以下粉尘会引起爆炸:
1、金属:如镁粉、铝粉。
2、煤炭、粮食:如小麦、淀粉。
3、饲料:如鱼粉、血粉。
4、农副产品:如棉花、烟草。
5、林产品:如纸粉、木粉。
6、合成材料:如塑料、染料。
7、某些厂矿生产过程中产生的粉尘。
如何防范粉尘爆炸
1、控制粉尘源头
生产车间内做好清洁工作,同时采用通风排尘、湿润降尘等措施降低粉尘浓度。可在粉尘车间喷雾状水,增加车间空气水分促使粉尘沉降,防止形成粉尘云。
2、严格控制点火源
电线、燃气等管线禁止穿越粉尘车间,宜在墙内铺设。消除点火源是预防粉尘爆炸的最实用有效的措施。在常见点火源中,电火花、静电、摩擦火花、明火、高温等都是引起粉尘爆炸的主要原因,因对此高度重视。
3、采取可靠防护措施
有条件情况下,可在粉尘与助燃气体混合气中添加惰性气体(如氮气),减少含氧量也是防爆方法之一。
铝粉都是二级遇水燃烧物品,与水能发生反应,产生氢气,放出热量。
有时会遇到干燥的铝粉发生爆炸,这是因为颗粒极微小的干燥铝粉能悬浮在空气中,增大了与空气的接触表面,使其化学活性增加,一旦粉尘在空气中达到一定的量时,遇到着火源,能迅速爆燃,瞬间产生大量的热量和燃烧产物,使气体、蒸汽等剧烈膨胀,造成爆炸的后果。
当这个浓度达到爆炸浓度区间后,受一定点火能的影响,就会发生爆炸,如果铝粉过多,可能导致铝粉再度扬起,形成二次爆炸,叫殉爆。
铝粉也能爆炸,估计很多人都不知道。具体地说,长时间的抛光作业使得作坊的空气里弥漫了很多铝粉,而铝的燃点又相当低,只要遇到火源或高温、摩擦,都可能爆炸。
由于铝会和水发生化学反应生成氢气,这正是不能用水来灭火的原因。以前就曾发生过用水来灭铝粉爆炸的火,引发再次爆炸的例子。
铝粉爆炸引起的火灾不能使用水,而应当使用泡沫灭火机来灭火(铝型材加工)。通过泡沫覆盖,将大火和空气隔离。这就是因为铝会和水发生化学反应生成氢气,而不能用水来灭火的原因。以前就曾发生过用水来灭铝粉爆炸的火,引发再次爆炸的例子。
大多数人并不知道铝粉也能爆炸,特别是长时间的抛光作业使得作业厂房内的空气里弥漫了很多铝粉,而铝的燃点又相当低,只要遇到火源或高温、摩擦,都可能爆炸。
铝粉尘的特性:在空气中遇到较小的着火源即能起火燃烧;在空气中沾有油脂的铝粉,如长期堆集存放,集热不散,也易引起自燃或爆炸,而且铝粉的颗粒度越小爆炸危险性越大,当其在空气中浓度达到40克/m3以上时,遇明火即能爆炸。
火焰温度高、燃烧速度快、爆炸威力大、辐射热强。燃烧时,一般呈绿蓝色火焰,放出银白色强光,爆炸压力可达6.3公斤/厘米2。对周围建筑物及人身安全均具有较大的破坏力和危害性。
粉尘爆炸跟汽油爆炸差不多,汽油是气体分子挥发到空气中,达到一定的浓度遇明火就爆炸。粉尘爆炸,是非常细小的粉尘颗粒,扩散到空气中,当积累到一定浓度时,也会像汽油一样遇火爆炸。
常见易燃粉尘:金属(如镁粉、铝粉)、煤炭、粮食(如小麦、淀粉)、饲料(如血粉、鱼粉)、农副产品(如棉花、烟草)、林产品(如纸粉、木粉)、合成材料(如塑料、染料)。
粉尘可燃,并不意味着一定会爆炸。研究成果表明,粉尘爆炸一般要具有三种条件:(1)可燃性粉尘以适当的浓度在空气中悬浮,形成人们常说的粉尘云。(2)有充足的空气和氧化剂。(3)有火源或者强烈振动与摩擦。
此外,在厨房有明火的地方,除了不能撒面粉,也不能喷杀虫剂。曾经一主妇在厨房煮饭,发现有几只蟑螂在洗涤槽边,她就顺手抓起一瓶杀虫剂朝蟑螂喷射,蟑螂一下跑到煤气灶下面,她就把杀虫剂喷头对着正烧着火的煤气炉位置喷射,结果意外发生了爆炸。厨房迅速被大火侵袭,很快可怜的主妇浑身着火,灼伤率达百分之八十五,送到医院时因心肺衰竭而死亡。
粉尘爆炸,指可燃粉尘在受限空间内与空气混合形成的粉尘云,在点火源作用下,形成的粉尘空气混合物快速燃烧,并引起温度压力急骤升高的化学反应。
粉尘爆炸多在伴有铝粉、锌粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等产生的生产加工场所。
