第2个回答 2020-10-31
【安全小常识】粉尘防爆安全知识！
蔓青萝
蔓青萝
2017-08-24
一、粉尘爆炸原理
（一）相关定义
（1）粉尘国际标准化组织定义： 粒径小于75的固体悬浮物。（人类头发的直径约为50～80µm）《粉尘防爆术语》GB／T 15604-2008： 细微的固体颗粒。特点：能在空间停留，一段时间后可以沉降。
（2）可燃粉尘 能与助燃气体发生氧化反应而燃烧的粉尘。
（3）粉尘云 悬浮在助燃气体中的高浓度可燃粉尘与助燃气体的混和物。（4）粉尘层 沉(堆)积在地面或物体表面上的粉尘群。
（5）粉尘爆炸 火焰在可燃粉尘云中传播，引起显著的压力、温度跃升的现象。
（6）粉尘的一次爆炸、二次爆炸、多次爆炸一次爆炸：也是初次爆炸，由初始点火源引起的爆炸。
二次爆炸：第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘扬起形成粉尘云，在第一次爆炸余火的引燃下发生爆炸。多次爆炸：随着爆炸引起的极大震动，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。l粉尘爆炸的破坏通常是由“二次爆炸”引起的！l防止“二次”爆炸主要是减少爆炸传播途径的粉尘，减少粉尘爆炸的能量来源。
（二）粉尘爆炸的条件
可燃性粉尘爆炸本身是一类特殊的燃烧现象，它也需要可燃物、助燃物和点火源三个条件。
1.粉尘本身是可燃粉尘。
2.粉尘必须悬浮在空气（氧气）中并与空气混合达到爆炸浓度。
3.有足以引起粉尘爆炸的热能源。
1）哪些粉尘具有爆炸性
通常认为以下七类物质的粉尘具有爆炸性：
金属：如镁粉、铝粉、锌粉；
碳素：煤、炭；
粮食：如面粉、淀粉、玉米面；
饲料：如鱼粉；
农产品：如棉花、亚麻、烟草、糖；
林产品：如木粉、纸粉；
合成材料：如塑料、染料。
特点：活泼金属，如钠、钾、镁、铝等；有较强的还原剂H、S、N等元素存在，如染料等；燃烧热越大的物质越易爆炸，如煤尘、硫磺粉等；氧化速度快的物质易爆炸，如镁粉、铝粉等；易带电的粉尘也是易爆炸，如合成树脂粉末、纤维类粉尘、淀粉等； 黄沙和尘土的粉尘也很微小，但由于它们本身不能够燃烧，因此不具危险性。
粉尘爆炸的主要原因
处于粉尘状态的物质较之固体状态物质有所不同，尤其是在燃烧特性方面，原来非燃物质可能变为可燃物质，原来是难燃物质可能变成易燃物质，可燃、易燃物可能变为易爆炸物质，而这一变化是由于粉尘具有大的比表面积这一特性决定的。
2）悬浮粉尘的爆炸极限
爆炸粉尘的危险性由爆炸下限浓度来表示，一般为20-60g/m3，低于这个浓度，难以形成持续燃烧，更谈不上爆炸。
释义：粉尘的爆炸极限受粒度、湿度等因素影响，不是一固定值而是一范围值；另外因粉尘的爆炸极限上限较高，不易达到，所以下限更具有意义，在一些标准及书面资料中，一般只标示粉尘的爆炸下限。爆炸极限范围越宽、下限越低，爆炸的危险性越大。
3）引起粉尘爆炸的热能量
粉尘具有较小自燃点和点火能量，只要外界的能量超过最小点火能（多数在10mJ-100mJ）或温度超过自燃点，就会爆炸。
生产过程中常见的引火源有：
a:明火:如动火、烟火等；
b:高热物体，如过热马达、白炽灯、汽车排气管、烟囱火星、焊割熔渣等；
c:电气火花，如接线盒、开关、控制箱漏电、短路、非防爆电机、开关启停或运行过程产生的火花等；
d:撞击与磨擦火花，如打磨抛光工具与工件的摩擦、风机叶轮与壳体或外物摩擦或撞击、使用的铁制工具、运输工具碰撞、润滑不良的转动轴、螺旋输送机堵料摩擦、皮带与轮毂间的摩擦等；
