粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸就是(shi)懸浮(fu)物于(yu)空氣中(zhong)(zhong)的(de)粉(fen)塵(chen)(chen)顆粒(li)與空氣中(zhong)(zhong)的(de)氧氣充分(fen)接觸(chu),在特定條件(jian)(jian)下瞬時完(wan)成的(de)氧化反(fan)應,反(fan)應中(zhong)(zhong)放出(chu)大(da)量(liang)熱量(liang),進而產生(sheng)高溫、高壓的(de)現象(xiang)。任何粉(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸都必須(xu)具備這樣三個條件(jian)(jian):點火源(yuan);可燃細粉(fen)塵(chen)(chen);粉(fen)塵(chen)(chen)懸浮(fu)于(yu)空氣中(zhong)(zhong)且達到爆(bao)炸濃(nong)度(du)極(ji)限范(fan)圍。
防爆袋(dai)式除塵器如何(he)防止粉塵爆炸(zha)
1、粉塵爆炸(zha)的特點
(1)粉(fen)塵(chen)爆炸要(yao)比(bi)可(ke)燃(ran)物質(zhi)及可(ke)燃(ran)氣體(ti)復雜一般地,可(ke)燃(ran)粉(fen)塵(chen)懸浮于空氣中形成在爆炸濃(nong)度(du)范圍內的(de)粉(fen)塵(chen)云,在點(dian)(dian)火(huo)源(yuan)作(zuo)用下(xia),與點(dian)(dian)火(huo)源(yuan)接(jie)觸的(de)部分粉(fen)塵(chen)首先被點(dian)(dian)燃(ran)并形成一個(ge)小火(huo)球(qiu)。在這個(ge)小火(huo)球(qiu)燃(ran)燒放出(chu)的(de)熱(re)量(liang)作(zuo)用下(xia),使得周(zhou)圍臨近(jin)粉(fen)塵(chen)被加熱(re)、溫度(du)升高、著火(huo)燃(ran)燒現象產生,這樣火(huo)球(qiu)就將(jiang)迅速擴大而形成粉(fen)塵(chen)爆炸。
粉(fen)塵爆炸(zha)(zha)(zha)的(de)(de)難(nan)易(yi)程(cheng)度(du)和(he)劇烈程(cheng)度(du)與(yu)粉(fen)塵的(de)(de)物(wu)理(li)、化學性(xing)質(zhi)以及周圍(wei)空氣條件密(mi)切相關。一般地,燃燒熱越(yue)(yue)大、顆粒(li)越(yue)(yue)細,活性(xing)越(yue)(yue)高的(de)(de)粉(fen)塵,發生爆炸(zha)(zha)(zha)的(de)(de)危險性(xing)越(yue)(yue)大;輕的(de)(de)懸浮物(wu)可燃物(wu)質(zhi)的(de)(de)爆炸(zha)(zha)(zha)危險性(xing)較大;空氣中氧氣含量高時(shi),粉(fen)塵易(yi)被燃點(dian),爆炸(zha)(zha)(zha)也較為劇烈。由于(yu)水(shui)分具(ju)有抑制(zhi)爆炸(zha)(zha)(zha)的(de)(de)作用,所(suo)以粉(fen)塵和(he)氣體越(yue)(yue)干(gan)燥,則發生爆炸(zha)(zha)(zha)的(de)(de)危險性(xing)越(yue)(yue)大。
(2)粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸發生之(zhi)后,往往會產(chan)生二次爆(bao)(bao)(bao)炸這是(shi)由于在(zai)(zai)(zai)一(yi)次爆(bao)(bao)(bao)炸時(shi),有不少粉塵沉積在(zai)(zai)(zai)一(yi)起,其濃度超過了粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸的(de)上限濃度值(zhi)而(er)不能爆(bao)(bao)(bao)炸。但是(shi),當一(yi)次爆(bao)(bao)(bao)炸形成的(de)沖擊波或氣浪(lang)將沉積粉塵重新揚起時(shi),在(zai)(zai)(zai)空(kong)中與空(kong)氣混合,濃度在(zai)(zai)(zai)粉塵爆(bao)(bao)(bao)炸范圍內,就可能緊接著產(chan)生二次爆(bao)(bao)(bao)炸。第二次爆(bao)(bao)(bao)炸所(suo)造成的(de)災(zai)害(hai)往往比一(yi)次爆(bao)(bao)(bao)炸要(yao)嚴重得(de)多。
國內某鋁品(pin)生產廠(chang)1963年發生的(de)塵(chen)爆炸事(shi)故(gu)的(de)直(zhi)接原(yuan)因是排風(feng)機葉輪與(yu)吸入口端(duan)面摩擦起火引(yin)起的(de)。風(feng)機吸入口處的(de)蝦米彎(wan)及褲(ku)衩(cha)三通(tong)氣流(liu)不暢,容易積(ji)塵(chen)。特別(bie)是停(ting)機時更容易滯留粉(fen)(fen)塵(chen),一旦啟動,沉積(ji)的(de)粉(fen)(fen)塵(chen)被揚起,很(hen)快(kuai)達到(dao)爆炸下限,引(yin)起粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸。