粉尘爆炸条件一般有四个:
(1)粉尘本身具有可燃性或者爆炸性;
(2)粉尘必须悬浮在空气中并与空气或氧气混合达到爆炸极限;
(3)有足以引起粉尘爆炸的热能源,即点火源;
(4)粉尘具有一定扩散性;
(5)粉尘在密封空间会产生爆炸,如制粒烘箱、沸腾干燥机都会发生乙醇、水粉尘爆炸。
爆炸原理
表1—4 爆炸性粉尘的分级、分组
一般比较容易发生爆炸事故的粉尘大致有铝粉、锌粉、硅铁粉、镁粉、铁粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等。这些物料的粉尘易发生爆炸燃烧的原因是都有较强的还原剂H、C、N、S等元素存在,当它们与过氧化物和易爆粉尘共存时,便发生分解,由氧化反应产生大量的气体,或者气体量虽小,但释放出大量的燃烧热。例如,铝粉只要在二氧化碳气氛中就有爆炸的危险。 [2]
粉尘爆炸的难易与粉尘的物理、化学性质和环境条件有关。一般认为燃烧热越大的物质越容易爆炸,如煤尘、碳、硫黄等。氧化速度快的物质容易爆炸,如镁粉、铝粉、氧化亚铁、染料等。容易带电的粉尘也很容易引起爆炸,如合成树脂粉末、纤维类粉尘、淀粉等。这些导电不良的物质由于与机器或空气摩擦产生的静电积聚起来,当达到一定量时,就会放电产生电火花,构成爆炸的火源。
通常不易引起爆炸的粉尘有土、砂、氧化铁、研磨材料、水泥、石英粉尘以及类似于燃烧后的灰尘等。这类物质的粉尘化学性质比较稳定,所以不易燃烧。但是如果这类粉尘产生在油雾以及CO、CH4、煤气之类可燃气体中,也容易发生爆炸。
粉尘的爆炸可视为由以下三步发展形成的:第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体;第二步是可燃气体与空气混合而燃烧;第三步是粉尘燃烧放出的热量,以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘,这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行,其反应速度逐渐加快,通过剧烈的燃烧,最后形成爆炸。这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高,并呈跳跃式的发展。
特点危害:
影响因素
物理化学性质
粉尘爆炸的影响因素
物质的燃烧热越大,则其粉尘的爆炸危险性也越大,例如煤、碳、硫的粉尘等;越易氧化的物质,其粉尘越易爆炸,例如镁、氧化亚铁、染料等;越易带电的粉尘越易引起爆炸。粉尘在生产过程中,由于互相碰撞、磨擦等作用,产生的静电不易散失,造成静电积累,当达到某一数值后,便出现静电放电。静电放电火花能引起火灾和爆炸事故。粉尘爆炸还与其所含挥发物有关。如煤粉中当挥发物低于10%时,就不再发生爆炸,因而焦炭粉尘没有爆炸危险性。
粉尘爆炸浓度极限--表1
颗粒大小
粉尘的表面吸附空气中的氧,颗粒越细,吸附的氧就越多,因而越易发生爆炸,而且,发火点越低,爆炸下限也越低。随着粉尘颗粒的直径的减小,不仅化学活性增加,而且还容易带上静电。
粉尘的浓度
与可燃气体相似,粉尘爆炸也有一定的浓度范围,也有上下限之分。但在一般资料中多数只列出粉尘的爆炸下限,因为粉尘的爆炸上限较高。一些粉尘爆炸的特性列于表1(右侧)。
爆炸特点
(1)多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点。
第一次爆炸气浪,会把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来,在爆炸后短时间内爆炸中心区会形成负压,周围的新鲜空气便由外向内填补进来,与扬起的粉尘混合,从而引发二次爆炸。二次爆炸时,粉尘浓度会更高。
(2)粉尘爆炸所需的最小点火能量较高,一般在几十毫焦耳以上。
(3)与可燃性气体爆炸相比,粉尘爆炸压力上升较缓慢,较高压力持续时间长,释放的能量大,破坏力强。