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粉尘爆炸的基础知识

来源:华顺环保   发布时间:2017-09-13 15:03:34   浏览次数:

粉尘爆炸
粉尘爆炸是火焰在弥散于空间的可燃粉尘云中传播,引起显著的压力、温度跃升的现象。
 
定义
粉尘:细微的固体颗粒。
特点:在大气中依靠自身重量可沉淀下来,但也可持续悬浮在空气中一段时间的固体微小颗粒,是一种不导电(粮食、糖、奶粉、饲料)的可燃性粉尘。
 
 
 
粉尘云与粉尘层
粉尘层:沉(堆)积在地面或物体表面上的粉尘群。(静态)
粉尘云:粉尘悬浮在空气中或气态氧化剂中,形成的高浓度粉尘与气体的混和物。悬浮在空间中的、呈运动状态的粉尘。
 
哪些粉尘可能会发生爆炸?
几乎所有可与空气发生氧化反应的粉尘都可能。
(1)农产品、粮食、食品粉尘:谷物(小麦玉米等)粉尘、面粉、淀粉、奶粉、食糖、饲料粉等。
(2)农林产品:烟草、木材粉尘、棉花纤维、亚麻纤维、毛纤维。
(3)金属粉尘:镁粉、铝粉、锌粉。
(4)矿物及产品:煤粉、硫磺粉、磷粉、焦炭粉尘、沥青粉尘
(5)石化产品:塑料、树脂、石油焦粉、抗氧化剂、
(6)化学粉尘:医药粉剂、农药等。
 
粉尘爆炸发生的条件和特点
粉尘爆炸的条件:粉尘扩散到一定浓度和数量,将会引起快速燃烧,称为爆炸,如果这一过程被限制在封闭的空间内,如厂房、容器或加工设备内,最终压力升高可能引发爆炸。
 
粉尘爆炸需要多少粉尘?
 
糖的爆炸下限为77~107g/m3。
 
粉尘爆炸罪猛烈的浓度(最危险粉尘浓度) 范围一般为500g/m3~1000g/m3。
 
1mm厚的粉尘足够在5m的厂房内形成可爆粉尘云。
 
1mm的粉尘在1m高的空间形成的粉尘云通常为爆炸最猛烈的浓度。
 
一次爆炸:也叫初始爆炸、原爆,由初始点火源引起的爆炸
 
二次爆炸:第一次爆炸冲击波把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起,在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸时,粉尘浓度一般比一次爆炸时高的多,故二次爆炸威力比第一次要大得多。
 
多次爆炸:随着爆炸引起极大的震动,沉积在不同部位的粉尘扬起,形成多个粉尘云,从而产生连环爆炸。
 
 
 
引起爆炸的火源需要多大能量?
最小点火能量:粉尘云中可燃粉尘处于最容易着火的浓度时,使粉尘云着火的点火源能量的最小值。
点火温度越低,越容易爆炸。砂糖的点火温度为360℃。
常见农产品最小点火能量在30-50mJ。
一根火柴燃烧产生的能量:100J,明火温度达1200C。
 
粉尘爆炸与气体爆炸的不同?
1、必须有足够数量的尘粒飞扬在空气中才有可能发生粉尘爆炸。
2、粉尘燃烧过程比气体燃烧过程复杂。
3、粉尘爆炸的起始能量大,达10mJ的量级,为气体的近百倍。
4、粉尘的燃烧速度和爆炸压力虽然比气体小,但因燃烧的时间长,产生的能量大,所以产生破坏和烧毁的程度要大得多。
5、粉尘爆炸有产生二次爆炸的可能性。
6、与气体相比,粉尘爆炸容易引起不完全燃烧,因而在生成气体中有大量的一氧化碳存在。
 
容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备
(1) 粉碎、研磨、输送过程
   由于机械力的作用会扬起大量粉尘,设备内悬浮的粉尘往往处于爆炸浓度范围之内。且各种力的作用更容易产生摩擦、撞击火花,静电等点火源,导致粉尘爆炸的发生。
 
(2) 气固分离过程
在风力作用下,分离器内的粉尘均处于悬浮状态,此时,如存在足够能量的点火源,爆炸事故就会不可避免地发生。
除尘前粉尘是处于悬浮状态的,粘附在滤材上的粉尘在清灰状态下也处于悬浮状态,若恰好有足够能量的点火源,将发生粉尘爆炸事故。
(3) 干燥过程
   使用喷雾、气流或沸腾干燥器干燥颗粒状物料或粉料时,设备内形成的可燃粉尘-空气混合物的爆炸事故在生产实践中时有发生。
(4) 粉尘气力输送过程
   气力输送过程中,工业粉尘处于蓬松的悬浮状态,已具备粉尘爆炸的主要条件,只要有合适的点火源则极其危险,并且输送管线与分离和除尘设备相连,极易引起二次爆炸,造成更大的伤亡和损失。
(5) 清扫、吹扫过程
   生产过程中粉尘难免要从设备中逸出,这些粉尘堆积在厂房及设备表面,若不及时清除,在达到一定浓度并且飞扬起来之后,很容易造成爆炸事故,并且在清扫过程中,也极易粉尘飞扬,形成悬浮爆炸条件。
   易发生粉尘爆炸的环节和设备:干燥器、粉碎机、筒仓。
 
 
 
生产过程中可能的点火源:
 
(1) 机械摩擦与碰撞
(2) 电气火花 (接线盒、开关、控制箱漏电、短路、接触不良等)
(3) 热表面 (过热马达、电烙铁、白炽灯、汽车排气管、烟囱火星、焊割作业金属熔渣、暖气片等过热表面)
(4) 静电放电(电晕放电、静电积累、火花放电)
(5) 粉尘自燃(闷烧)
(6) 明火(动火、吸烟、气焊割等)

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