粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)(zha)就是懸浮物于空氣(qi)中的(de)粉(fen)塵顆(ke)粒與空氣(qi)中的(de)氧(yang)氣(qi)充(chong)分(fen)接觸,在特定條(tiao)件下(xia)瞬(shun)時完成的(de)氧(yang)化反(fan)(fan)應,反(fan)(fan)應中放出大量熱量,進而(er)產(chan)生高溫、高壓的(de)現象。任何(he)粉(fen)塵爆(bao)炸(zha)(zha)都必須具備這樣(yang)三個條(tiao)件:點(dian)火源;可(ke)燃細粉(fen)塵;粉(fen)塵懸浮于空氣(qi)中且達到爆(bao)炸(zha)(zha)濃(nong)度(du)極限范圍。
防(fang)爆(bao)袋式除塵(chen)器如何防(fang)止(zhi)粉(fen)塵(chen)爆(bao)炸(zha)
1、粉塵爆炸的特(te)點
(1)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)要比(bi)可燃(ran)物(wu)質(zhi)及可燃(ran)氣體復雜一般(ban)地,可燃(ran)粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)懸浮于空氣中形(xing)(xing)(xing)成在爆炸(zha)濃(nong)度范圍內的粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)云,在點(dian)(dian)火源作用下,與(yu)點(dian)(dian)火源接(jie)觸的部分粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)首先被點(dian)(dian)燃(ran)并形(xing)(xing)(xing)成一個(ge)小(xiao)火球。在這個(ge)小(xiao)火球燃(ran)燒(shao)(shao)放(fang)出的熱量作用下,使得周圍臨近粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)被加熱、溫度升(sheng)高(gao)、著火燃(ran)燒(shao)(shao)現象產生,這樣(yang)火球就(jiu)將迅速(su)擴(kuo)大而形(xing)(xing)(xing)成粉(fen)(fen)(fen)塵(chen)爆炸(zha)。
粉(fen)(fen)塵爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)的難易程(cheng)度和劇烈程(cheng)度與粉(fen)(fen)塵的物(wu)理、化學性(xing)(xing)質以及(ji)周圍空(kong)氣(qi)條(tiao)件(jian)密切相(xiang)關。一(yi)般地,燃燒(shao)熱越(yue)大(da)、顆粒越(yue)細,活性(xing)(xing)越(yue)高(gao)的粉(fen)(fen)塵,發(fa)生爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)的危(wei)險性(xing)(xing)越(yue)大(da);輕的懸浮(fu)物(wu)可(ke)燃物(wu)質的爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)危(wei)險性(xing)(xing)較(jiao)大(da);空(kong)氣(qi)中氧氣(qi)含量高(gao)時,粉(fen)(fen)塵易被(bei)燃點(dian),爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)也較(jiao)為劇烈。由于水分(fen)具有抑(yi)制爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)的作用(yong),所(suo)以粉(fen)(fen)塵和氣(qi)體越(yue)干燥,則(ze)發(fa)生爆(bao)炸(zha)(zha)(zha)的危(wei)險性(xing)(xing)越(yue)大(da)。
(2)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)發生(sheng)之后,往往會(hui)產(chan)生(sheng)二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)這是由于在(zai)(zai)一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)時(shi),有不(bu)少粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)沉積(ji)在(zai)(zai)一(yi)起(qi),其濃度(du)(du)超(chao)過了粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)的上限(xian)濃度(du)(du)值(zhi)而不(bu)能爆(bao)炸(zha)(zha)。但是,當一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)形成(cheng)(cheng)的沖擊波或氣浪(lang)將沉積(ji)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)重新揚起(qi)時(shi),在(zai)(zai)空中與空氣混(hun)合,濃度(du)(du)在(zai)(zai)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)范圍(wei)內(nei),就可能緊接(jie)著產(chan)生(sheng)二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)。第二次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)所造成(cheng)(cheng)的災害往往比一(yi)次(ci)爆(bao)炸(zha)(zha)要(yao)嚴(yan)重得多。
