什么是粉尘爆炸?
粉尘爆炸,是指悬浮在空气中的可燃性粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。
粉尘在爆炸极限范围内,遇到热源(明火或高温),火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度极快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能量转化为机械能以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。
先来看一个视频,让大家有个初步的认识!
什么是煤尘爆炸?
煤尘爆炸同瓦斯爆炸一样都属于矿井中的重大灾害事故。我国历史上最严重的一次煤尘爆炸发生在年日本侵略者统治下的本溪煤矿,死亡人,残人,死亡的人员中大多为CO中毒,事故发生前,巷道内沉积了大量煤尘,是由于电火花点燃局部聚积的瓦斯而引起的重大煤尘爆炸事故。
粉尘爆炸的机理
粉尘爆炸是气—固多相,快速,非稳态,高温,高压十分复杂的反应过程。粉尘爆炸的实质是:可燃性粉尘快速燃烧+火焰在未燃粉尘之中的传布。粉尘爆炸有二种情况,一种是有点火源的爆炸和不需要点火源的爆炸。
煤尘爆炸的机理
是在高温或一定点火能的热源作用下,空气中氧气与煤尘急剧氧化的反应过程,是一种非常复杂的链式反应,一般认为其爆炸机理及过程如下:
(1)煤本身是可燃物质,当它以粉末状态存在时,总表面积显著增加,吸氧和被氧化的能力大大增可,一旦遇见火源,氧化过程迅速展开;
(2)当温度达到~℃时,煤的干馏现象急剧增强,放出大量的可燃性气体,主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢和1%左右的其他碳氢化合物;
(3)形成的可燃气体与空气混合的高温作用下吸收能量,在尘粒周围形成气体外壳,即活化中心,当活化中心的能量达到一定程度后,链反应过程开始,游离基迅速增加,发生了尘粒的闪燃;
(4)闪燃所形成的热量的传递给周围的尘粒,并使之参与链反应,导致燃过程急剧地循环进生,当燃烧不断加剧使火焰速度达到每秒数百米后,煤尘的燃烧便在一定临界条件下跳跃式地转变为爆炸。
容易爆炸的七类粉尘
金属粉末:铝粉、锌粉、硅铁粉、镁粉、铁粉、铝材加工研磨粉等
煤炭:煤粉、煤尘等
粮食:面粉、淀粉、糖、奶粉等
饲料:鱼粉、豆粕粉等
农副产品:烟草粉末、茶叶粉等
林产品:纸粉、木粉等
合成材料:塑料粉末、燃料等
粉尘爆炸五要素
煤尘爆炸四个条件
煤尘爆炸必须同时具备四个条件,煤尘本身具有爆炸性;煤尘必须悬浮于空气中,并达到一定的浓度;存在能引燃煤尘爆炸的高温热源;一定浓度的氧气。
以一组实验为例,带大家了解粉尘爆炸是怎么发生的。
01
开敞空间面粉爆炸
一边开着火,一边倒面粉
会发生什么情况呢?
当扬起的面粉遇到火焰,火苗瞬间窜起。调查员又把面粉换成淀粉和咖啡粉,结果都一样。
实验证明:当我们正在使用明火的时候,千万别撒面粉、奶粉等粉尘类物质!
02
密闭空间内面粉爆炸
如果是在密闭的空间,情况则会更糟糕。危机调查员在一个亚克力箱里倒上面粉。
用鼓风机把面粉吹起来,遥控开启电子打火器,结果亚克力箱瞬间爆炸。
实验证明:当面粉颗粒达到一定浓度,再遇到哪怕一丝明火,爆炸也会发生。
03
还原台湾粉尘爆炸
首先,危机调查员将彩色的面粉撒在地面上。
然后,开启工业风扇,使彩色玉米面粉弥漫于整个实验现场,开启电子打火装置。
实验证明:即使是在室外,当面粉颗粒达到一定浓度时,遇到明火也会爆炸。
看过《伪装者》的朋友应该还记得炸面粉厂这个片段吧?为了毁灭证据,阿诚炸毁了面粉厂。他一没用炸药,二没用汽油,只是划破几袋面粉,并把面粉洒向空中。
然后把点燃的打火机扔进面粉中。
嘭!面粉厂成功爆炸!wuli阿诚哥哥拼命跑了粗来~~~
这个片段用的正是“粉尘爆炸”的原理,其威力可见~~~
粉尘防爆常见的十项重点问题和隐患
1建构筑物
1 粉尘爆炸危险场所设置在非框架结构的多层建构筑物内或与居民区、员工宿舍、会议室等人员密集场所安全距离不足。
2
除尘系统
2 可燃性粉尘与可燃气体等易加剧爆炸危险的介质共用一套除尘系统,不同防火分区的除尘系统互联互通。
3 干式除尘系统未规范采用泄爆、隔爆、惰化、抑爆等任一种控爆措施。
4 除尘系统采用正压吹送粉尘,且未采取可靠的防范点燃源的措施。
5 除尘系统采用粉尘沉降室除尘,或者采用干式巷道式构筑物作为除尘风道。
6 铝镁等金属粉尘及木质粉尘的干式除尘系统未规范设置锁气卸灰装置。
3
防火防爆
7 粉尘爆炸危险场所的20区未使用防爆电气设备设施。
8 在粉碎、研磨、造粒等易于产生机械点火源的工艺设备前,未按规范设置去除铁、石等异物的装置。
9 木制品加工企业,与砂光机连接的风管未规范设置火花探测报警装置。
4
粉尘清理
10 制定粉尘清扫制度,作业现场积尘未及时规范清理。
发生粉尘爆炸如何扑救?
金属粉尘
对一些金属粉尘(忌水物质)如铝、镁粉等,遇水反应,会使燃烧更剧烈,因此禁止用水扑救。可以用干沙、石灰等(不可冲击);堆积的粉尘如面粉、棉麻粉等,明火熄灭后内部可能还阴燃,也因引起足够重视;对于面积大、距离长的车间的粉尘火灾,要注意采取有效的分割措施,防止火势沿沉积粉尘蔓延或引发连锁爆炸。
其他粉尘
扑救粉尘爆炸事故的有效灭火剂是水,尤以雾状水为佳。它既可以熄灭燃烧,又可湿润未燃粉尘,驱散和消除悬浮粉尘,降低空气浓度,但忌用直流喷射的水和泡沫,也不宜用有冲击力的干粉、二氧化碳、灭火剂,防止沉积粉尘因受冲击而悬浮引起二次爆炸。
来源:中国安全生产报
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