e:绝热压缩；
f:光线放射和聚集（雷电） ；
g:静电放电；
h:化学反应放热（如粉尘自然）。
自燃的条件：—绝热和保温性好，具备热积累条件，如纤维、粉末、片状；—易进行产热反应，如分解热、氧化热、发酵热等；—产热速度超过散热速度。l自燃着火一般需要相当长的发展时间。
l易自燃着火的物质：如铝镁等活泼金属粉尘、硝化棉、粘有油脂的棉纱、煤堆、面粉等粮食仓库。
粉尘的自燃：l 吸湿或遇水会催进某些堆积的粉尘自燃着火，如金属制品加工行业中抛光、打磨等过程产生的铝粉遇湿自燃；l 大量自由堆积的粉尘，如煤山、面粉和玉米粉等粮食仓库、聚集金属粉尘的集尘桶等时常会发生自燃着火。
尤其在夏季高温潮湿季节，粉尘在散热不利且储存量大、堆积较厚，通风不良时，更容易引起热积累，发生自燃着火。如镇海百斗、亚洲纸业的火灾、昆山“8.2”等事故。
4）影响粉尘爆炸的因素
1.自身因素化学性质：主要有燃烧热和氧化速度。燃烧热越大，爆炸危险性越大；越易氧化，越易爆炸。物理性质： 粉尘云粒子越细越易爆炸，爆炸威力越大； 粉尘的湿度越大，爆炸的危险越小； 粉尘云浓度越高爆炸压力越大，但到一定浓度后有下降趋势； 粉尘云着火点温度越低越易爆炸。
2.外部因素 粉尘分散情况：分散度越高，爆炸压力越大； 点火源强度：点火能量越大，越易爆炸； 氧含量：必须达到最低氧含量； 粉尘云温度：越高越易爆炸； 湿度：越低，爆炸的危险越大； 湍流情况：湍流越严重，爆炸范围越大
（三）粉尘的爆炸过程
第一步：悬浮粉尘在热源作用下迅速被干馏或气化而产生可燃气体； 第二步：可燃气体与空气混合而燃烧； 第三步：燃烧产生的热量从燃烧中心向外传递，引起邻近的粉尘进一步燃烧。如此循环下去，反应速度不断加快，最后爆炸。
（四）粉尘爆炸的破坏性
1、具有极强破坏性。
2、易产生连环爆炸。
3、发生粉尘爆炸时，会有燃烧的灼热粒子飞散，如果飞到可燃物或人体上，可使可燃物局部碳化或人体严重灼伤。
4、能产生有毒气体，往往造成爆炸过后的众多人畜中毒伤亡。 一种是一氧化碳，另一种是爆炸物（如塑料等）自行分解产生的毒性气体。
（五）易发生粉尘爆炸的生产工艺
a:粉碎、抛光、打磨过程 由于机械力的作用会扬起大量粉尘，设备或作业空间内悬浮的粉尘可能会处于爆炸浓度范围之内，且各种力的作用易产生磨擦、撞击火花、静电等点火源，导致粉尘爆炸。
b:气固分离过程 在风力作用下，分离器内的粉尘处于悬浮状态，此时，如有足够能量的点火源，爆炸事故就会不可避免会发生。
c:干式除尘过程 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，将会发生爆炸。
d: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与空气的混合物爆炸事故时有发生。
e:输送过程 气力输送过程中，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，极有可能引发爆炸。且输送管道与分离、除尘设备相连，极易引起二次甚至多次爆炸。
f: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和设备表面，如不及时清除，在达到一定浓度并且飞杨起来后，很容易发生爆炸，并且在清扫过程中，也极易造成粉尘飞杨，形成悬浮爆炸条件。