國(guo)內(nei)某鋁品(pin)生(sheng)產廠1963年(nian)發生(sheng)的塵(chen)(chen)爆炸(zha)事故的直接原(yuan)因(yin)是(shi)(shi)排風機葉(xie)輪與(yu)吸入(ru)口端面摩擦起火引起的。風機吸入(ru)口處的蝦米彎(wan)及褲衩三通氣(qi)流不暢,容易積塵(chen)(chen)。特別是(shi)(shi)停機時更(geng)容易滯留(liu)粉(fen)塵(chen)(chen),一旦啟動(dong),沉(chen)積的粉(fen)塵(chen)(chen)被(bei)揚起,很快達到爆炸(zha)下限,引起粉(fen)塵(chen)(chen)爆炸(zha)。
(3)粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)機理(li)可燃(ran)粉塵在(zai)空氣(qi)中燃(ran)燒(shao)時會釋放出(chu)能(neng)(neng)量(liang)(liang),井產生(sheng)大(da)量(liang)(liang)氣(qi)體(ti)(ti),而(er)釋放出(chu)能(neng)(neng)量(liang)(liang)的(de)快慢即(ji)燃(ran)燒(shao)速度(du)(du)的(de)大(da)小(xiao)與粉體(ti)(ti)暴露在(zai)空氣(qi)中的(de)面積有(you)關。因此,對于同(tong)一(yi)種固體(ti)(ti)物質的(de)粉體(ti)(ti),其(qi)粒度(du)(du)越小(xiao),比表面積則越大(da),燃(ran)燒(shao)擴散(san)(san)就(jiu)越快。如果這種固體(ti)(ti)的(de)粒度(du)(du)很細(xi)。以至(zhi)可懸浮起(qi)來,一(yi)旦(dan)有(you)點火源使之引燃(ran),則可在(zai)極短的(de)時間內(nei)釋放出(chu)大(da)量(liang)(liang)的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。這些能(neng)(neng)量(liang)(liang)來不(bu)及散(san)(san)逸到周圍(wei)環境(jing)中去,致(zhi)使該空間內(nei)氣(qi)體(ti)(ti)受到加熱并絕熱膨脹,而(er)另一(yi)方(fang)面粉體(ti)(ti)燃(ran)燒(shao)時產生(sheng)大(da)量(liang)(liang)的(de)氣(qi)體(ti)(ti),會使體(ti)(ti)系(xi)形成局部(bu)高壓,以致(zhi)產生(sheng)爆(bao)炸(zha)(zha)及傳(chuan)播,這就(jiu)是通常稱作的(de)粉塵爆(bao)炸(zha)(zha)。
(4)粉塵(chen)爆炸與燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)的區別(bie)大塊(kuai)的固體(ti)可燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)物的燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)是以近(jin)于平行層向(xiang)內部推進(jin),例如(ru)煤的燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)等(deng)。這(zhe)種燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)能量的釋放比較(jiao)緩慢(man)。所產生的熱量和氣體(ti)可以迅速(su)逸散。可燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)性粉塵(chen)的堆狀燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao),在通風良好(hao)的情況(kuang)下形(xing)成明火(huo)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao),而在通風不好(hao)的情況(kuang)下。可形(xing)成無煙或焰的隱燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)。
可燃粉(fen)(fen)塵燃燒時有幾個階(jie)段(duan):一階(jie)段(duan),表(biao)面粉(fen)(fen)也被加熱;第二階(jie)段(duan),表(biao)面層氣化,溢出揮發分;第三階(jie)段(duan),揮發分發生氣相燃燒。
超細(xi)粉體發(fa)生(sheng)爆(bao)炸也是一個較為復雜的(de)過(guo)程(cheng),由于粉塵(chen)(chen)云(yun)的(de)尺(chi)度一般(ban)較小,而火焰傳播(bo)速度較快,每秒幾(ji)百米,因此在粉塵(chen)(chen)中心發(fa)生(sheng)火源點火,在不到0.1s的(de)時間內就可(ke)燃(ran)(ran)遍整個粉塵(chen)(chen)云(yun)。在此過(guo)程(cheng)中,如果(guo)粉塵(chen)(chen)已燃(ran)(ran)盡,則會生(sheng)成較高的(de)壓強;若未燃(ran)(ran)盡,則生(sheng)成較低的(de)壓強。可(ke)燃(ran)(ran)粒子是否能燃(ran)(ran)完(wan),取(qu)決(jue)于粒子的(de)尺(chi)寸(cun)和燃(ran)(ran)燒深度。
(5)可(ke)(ke)燃(ran)粉塵分類粉體按其可(ke)(ke)燃(ran)性可(ke)(ke)劃分為(wei)兩(liang)類:一類為(wei)可(ke)(ke)燃(ran);一類為(wei)非可(ke)(ke)燃(ran)。可(ke)(ke)燃(ran)粉體的(de)分類方法和標準在不同(tong)的(de)國(guo)家有所不同(tong)。
