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粉尘爆炸必备条件!影响粉尘爆炸主要因素!

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粉尘爆炸必备条件!影响粉尘爆炸主要因素!

发布日期:2017-12-19 作者:博世瑞技术部 点击:

粉尘爆炸必备条件!影响粉尘爆炸主要因素!

     凡是颗粒极微小,粒径在1至76um范围内的固体物质称为粉尘。粉尘包括易燃粉尘如:糖粉、淀粉、可可粉、硫粉、茶粉、橡胶粉等;可燃粉尘如:米粉、锯末屑、皮革屑、丝、虫胶等;难燃粉尘如:炭黑粉、木炭粉、石墨粉等。固体物质被粉碎成粉尘以后,其燃烧特性有很大的变化。原来是不燃的物质可能变成可燃物质,原来难燃的物质可能变成易燃物质。在一定条件下就有可能发生爆炸,前提是必须达到在空气中的爆炸极限浓度。粉尘爆炸前无任何征兆,起后果却都能使建筑物毁于一旦。而且能导致粉尘爆炸的情况也很多:从农副产品的加工、储存和运输到药物、食品、有机物、无机物的生产等很多过程中,粉尘爆炸的事故时有发生,其危害极大。

  粉尘包括的范围很广,各种粉尘都有其自身的特性,粉尘并非随时随地都能爆炸,要发生粉尘爆炸必须具备以下几个条件:

  首先,构成粉尘的物质必须是易燃或可燃的,其中包括有机粉尘和无机粉尘。有机粉尘受热后要发生分解,放出可燃性气体,并留下可以燃烧的炭。无机粉尘如金属粉尘,虽然没有耗能分解过程,升温只能促使其快速氧化,由表面向内部迅速延烧放出高热而使体系快速升温膨胀。有些金属颗粒本身能进行气、固两相燃烧。

  其次是粉尘必须是悬浮在空气中,并与空气混合达到爆炸浓度极限。粉尘能否悬浮在空气中要害在于粉尘的粒径。粒径大的颗粒难以悬浮,即使由外力使它悬浮在空气中,也会很快沉积下来。粒径越小,其扩散作用大于重力作用,粉尘易于悬浮在空气中。再加上粒子四周有足够的助燃空气,很轻易达到爆炸极限浓度而燃烧或爆炸。若空气中粉尘的浓度太小,即低于爆炸浓度的下限,燃烧放热量太少,难于形成持续燃烧,也就不会发生爆炸。假如空气中粉尘的浓度太大,即高于爆炸浓度的上限,混合物中因氧气浓度太小,也不会发生燃烧或爆炸。

粉尘爆炸的另一个必要条件,就是要有足以引起粉尘爆炸的热能源。粉尘爆炸的最小点燃能量一般为10 mJ至数百mJ ,相当于气体点燃能量的百倍左右。

影响粉尘爆炸的主要因素

内部因素(粉尘的理化性能):

 粉尘的燃烧速度比气体的燃烧速度要小。粉尘的颗粒越小,相对表面越多,分散度越大,则爆炸极限范围扩大,其爆炸危险性便增加。因为粒子越小,粒子带电性越强,使得体积和质量极小的粉尘粒子在空气中悬浮的时间更长,燃烧速度就更接近可燃性气体混合物的燃烧速度,燃烧过程也进行的更完全。

燃烧热高的粉尘,其爆炸浓度下限低,一旦发生爆炸即呈高温高压,爆炸威力大。

粉尘中含可燃挥发分越多,热分解温度越低,爆炸的危险性和爆炸产生的压力就越大。

粉尘中的灰分(即不燃物质)和水分的含量增加,其爆炸的危险性就降低。因为,它们一方面能够较多地吸收体系的热量,从而减弱粉尘的爆炸性能,另一方面灰分和水分会增加粉尘的密度,加快其沉降速度,使悬浮粉尘浓度降低。

外部条件:

  含氧量是粉尘爆炸最敏感的因素,随着空气中氧含量的增加,爆炸浓度范围也随之扩大,爆炸危险性也就增加。

  空气湿度增加,粉尘爆炸的危险性减小。因为湿度增大,有利于消除粉尘静电和加速粉尘的凝聚沉降。同时水分的蒸发消耗了体系的热能,稀释了空气中的含氧量,降低了粉尘的燃烧反应速度,使粉尘不轻易发生爆炸。

  当粉尘与可燃性气体共存时,粉尘爆炸浓度的下限相应下降,而最小点火能量也有一定程度的降低,即可燃气体的出现,大大增加了粉尘爆炸的危险性。

  当温度升高压强增加时,粉尘爆炸浓度极限范围会扩大,所需要的点火能量也会降低,从而造成危险性增大。

  点火源的温度越高,强度越大,与粉尘和空气的混合物接触的时间越长。其爆炸浓度极限范围就变得更宽。爆炸危险性也就增大。每一种可燃粉尘,在一定条件下,都有一个最小点火能量,若低于此能量,粉尘与空气形成的混合物就不能爆炸。粉尘的最小点火能量越小,其爆炸的危险性就越大。

  粉尘爆炸的危害

  粉尘爆炸能呈现出跳跃式和爆炸连续性的特点。具有很大的破坏性。粉尘爆炸形成后,随着爆炸的连续,反应速度和爆炸压力也就持续加快和升高,并呈现跳跃式发展,产生爆震。非凡是当在爆炸传播途中遇有障碍物或巷道拐弯处,则压力会急剧升高。所以在一些粉尘爆炸事故中,不仅表现出了爆炸连续性的特点,而且表现出了离爆炸点越远,破坏性越严重的特点。

  粉尘爆炸有产生二次爆炸的可能性。因为粉尘初始爆炸的气浪会将沉积粉尘扬起,在新的空间迅速形成新的爆炸性混合物,在火焰和高温的作用下,再次发生爆炸(即二次爆炸)。另一方面,在粉尘爆炸的地点,空气受热膨胀,密度变小,经过一个极短促的时间后形成负压区,由于气压差的作用,新鲜空气向爆炸点送流,促进空气的二次冲击(即返回风),使已发生粉尘爆炸的高温区沉积粉尘再次发生爆炸。二次爆炸所扬起的沉积粉尘,其浓度往往比第一次爆炸时还要大,爆炸破坏力更为严重。

  粉尘爆炸后能产生有毒气体,与气体爆炸相比,粉尘爆炸轻易引起不完全燃烧,有些沉积粉尘还有阴燃现象。因而在爆炸产物中含有大量的CO气体及自身分解产生的毒性气体HCL、HCN等轻易使人员中毒;


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