(3)粉塵(chen)爆炸(zha)(zha)的(de)(de)機理可(ke)燃(ran)粉塵(chen)在空氣(qi)中燃(ran)燒時會釋(shi)(shi)放(fang)出(chu)能量(liang)(liang),井(jing)產(chan)生大量(liang)(liang)氣(qi)體,而(er)釋(shi)(shi)放(fang)出(chu)能量(liang)(liang)的(de)(de)快(kuai)慢(man)即燃(ran)燒速度的(de)(de)大小與粉體暴露在空氣(qi)中的(de)(de)面(mian)(mian)積有(you)關。因此(ci),對于同一(yi)種(zhong)(zhong)固體物質的(de)(de)粉體,其粒度越小,比表面(mian)(mian)積則越大,燃(ran)燒擴散(san)就(jiu)(jiu)越快(kuai)。如(ru)果這種(zhong)(zhong)固體的(de)(de)粒度很細。以至可(ke)懸浮起來(lai),一(yi)旦有(you)點火源使(shi)之引燃(ran),則可(ke)在極短的(de)(de)時間(jian)內釋(shi)(shi)放(fang)出(chu)大量(liang)(liang)的(de)(de)能量(liang)(liang)。這些能量(liang)(liang)來(lai)不及(ji)散(san)逸到周圍(wei)環境中去(qu),致使(shi)該空間(jian)內氣(qi)體受(shou)到加熱(re)并(bing)絕熱(re)膨脹,而(er)另一(yi)方面(mian)(mian)粉體燃(ran)燒時產(chan)生大量(liang)(liang)的(de)(de)氣(qi)體,會使(shi)體系(xi)形成局部高壓(ya),以致產(chan)生爆炸(zha)(zha)及(ji)傳播,這就(jiu)(jiu)是通常稱(cheng)作的(de)(de)粉塵(chen)爆炸(zha)(zha)。
(4)粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)與燃(ran)燒(shao)的(de)(de)(de)區別大塊的(de)(de)(de)固體(ti)可燃(ran)物的(de)(de)(de)燃(ran)燒(shao)是以近于平行層向內部推進,例如(ru)煤的(de)(de)(de)燃(ran)燒(shao)等。這種燃(ran)燒(shao)能(neng)量的(de)(de)(de)釋放(fang)比(bi)較緩慢。所產生的(de)(de)(de)熱(re)量和氣體(ti)可以迅速逸(yi)散。可燃(ran)性(xing)粉(fen)(fen)塵(chen)的(de)(de)(de)堆(dui)狀燃(ran)燒(shao),在通(tong)風良好的(de)(de)(de)情況下形成明(ming)火燃(ran)燒(shao),而在通(tong)風不好的(de)(de)(de)情況下。可形成無(wu)煙(yan)或焰的(de)(de)(de)隱燃(ran)。
可燃(ran)粉(fen)塵燃(ran)燒時有幾個階段:一階段,表(biao)面粉(fen)也被加(jia)熱;第二階段,表(biao)面層(ceng)氣化(hua),溢出揮(hui)發(fa)分;第三階段,揮(hui)發(fa)分發(fa)生氣相燃(ran)燒。
超細(xi)粉體發生(sheng)爆炸也是(shi)一個(ge)較(jiao)(jiao)為復雜的過程,由于(yu)(yu)粉塵(chen)云(yun)的尺度(du)(du)一般較(jiao)(jiao)小,而火(huo)焰(yan)傳播速(su)度(du)(du)較(jiao)(jiao)快,每秒幾百(bai)米(mi),因此在(zai)(zai)粉塵(chen)中(zhong)心發生(sheng)火(huo)源點(dian)火(huo),在(zai)(zai)不到0.1s的時(shi)間內就可燃(ran)遍整(zheng)個(ge)粉塵(chen)云(yun)。在(zai)(zai)此過程中(zhong),如果粉塵(chen)已(yi)燃(ran)盡,則會生(sheng)成較(jiao)(jiao)高的壓強;若未燃(ran)盡,則生(sheng)成較(jiao)(jiao)低的壓強。可燃(ran)粒子是(shi)否能(neng)燃(ran)完,取決于(yu)(yu)粒子的尺寸和燃(ran)燒深度(du)(du)。
(5)可燃粉塵分類粉體按其可燃性可劃分為(wei)兩類:一類為(wei)可燃;一類為(wei)非可燃。可燃粉體的(de)分類方法和標準在不同(tong)的(de)國家有所不同(tong)。
美國將可燃粉(fen)體劃(hua)為Ⅱ級危險品,同(tong)時又將其中的(de)金屬粉(fen)、含碳粉(fen)塵(chen)、谷物粉(fen)塵(chen)列入不同(tong)的(de)組。美國制定的(de)分類方法是按被測粉(fen)體在標(biao)準試驗裝置內發生粉(fen)塵(chen)爆炸時所(suo)得升(sheng)壓速度來進行(xing)分類,并劃(hua)分為三個等級。我國目前尚未見到關于(yu)可燃粉(fen)塵(chen)分類的(de)現(xian)成標(biao)準。
