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粉塵爆炸原理

閱讀:1845        發(fā)布時間:2014-8-5

凡是呈細(xì)粉狀態(tài)的固體物質(zhì)均稱為粉塵。能燃燒和爆炸的粉塵叫做可燃粉塵;浮在空氣中的粉塵叫懸浮粉塵;沉降在固體壁面上的粉塵叫沉積粉塵。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)以下七類物質(zhì)的粉塵具有爆炸性:金屬(如鎂粉、鋁粉);煤炭;糧食(如小麥、淀粉);飼料(如血粉、魚粉);農(nóng)副產(chǎn)品(如棉花、煙草);林產(chǎn)品(如紙粉、木粉);合成材料(如塑料、染料)。
    
     (1)粉塵爆炸的條件
        
     可燃粉塵爆炸應(yīng)具備三個條件,即粉塵本身具有爆炸性;粉塵必須懸浮在空氣中并與空氣混合到爆炸濃度;有足以引起粉塵爆炸的熱能源。
    
     和氣體爆炸相比,粉塵爆炸所要求的zui小引燃能較大,達(dá)10毫焦耳,為氣體爆炸的近百倍。因此,一個足夠強度的熱能源也是形成粉塵爆炸的必要條件之一。
    
     (2)粉塵爆炸的過程
    
     *步:懸浮粉塵在熱源作用下迅速地被干餾或氣化而產(chǎn)生可燃?xì)怏w。
    
     第二步:可燃?xì)怏w與空氣混合而燃燒。
    
     第三步:燃燒產(chǎn)生的熱量從燃燒中心向外傳遞,引起鄰近的粉塵進(jìn)一步燃燒。如此循環(huán)下去,反應(yīng)速度不斷加快,zui后形成爆炸。
    
     (3) 粉塵爆炸的特點
    
     1) 具有二次爆炸的可能。粉塵初始爆炸的氣浪可能將沉積的粉塵揚起,形成爆炸性塵云,在新的空間再次產(chǎn)生爆炸,這叫二次爆炸。這種連續(xù)爆炸會造成嚴(yán)重的破壞。
    
     2) 粉塵爆炸感應(yīng)期長,達(dá)數(shù)十秒,為氣體的數(shù)十倍。
    
     3) 粉塵爆炸可能產(chǎn)生兩種有毒氣體;一種是一氧化碳,另一種是爆炸物質(zhì)(如塑料等)自身分解產(chǎn)生的毒性氣體。
        
     (4)影響粉塵爆炸的因素
    
     1) 物理化學(xué)性質(zhì)。物質(zhì)的燃燒熱越大,則其粉塵的爆炸危險性也越大,例如煤、碳、硫的粉塵等;越易氧化的物質(zhì),其粉塵越易爆炸,例如鎂、氧化亞鐵、染料等;越易帶電的粉塵越易此起爆炸。粉塵在生產(chǎn)過程中,由于互相碰撞、磨擦等作用,產(chǎn)生的靜電不易散失,造成靜電積累,當(dāng)達(dá)到某一數(shù)值后,便出現(xiàn)靜電放電。靜電放電火花能引起火災(zāi)和爆炸事故。
    
     粉塵爆炸還與其所含揮發(fā)物有關(guān)。如煤粉中當(dāng)揮發(fā)物低于10%時,就不再發(fā)生爆炸,因而焦炭粉塵沒有爆炸危險性。
    
     2) 顆粒大小。粉塵的表面吸附空氣中的氧,顆粒越細(xì),吸附的氧就越多,因而越易發(fā)生爆炸,而且,發(fā)火點越低,爆炸下限也越低。隨著粉塵顆粒的直徑的減小,不僅化學(xué)活性增加,而且還容易帶上靜電。
    
     3) 粉塵的濃度。與可燃?xì)怏w相擬,粉塵爆炸也有一定的濃度范圍,也有上下限之分。但在一般資料中多數(shù)只列出粉塵的爆炸下限,因為粉塵的爆炸上限較高

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