粉尘爆炸原理及特点

粉尘爆炸原理及特点
凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。

能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘；浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘；沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。

煤炭粉尘具有爆炸性：主要产生在开采、破碎、粉碎、筛分、包装、配料、混合、搅拌、散粉装卸及输送除尘等生产过程中的粉尘。

1、生产性粉尘危险、危害因素识别
包括以下内容：
①根据工艺、设备、物料、操作条件，分析可能产生的粉尘种类和部位。

②用已经投产的同类生产厂、作业岗位的检测数据或模拟实验测试数据进行类比识别。

③分析粉尘产生的原因、粉尘扩散传播的途径、作业时间、粉尘特性，确定其危害方式和危害范围。

④分析是否具备形成爆炸性粉尘及其爆炸条件。

爆炸性粉尘属生产性粉尘，其危险性主要表现为：
a.与气体爆炸相比，其燃烧速度和爆炸压力均较低，但因其燃烧时间长、产生能量大，所以破坏力和损害程度大；
b.爆炸时粒子一边燃烧一边飞散，可使可燃物局部严重炭化，造成人员严重烧伤；
c.最初的局部爆炸发生之后，会扬起周围的粉尘，继而引起二次爆炸、三次爆炸，扩大伤害；
d.与气体爆炸相比，易于造成不完全燃烧，从而使人发生一氧化碳中毒。

2、粉尘爆炸的条件
爆炸性粉尘形成的4个必要条件为：
a.粉尘的化学组成和性质；
b.粉尘的粒度和粒度分布；
c.粉尘的形状与表面状态；
d.粉尘中的水分。

可用上述4个条件来辨识是否为爆炸性粉尘。

注：固体可燃物及某些常态下不燃的物质如金属、矿物等经粉碎达到一定程度成为高度分散物系，具有极高的比表面自由焓，此时表现出不同于常态的化学活性。

爆炸性粉尘爆炸的条件为：
a.可燃性和微粉状态；
b.在空气中(或助燃气体)搅拌，悬浮式流动；
c.达到爆炸极限；
d.存在点火源。

3、粉尘爆炸的过程
第一步：悬浮粉尘在热源作用下迅速地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，最后形成爆炸。

4、粉尘爆炸的特点
1)具有二次爆炸的可能。

粉尘初始爆炸的气浪可能将沉积的粉尘扬起，形成爆炸性尘云，在新的空间再次产生爆炸，这叫二次爆炸。

这种连续爆炸会造成严重的破坏。

2)粉尘爆炸感应期长，达数十秒，为气体的数十倍。

3)粉尘爆炸可能产生两种有毒气体；一种是一氧化碳，另一种是爆炸物质（如塑料等）自身分解产生的毒性气体。

5、影响粉尘爆炸的因素
1)物理化学性质。

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此起爆炸。

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。

2)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。

3)粉尘的浓度。

与可燃气体相拟，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。

掌握了粉尘爆炸的基理，就可据以采取相应的安全措施，如密闭设备，通风除尘，抽风吸尘、润湿降尘、清扫积尘、控制电源，清除静电隔绝火源等。

在扑救粉尘的火灾中，应注意不要使沉积粉尘飞扬起来，最好采用喷雾水流，以防发生二次爆炸。

生产过程中，如果在粉尘作业环境中长时间工作吸入粉尘，就会引起肺部组织纤维化、硬化，丧失呼吸功能，导致肺病。

尘肺病是无法治愈的职业病；粉尘还会引起刺激性疾病、急性中毒或癌症；爆炸性粉尘在空气中达到一定的浓度(爆炸下限浓度)时，遇火源会发生爆炸。