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面粉廠的爆炸原理

所有呈細粉狀的固體物質都叫做粉塵。能燃燒爆炸的粉塵稱為可燃粉塵;漂浮在空氣中的塵埃稱為懸浮塵埃;落在固體壁上的灰塵稱為沈積灰塵。現已發現以下七種物質的粉塵具有爆炸性:金屬(如鎂粉、鋁粉);煤炭;谷物(如小麥、澱粉);飼料(如血粉、魚粉);農副產品(如棉花、煙草);林產品(如紙粉、木粉);合成材料(如塑料和染料)。

(1)粉塵爆炸條件

易燃粉塵爆炸應滿足三個條件,即粉塵本身具有爆炸性;粉塵必須懸浮在空氣中,並與空氣混合到爆炸濃度;有足夠的熱能引起粉塵爆炸。

與瓦斯爆炸相比,粉塵爆炸所需的最小點火能量更大,達到10兆焦耳,是瓦斯爆炸的近100倍。因此,足夠強度的熱能也是粉塵爆炸形成的必要條件之壹。

(2)粉塵爆炸的過程

第壹步:懸浮粉塵在熱源的作用下快速幹餾或氣化,產生可燃氣體。

第二步:可燃氣體與空氣混合燃燒。

第三步:燃燒產生的熱量從燃燒中心傳遞到外部,使鄰近的粉塵進壹步燃燒。如此循環下去,反應速度會不斷加快,最後形成爆炸。

(3)粉塵爆炸的特點

1)有二次爆炸的可能。塵埃最初爆炸的空氣翻騰可能會揚起沈積的塵埃,形成爆炸性塵埃雲,在新的空間再次爆炸。這叫二次爆炸。這種持續的爆炸會造成嚴重的損害。

2)粉塵爆炸誘導期長,達到幾十秒,是氣體的幾十倍。

3)粉塵爆炸可能產生兩種有毒氣體;壹種是壹氧化碳,壹種是爆炸性物質(如塑料)分解產生的有毒氣體。

(4)影響粉塵爆炸的因素

1)理化性質。物質的燃燒熱越大,其粉塵的爆炸危險性越大,如煤、碳、硫粉塵;越容易氧化的物質,其粉塵越容易爆炸,如鎂、氧化亞鐵、染料等。塵埃越容易帶電,就越容易爆炸。在生產過程中,由於粉塵的沖擊和摩擦,產生的靜電不易消散,造成靜電積聚。當達到壹定值時,就會發生靜電放電。靜電放電火花會導致火災和爆炸事故。

粉塵爆炸也與其含有的揮發物有關。比如煤粉中的揮發分低於10%就不會爆炸,所以焦粉沒有爆炸危險。

2)顆粒大小。灰塵的表面吸附空氣中的氧氣。顆粒越細,吸附的氧氣越多,所以更容易爆炸。而且,燃點越低,爆炸極限越低。隨著塵粒直徑的減小,不僅化學活性增加,而且容易帶靜電。

3)粉塵的濃度。和可燃氣體類似,粉塵爆炸也有壹定的濃度範圍,也有上下限。但壹般資料大多只列出粉塵爆炸下限,因為粉塵爆炸上限高。