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粉塵爆炸原理及基礎知識講解

粉塵爆炸原理及基礎知識  


一、粉塵的定義與類別



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凡是呈細粉狀態的固體物質均稱為粉塵。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。

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二、爆炸性粉塵形成的四個必要條件



1、粉塵的化學組成和性質;

2、粉塵的粒度和粒度分布;

3、粉塵的形狀與表面狀態;

4、粉塵中的水分。

可用上述四個條件來辨識是否為爆炸性粉塵。


三、爆炸性粉塵爆炸的條件



1、可燃性和微粉狀態;

2、在空氣中(或助燃氣體)懸浮式流動;

3、達到爆炸極限;

4、存在點火源。


四、通常認為以下七類物質的粉塵具有爆炸性



金屬:鎂粉、鋁粉、鈦粉

煤炭:煤粉、活性炭粉

糧食:面粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、淀粉

飼料:血粉、魚粉

農副產品:棉花、煙草、茶葉粉塵

林產品:紙粉、木粉、纖維粉塵

合成材料:塑料、染料

水泥、泥沙、飛灰等是不可燃粉塵。


五、引起粉塵爆炸的熱能源



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粉塵具有較小的自燃點和最小點火能量,只要外界的能量超過最小點火能量(多數在10mJ~100mJ)或溫度超過其自燃點(多數在400C~500C),就會爆炸。
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生產過程中常見的多種引火源
1、設備內的摩擦撞擊火花:設備內部由于機械運轉部位缺乏潤滑而摩擦生熱;物料、硬性雜質或脫落的零件與設備內壁碰擊打出火星。表面粗糙的堅硬物體相互猛烈撞擊或摩擦時,產生的火星撞擊或摩擦脫落的高溫固體微粒。據統計,僅粉碎研碎設備因摩擦撞擊引起的爆炸事故占57%。
2、電火花和靜電火花:電氣設備故障引起的電火花是常見的一種引火源,事故案例較多。物料在輸送和粉碎研磨的攪拌中,粉料與管壁、設備壁,粉料的顆粒與顆粒之間的摩擦和碰擊。
3、沉積粉塵的陰燃和自燃,沉積在加熱表面如照明裝置、電動機、機械設備熱表面的粉塵,受熱一段時間后會出現陰燃,最終也可能轉變為明火,成為粉塵爆炸的引火源。粉塵最易陰燃的層厚范圍為10~20mm。可燃粉塵在沉積狀態下還具有自燃的傾向,因為粉塵微粒與空氣接觸發生氧化放熱反應,在一定條件下熱量不能充分散發,粉層內溫度會升高引起自燃。長期積聚在設備裂縫中和管道拐彎處的粉塵易發生自燃。


六、粉塵爆炸特點



1、具有極大的破壞性。粉塵的生產、干燥、運輸、儲存工藝以及生產過程中使用的除塵系統等均可發生粉塵爆炸。粉塵爆炸產生的能量大,爆炸威力大,爆炸溫度可達到2000-3000度,最大爆炸壓力可達700KPa;
2、易造成二次爆炸和連續爆炸。第一次爆炸氣浪把沉積在設備或地面上的粉塵吹揚起來,在第一次爆炸余火引燃下引起的第二次爆炸,甚至是多次連續爆炸。二次爆炸時,粉塵濃度一般比一次爆炸時高得多,二次爆炸威力比第一次要大得多,其破壞性也更大;
3、發生粉塵爆炸時,爆炸燃燒物飛出,易引發大范圍火災、造成局部嚴重炭化和人體嚴重燒傷;
4、粉塵爆炸中伴隨著不完全燃燒,燃燒氣體中含有大量的CO和其它有毒氣體,容易引起人員中毒。


七、粉塵的防塵措施



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防止生產性粉塵危害所采取的技術措施、組織措施和醫療預防措施。可以概括為“革、水、密、風、護、管、教、查”八字方針,對控制粉塵危害具有指導意義。
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1、革,即工藝改革和技術革新,這是消除粉塵危害的根本途徑,常以達到以下目的作為改革的重點。
(1)減少原料中含矽量,或以不含矽的材料代替。
(2)生產機械化、連續化、自動化,以減少塵源。為密閉塵源采取通風除塵措施創造條件。
(3)減輕體力勞動,減小粉塵飛揚。
(4)減小工人與粉的接觸。
2、水,即濕式作業,可防止粉塵飛揚,降低環境粉塵濃度。
3、風,加強通風及抽風措施,在密閉、半密閉發塵源的基礎上,采用局部抽出式機械通風,將工作面的含塵空氣抽出,并可同時采用局部送入式機械通風,將新鮮空氣送入工作面。
4、密,將發塵源密閉,對產生粉塵的設備,盡可能在通風罩中密閉,并與排風結合,經除塵處理后再排入大氣。
5、護,個人防護,是防、降塵措施的補充,特別在技術措施未能達到的地方必不可少。如佩戴防塵口罩、防塵安全帽、隔絕式壓風呼吸器、防塵服,使用護膚霜和皮膚清洗液:不在工作場所進食吸煙,注意個人衛生;回家前將工作服換下徹底洗凈。吃食物前一定先洗干凈手。
6、管,經常性地維修和管理工作。
7、教,加強宣傳教育。
8、查,定期檢查環境空氣中粉塵和接觸者的定期體格檢查。


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