒度在10um以下時則具有(you)(you)較大的危險(xian)性。應引(yin)起注意的是,有(you)(you)時即使粉(fen)體(ti)的平均粒度大于(yu)(yu)400um,但其中往往也含(han)有(you)(you)較細的粉(fen)體(ti),這少部分的粉(fen)體(ti)也具備爆(bao)炸性。
雖然粉體的(de)粒度對爆炸性(xing)能影響的(de)規律性(xing)并不強(qiang)(qiang),但(dan)粉體的(de)尺寸越小,其比表面就(jiu)(jiu)越大,燃(ran)燒就(jiu)(jiu)越快,壓(ya)(ya)強(qiang)(qiang)升高速度隨(sui)之(zhi)呈線性(xing)增加。在一定條件下大壓(ya)(ya)強(qiang)(qiang)變化不大,因為這是(shi)取決于燃(ran)燒時(shi)發出的(de)總能量,而與(yu)釋放能量的(de)速度并無明顯的(de)關系(xi)。