美(mei)國將可燃粉體(ti)(ti)劃(hua)為Ⅱ級危險品,同(tong)時又(you)將其中的金屬粉、含碳粉塵、谷物(wu)粉塵列入不同(tong)的組。美(mei)國制定的分(fen)(fen)類方法是按(an)被測粉體(ti)(ti)在標(biao)(biao)準試驗裝(zhuang)置內發(fa)生粉塵爆炸時所得升壓速度來進行分(fen)(fen)類,并劃(hua)分(fen)(fen)為三個等級。我國目前尚(shang)未見到(dao)關(guan)于可燃粉塵分(fen)(fen)類的現成標(biao)(biao)準。
2、粉塵濃度和顆粒對爆炸的影(ying)響(xiang)
(1)粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵濃(nong)度(du)可燃粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵爆炸(zha)(zha)也(ye)存在粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵濃(nong)度(du)的(de)(de)上下(xia)限(xian)(xian)。該值(zhi)受點火(huo)能量、氧濃(nong)度(du)、粉(fen)(fen)(fen)(fen)體粒度(du)、粉(fen)(fen)(fen)(fen)體品種、水分(fen)等多種因素的(de)(de)影響。采用(yong)(yong)簡(jian)化(hua)公(gong)式(shi),可估(gu)算出爆炸(zha)(zha)極限(xian)(xian),一(yi)般(ban)而(er)言粉(fen)(fen)(fen)(fen)塵爆炸(zha)(zha)下(xia)限(xian)(xian)濃(nong)度(du)為20~60g/m3,上限(xian)(xian)介于2~6kg/m3。上限(xian)(xian)受到多種因素的(de)(de)影響,其值(zhi)不如下(xia)限(xian)(xian)易(yi)確定,通常也(ye)不易(yi)達到上限(xian)(xian)的(de)(de)濃(nong)度(du)。所以,下(xia)限(xian)(xian)值(zhi)更(geng)重要、更(geng)有用(yong)(yong)。
從物理意義上講(jiang),粉塵(chen)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)上下限值(zhi)反映了粒(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)距離對粒(li)子(zi)(zi)燃(ran)(ran)燒(shao)火焰傳(chuan)播的(de)影響,若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)距離達到使燃(ran)(ran)燒(shao)火焰不(bu)(bu)(bu)能延伸至(zhi)相鄰粒(li)子(zi)(zi)時(shi),則(ze)燃(ran)(ran)燒(shao)就(jiu)不(bu)(bu)(bu)能繼續進行(傳(chuan)播),爆(bao)炸也就(jiu)不(bu)(bu)(bu)會(hui)發生(sheng);此(ci)時(shi)粉塵(chen)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)即低于爆(bao)炸的(de)下限濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)值(zhi)。若粒(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)的(de)距離過(guo)小,粒(li)子(zi)(zi)間(jian)(jian)氧不(bu)(bu)(bu)足(zu)以提供充分燃(ran)(ran)燒(shao)條件,也就(jiu)不(bu)(bu)(bu)能形成爆(bao)炸,此(ci)時(shi)粒(li)子(zi)(zi)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)即高于上限值(zhi)。
(2)粉(fen)(fen)體(ti)粒(li)度可燃物粉(fen)(fen)體(ti)顆粒(li)大(da)于400um時,所形成(cheng)的(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)云不再(zai)具有(you)(you)可爆性。但(dan)對(dui)于超細粉(fen)(fen)體(ti)當(dang)其粒(li)度在10um以下(xia)時則(ze)具有(you)(you)較大(da)的(de)(de)危險(xian)性。應引(yin)起注意的(de)(de)是,有(you)(you)時即(ji)使(shi)粉(fen)(fen)體(ti)的(de)(de)平均粒(li)度大(da)于400um,但(dan)其中(zhong)往往也(ye)含有(you)(you)較細的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti),這(zhe)少(shao)部分的(de)(de)粉(fen)(fen)體(ti)也(ye)具備爆炸(zha)性。
雖然粉體的(de)粒(li)度(du)(du)(du)對(dui)爆(bao)炸(zha)性(xing)(xing)能(neng)影(ying)響的(de)規律性(xing)(xing)并(bing)不強,但(dan)粉體的(de)尺(chi)寸(cun)越小,其比表(biao)面就越大,燃(ran)燒就越快,壓強升高速(su)度(du)(du)(du)隨之呈(cheng)線性(xing)(xing)增加。在(zai)一(yi)定條件(jian)下大壓強變(bian)化不大,因為這是取決于(yu)燃(ran)燒時發出的(de)總能(neng)量,而(er)與釋放能(neng)量的(de)速(su)度(du)(du)(du)并(bing)無明(ming)顯的(de)關(guan)系。