粉尘爆炸与粉尘火灾分析

常见可爆炸粉尘材料包括：




(1)农林：粮食（如面粉、淀粉）、饲料（如血粉、鱼 粉）、食品、农药、肥料、木材、糖、咖啡等。 (2)矿冶：煤炭、钢铁、金属、活性炭、硫磺等。 (3)纺织：棉、麻、丝绸、化纤等。 (4)轻工：塑料、纸张、橡胶、染料、药物等。 (5)化工：多种化合物粉体。
三、粉尘爆炸的场所

一般认为，只有粒径低于此值的粉尘才能参与爆炸快速 反应。但在煤矿中的实际研究表明，粒径850μ m的煤粒 子还可参与爆炸快速反应。
（二）可燃粉尘和不可燃粉尘

可燃粉尘和不可燃粉尘
可燃粉尘：是指与空气中氧反应能放热的粉尘。一般有机 物都含有C、H元素，它们与空气中的氧反应都能燃烧， 生成CO2、CO和H2O。许多金属粉可与空气中氧反应生 成氧化物，并放出大量的热，这些都是可燃粉尘。 不可燃粉尘或称惰性粉尘：与氧不发生反应或不发生放热 反应的粉尘
对不规则形状粒子的粒度，可以通过试验来确定粒度数据。 先测定单位体积中的粉尘粒子数，再称量其质量，就可以确定平均 粒子尺寸。


悬浮在空间的粉尘云是一个不断运动的集合体。 粉尘受重力的影响，会发生沉降，沉降的速度与粒度有一 定的关系。 对425μ m以上的粒子，由于比表面积很小，加上沉降 速度很快，一般不会发生粉尘爆炸。
粉尘爆炸与粉尘火灾 防范知识

第一节
粉尘爆炸的基础知识


一、粉尘爆炸危险性
粉尘爆炸危险性几乎涉及到所有的工业部门。 第一次有记载的粉尘爆炸发生在1785年意大利的一个面粉厂。 200多年来，粉尘爆炸事故不断发生。 近二十年来，我国粉尘爆炸事故也屡有发生。 如1981年12月10日，黄埔港粮食筒仓发生大爆炸，7人受伤，并造 成重大的经济损失； 1987年3月15日，哈尔滨亚麻厂粉尘大爆炸，死伤230多人，直接经 济损失上千万元。 2014年8月2日，江苏省昆山市中荣金属制品有限公司金属粉尘大爆 炸，死亡75人，伤185人。

随着现代工业的发展，如塑料、有机合成、金属粉末等生 产，多采用粉体为原料，粉尘种类的扩大、使用量的增加、 工艺的连续化等原因，粉尘爆炸的危险性和事故数量也有 所增加。 特别是现在大规模采用粉体涂装技术的倾向越来越多，更 应该采取安全有效的防护措施。

二、可爆粉尘种类



能导致爆炸的粉尘，首推金属粉尘（如铝粉、镁粉）； 其次是农副产品（如棉花、烟草）、林产品（如纸粉、木 粉）、食品(如面粉)等的粉尘。 在无机物的粉尘中，硫磺粉、煤粉的爆炸灾害更为多见。 活性炭本身难以爆炸。但堆积时有的会产生高温，且含有有 机成分的蒸气及挥发成分，因此也可能发生与煤尘相同的爆 炸。 另外，木粉、纸粉、纤维粉等纤维性粉尘的爆炸灾害也每年 都有发生，且发展到意外的大型灾害。

粉尘粒子的形状和表面状态对爆炸反应也有较大的影响。 即使粉尘粒子的平均直径相同，但若其形状和表面状态 不同，其爆炸性能也不同。
五、粉尘爆炸的条件
（1）粉尘本身可燃。
常见具有爆炸性的粉尘种类如下：
种类 举例
炭制品
肥料 食品类
煤、木炭、焦炭、活性炭等
鱼粉、血粉等 淀粉、砂糖、面粉、可可、奶粉、古粉、咖啡粉等
木质类
合成制品类 农产加工品类 金属类
木粉、软木粉、木质素粉、纸粉等
染料中间体、各种塑料、橡胶、合成洗涤剂等 胡椒、除虫菊粉、烟草等 铝、镁、锌、铁、锰、锡、硅、硅铁等
（2）粉尘以一定浓度悬浮在空气中 沉积（气凝胶状态）粉尘不能爆炸，只有悬浮（气溶 胶状态）的粉尘才能发生爆炸。 爆炸极限（爆炸界限）——可爆浓度（范围）

（三）粉尘粒度



粉尘的粒度一般用筛号来衡量。 粉尘粒度是粉尘爆炸中一个很重要的参数。 粉尘的表面积比同质量的整块固体的表面积大好几个数量级。表面积 的增加，意味着材料与空气的接触面积增大，这就加速了固体与氧的 反应，增加了粉尘的化学活性，使粉尘点火后燃烧更快。

粉尘粒度是一个统计的概念，因为粉尘是无数个粒子的集合体，是由 不同尺寸的粒子级配而成。若不考虑粒子的形状，也无法确定粒子尺 寸。



实际发生粉尘爆炸时，爆炸源往往并不处于人的呼吸范围 之内。

在许多情况下，它是发生在设备内部或局部点，随后这局 部爆炸(一次爆炸)将地面粉尘层扬起，使空间达到极限浓 度而形成所谓的“二次爆炸”重。
（3）存在足以引起粉尘爆炸的火源 粉尘爆炸所需的最小点火能量比气体爆炸大一、二个数量 级，大多数粉尘云最小点火能量在10～100mJ量级范围。

气体爆炸采用体积百分数(％)表示，即燃料气体在混合气 总体积中所占的体积百分数； 粉尘爆炸中，粉尘粒子的体积在总体积中所占的比例极小， 几乎可以忽略，所以一般都用单位体积中所含粉尘粒子的 质量来表示，常用单位是g／m3或mg／L。 在计算化学计量浓度时，只要考虑单位体积空气中的氧能 完全燃烧(氧化)的粉尘粒子量即可。

在粉碎，制粉及输送过程中发生粉尘爆炸的比例较大。 粉碎、制粉工程与集尘、分离工程等处的粉尘浓度较大， 很容易达到爆炸下限浓度。输送及贮藏粉尘时，自由空 间虽然很大，但是由于粉尘云大量集聚，在流速较低的 场所，将产生大的粉尘爆炸。

室内：通道、地沟、厂房、仓库等。 设备内部：集尘器、除尘器、混合机、输送机、筛选机、 料斗、高炉、打包机等。
（一）粉尘层和粉尘云

粉尘层(或层状粉尘)：指堆积在物体表面上的静
止状态的粉尘 粉尘云(或云状粉尘)：指悬浮在空间中的、呈运 动状态的粉尘。

四、粉尘的基础知识


粉尘是粉碎到一定细度的固体粒子的集合体。
在美国，通常把通过40#美国标准筛的细颗粒固体物质叫 做粉尘。若为球形颗粒，则粒子直径应为425μ m以下。
一些典型电火花能及典型场合 电火花能量（J） 0.13×10-3 5×10-3 7×10-3 0.01 典 型 场 合 典型可燃蒸气的最小点火能 典型粉尘云的最小点火能 起爆药迭氮化铅的点火能量 典型推进剂粉尘的最小点火能
(5～18)×10-3
0.25 7.2 11.03 5×109