粉塵爆炸及其防護(hù)

1、隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，粉末技術(shù)的廣泛應(yīng)用，粉末產(chǎn)物日益增多， 這就使粉塵爆炸的潛在危險(xiǎn)大大增加。一般認(rèn)為，爆炸前固體向蒸 發(fā)表面提供足夠的熱量是爆炸的必要條件。通常，在固體物質(zhì)中， 產(chǎn)生的熱量很容易被固體本身吸收，然而對(duì)粉末來說，發(fā)生氧化的 表面積很大，而顆粒的體積卻很小。因此，極易使溫度上升，氧化 速度增快。氧化本身就是一種放熱反應(yīng)，從而會(huì)產(chǎn)生更多的熱量， 以致很快達(dá)到失控狀態(tài)。一但在空氣中處于爆炸濃度范圍內(nèi)的粉塵 云和一個(gè)點(diǎn)燃源同時(shí)存在時(shí)，一場慘痛的粉塵爆炸就不可避免了。然而遺憾的是，許多爆炸火災(zāi)事故中根本無法準(zhǔn)確地鑒別出點(diǎn)燃源。早些時(shí)候，人們認(rèn)為粉塵的點(diǎn)燃要比蒸汽的點(diǎn)燃困難的多，在發(fā)生

2、爆炸之前至少要有焊炬、電弧或嚴(yán)重的過熱點(diǎn)燃源粉塵爆炸才有可 能發(fā)生。的確，粉塵層通常只需100C120C即可點(diǎn)燃，而焊接、 切割一類的火焰能量遠(yuǎn)比點(diǎn)燃粉塵所需的能量高好多倍。因此，對(duì) 這種高能源引起的火災(zāi)和爆炸必須嚴(yán)格注意是毋庸置疑的。然而， 隨著時(shí)間的推移，人們發(fā)現(xiàn)能夠點(diǎn)燃粉塵云的最小能量也在減小， 現(xiàn)在10%勺直徑小于75am的有機(jī)物質(zhì)，能被能量小于5mJ的火花點(diǎn) 燃，而鋁粉、硫磺一類物質(zhì)甚至能被小于 1mJ的火花點(diǎn)燃。因此, 為確保萬無一失，即使像靜電火花，落體的沖擊火花這類低能點(diǎn)燃 源也不應(yīng)忽視。當(dāng)然，粗心大意丟掉煙頭也是火災(zāi)爆炸的一個(gè)重要 的點(diǎn)燃源，因?yàn)槿绻鲇谐练e的粉塵，這種點(diǎn)燃能

3、緩慢燃燒多天而 不被發(fā)現(xiàn)。粉末或粉塵的爆炸性能可以用它們是否容易被點(diǎn)燃以及燃燒或爆炸 的強(qiáng)烈程度來表示。不過，容易點(diǎn)燃的物質(zhì)不一定燃燒猛烈，粉塵 的燃燒或爆炸主要是顆粒表面的快速氧化。因此它取決于物質(zhì)的活 化性能和有效表面積，也就是說點(diǎn)燃特性與顆粒大小有很大關(guān)系。細(xì)小的顆粒更容易點(diǎn)燃并產(chǎn)生更猛烈的爆炸。所以，為了評(píng)定粉塵 爆炸的危險(xiǎn)性，不僅要掌握粉塵出現(xiàn)的濃度和它被點(diǎn)燃的難易程度, 同時(shí)還要掌握粉塵顆粒大小的大概分布以及最不利濃度下總體爆炸 的特性。毫無疑問，完全消除所有的粉塵點(diǎn)燃源是不現(xiàn)實(shí)也是無法做到的。因?yàn)?，在任何有可燃性粉塵存在的地方都會(huì)出現(xiàn)人為的誤差，設(shè)備 的故障和程序差錯(cuò)。因此，對(duì)存

4、在可燃物質(zhì)的任何場所都必須采取 預(yù)防措施，使火災(zāi)造成的傷亡事故減至最小。發(fā)生粉塵爆炸必須同時(shí)具備三個(gè)條件，一要有充足的氧來支持燃燒, 二要有一個(gè)能量足夠的點(diǎn)燃源，三是粉塵云必須在爆炸限度內(nèi)。除 非粉末非常難以點(diǎn)燃，否則不可能消除所有的點(diǎn)燃源。因此，在任 何可能產(chǎn)生爆炸粉塵云的場所，都應(yīng)該采取一些能夠防止設(shè)備損壞 和人員傷亡的防護(hù)措施。下面四種方法可在粉塵爆炸時(shí)使損害減至 最小程度。1）容器或外殼要有能夠承受粉塵點(diǎn)燃時(shí)產(chǎn)生最大爆炸壓力的足夠 強(qiáng)度，使爆炸發(fā)生在空腔內(nèi)。2）容器應(yīng)設(shè)置粉塵爆炸時(shí)把爆炸壓力泄出的泄爆裝置，它可以是 一個(gè)可打開的門，也可以是一個(gè)薄材料制的爆破膜。3）容器或設(shè)備內(nèi)應(yīng)設(shè)置爆炸時(shí)壓力升高階段就噴射出滅火介質(zhì)的 自動(dòng)爆炸抑制系統(tǒng)，以防止壓力的進(jìn)一步升高。4）在自動(dòng)爆炸抑制系統(tǒng)中加入惰性氣體，如氮和二氧化碳，使氧 氣的濃度降低到不能支持爆炸的程度，直至不能持續(xù)燃燒。上述四種方法基本上是去掉點(diǎn)燃所需的條件之一，或者使爆炸在被 控制的方式內(nèi)發(fā)生，至于具體的防護(hù)方式應(yīng)取決于設(shè)備的大小，產(chǎn) 品情況及經(jīng)濟(jì)條件。最后需要提醒的是，盡管一些火災(zāi)和爆炸是由 于產(chǎn)品或設(shè)備中難以預(yù)料的因素造成的，但絕大多數(shù)仍是人為