2、粉塵濃度和顆粒對爆炸的影響
(1)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵濃度(du)可燃粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵爆炸也存在粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵濃度(du)的(de)上下限(xian)(xian)。該值受點火能量、氧濃度(du)、粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)粒度(du)、粉(fen)(fen)(fen)(fen)體(ti)品(pin)種(zhong)、水分等多(duo)種(zhong)因(yin)素的(de)影響(xiang)。采(cai)用簡化公式,可估算出爆炸極(ji)限(xian)(xian),一(yi)般而言粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵爆炸下限(xian)(xian)濃度(du)為20~60g/m3,上限(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)(xian)受到多(duo)種(zhong)因(yin)素的(de)影響(xiang),其值不如下限(xian)(xian)易確(que)定,通常也不易達到上限(xian)(xian)的(de)濃度(du)。所以,下限(xian)(xian)值更重(zhong)要、更有用。
從(cong)物理意義上講,粉塵濃(nong)度上下限值(zhi)反(fan)映了(le)粒(li)子(zi)(zi)間(jian)距(ju)離對粒(li)子(zi)(zi)燃燒火焰傳(chuan)播的(de)影響,若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)距(ju)離達到使燃燒火焰不(bu)能延伸(shen)至相鄰粒(li)子(zi)(zi)時,則(ze)燃燒就不(bu)能繼(ji)續進行(傳(chuan)播),爆(bao)(bao)炸也就不(bu)會(hui)發生;此時粉塵濃(nong)度即(ji)(ji)低于(yu)爆(bao)(bao)炸的(de)下限濃(nong)度值(zhi)。若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)的(de)距(ju)離過(guo)小(xiao),粒(li)子(zi)(zi)間(jian)氧不(bu)足(zu)以提供充分燃燒條件,也就不(bu)能形成爆(bao)(bao)炸,此時粒(li)子(zi)(zi)濃(nong)度即(ji)(ji)高于(yu)上限值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)粒(li)(li)度可燃物粉(fen)(fen)體(ti)(ti)顆粒(li)(li)大于400um時(shi),所形成的(de)(de)粉(fen)(fen)塵云不再(zai)具(ju)有(you)(you)可爆(bao)性(xing)(xing)。但對于超細粉(fen)(fen)體(ti)(ti)當其(qi)粒(li)(li)度在(zai)10um以下時(shi)則(ze)具(ju)有(you)(you)較大的(de)(de)危險(xian)性(xing)(xing)。應引起注意的(de)(de)是,有(you)(you)時(shi)即使(shi)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)的(de)(de)平均粒(li)(li)度大于400um,但其(qi)中往(wang)往(wang)也含有(you)(you)較細的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti),這少部(bu)分的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)也具(ju)備爆(bao)炸(zha)性(xing)(xing)。
雖然(ran)粉(fen)體(ti)的(de)(de)粒度(du)對爆炸性(xing)能(neng)影響的(de)(de)規律性(xing)并不強,但(dan)粉(fen)體(ti)的(de)(de)尺(chi)寸越(yue)小,其比表面(mian)就越(yue)大,燃燒(shao)就越(yue)快,壓(ya)強升高速(su)度(du)隨之呈線(xian)性(xing)增(zeng)加。在(zai)一定條件下大壓(ya)強變化不大,因(yin)為這是(shi)取決于燃燒(shao)時發(fa)出的(de)(de)總能(neng)量(liang),而與釋(shi)放能(neng)量(liang)的(de)(de)速(su)度(du)并無明顯(xian)的(de)(de)關系。