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1、粉塵防爆 安全知識講座一、粉塵爆炸原理及基礎知識（一）粉塵的定義與類別凡是呈細粉狀態(tài)的固體物質均稱為粉塵。能燃燒和爆炸的粉塵叫做可燃粉塵；浮在空氣中的粉塵叫懸浮粉塵；沉降在固體壁面上的粉塵叫沉積粉塵。國際標準化組織規(guī)定：粒徑小于75μm的固體懸浮物定義為粉塵。（一般是200目左右。2.54厘米（1英寸）長度中的篩孔數(shù)目，簡稱為目）（二）燃燒的三要素燃燒需要三要素：可燃物、助燃物質和點火源。缺少其中任何一個，燃燒便不能發(fā)生。燃燒三要素示意圖如圖所示。（三）粉塵爆炸的條件可燃粉塵爆炸應具備三個條件：①粉塵本身具有
2、爆炸性；②粉塵必須懸浮在空氣（氧氣）中并與空氣混合到爆炸濃度；③有足以引起粉塵爆炸的熱能源。和氣體爆炸相比，粉塵爆炸所要求的最小引燃能較大，達10毫焦耳，為氣體爆炸的近百倍。因此，一個足夠強度的熱能源也是形成粉塵爆炸的必要條件之一。1）哪些粉塵具有爆炸性？通常認為以下七類物質的粉塵具有爆炸性：金屬（如鎂粉、鋁粉）；煤炭；糧食（如小麥、淀粉）；飼料（如血粉、魚粉）；農(nóng)副產(chǎn)品（如棉花、煙草）；林產(chǎn)品（如紙粉、木粉）；合成材料（如塑料、染料）。也有區(qū)分為有機粉塵和無機粉塵的。粉塵爆炸特性舉例金屬粉末爆炸性的等級排列
3、：高爆炸性：鋯、鎂、鋁、鋰、鈉；中爆炸性：錫、鋅、鐵、硅、錳、銅；低爆炸性：鉬、鈷、鉛可自燃金屬有：鋁、鈣、鈰、銫、鉻、鈷、銥、鐵、鉛、鈾、鋰、鎂、鎳、鈀、鉑、鉀、銣、鈉、鉭、釷、鈦、鈾、鋯2）懸浮粉塵的爆炸極限可燃氣體、可燃蒸氣、可燃粉塵的燃爆危險性特征——爆炸極限爆炸極限的定義：在火源作用下，可燃氣體、可燃蒸氣或粉塵在空氣中，恰足以使火焰蔓延的最低濃度稱為該氣體、蒸氣或粉塵的爆炸下限，也稱燃燒下限。同理，恰足以使火焰蔓延的最高濃度稱為爆炸上限，也稱燃燒上限。上限和下限統(tǒng)稱為爆炸極限或燃燒極限，上限和下限之
4、間的濃度稱為爆炸范圍。濃度在爆炸范圍以外，可燃物不會爆炸。爆炸極限通常用可燃氣體、可燃蒸氣在空氣中的體積百分數(shù)表示：mg/m3?？扇挤蹓m用：g/m3表示。例如：PVC粉有爆炸性，爆炸極限的范圍：下限63~86g/m3上限500g~/m3，也就是說：當空氣中平均粒徑為4-5微米的PVC粉塵達到63-86g/m3時，遇明火發(fā)生粉塵爆炸。一般粉塵的爆炸極限下限通常認為是20~60g／m3，低于這個濃度，難以形成持續(xù)燃燒，更談不上爆炸。在書面資料中多數(shù)只列出粉塵的爆炸下限，因為粉塵的爆炸上限較高。爆炸極限的范圍越寬，
5、爆炸下限越低，爆炸危險性越大。3）引起粉塵爆炸的熱能源粉塵具有較小的自燃點和最小點火能量，只要外界的能量超過最小點火能量（多數(shù)在10mJ~100mJ）或溫度超過其自燃點（多數(shù)在400℃~500℃），就會爆炸。生產(chǎn)過程中常見的?多種引火源（1）設備內(nèi)的摩擦撞擊火花。設備內(nèi)部由于機械運轉部位缺乏潤滑而摩擦生熱；物料、硬性雜質或脫落的零件與設備內(nèi)壁碰擊打出火星。表面粗糙的堅硬物體相互猛烈撞擊或摩擦時，產(chǎn)生的火星撞擊或摩擦脫落的高溫固體微粒。若火星的微粒直徑為0.1～1mm，其所帶的能量可達1.76～1760mJ,足
6、可點燃可燃粉塵。據(jù)統(tǒng)計，僅粉碎研碎設備因摩擦撞擊引起的爆炸事故占57％。（2）電火花和靜電火花。電氣設備故障引起的電火花是常見的一種引火源，事故案例較多。物料在輸送和粉碎研磨的攪拌中，粉料與管壁、設備壁，粉料的顆粒與顆粒之間的摩擦和碰擊，會產(chǎn)生靜電。一些粉塵表面的電量可達10-6~10-7C/cm2。在適當條件下，其靜電電壓可高達數(shù)千至數(shù)萬伏。（3）沉積粉塵的陰燃和自燃。沉積在加熱表面如照明裝置、電動機、機械設備熱表面的粉塵，受熱一段時間后會出現(xiàn)陰燃，最終也可能轉變?yōu)槊骰穑蔀榉蹓m爆炸的引火源。粉塵最易陰燃的
7、層厚范圍為10～20mm?？扇挤蹓m在沉積狀態(tài)下還具有自燃的傾向，因為粉塵微粒與空氣接觸發(fā)生氧化放熱反應，在一定條件下熱量不能充分散發(fā)，粉層內(nèi)溫度會升高引起自燃。長期積聚在設備裂縫中和管道拐彎處的粉塵易發(fā)生自燃。常見火源分類表類別火源舉例類別火源舉例機械火源撞擊、摩擦、絕熱壓縮電火源電火花、靜電火花、雷電火花、電磁波、雜散電流熱火源高溫表面、熱射線（日光）化學火源明火、火星、化學分解、化學反應、發(fā)熱自燃（四）粉塵爆炸的過程第一步：懸浮粉塵在熱源作用下迅速地被干餾或氣化而產(chǎn)生可燃氣體。第二步：可燃氣體與空氣混合而
8、燃燒。第三步：燃燒產(chǎn)生的熱量從燃燒中心向外傳遞，引起鄰近的粉塵進一步燃燒。如此循環(huán)下去，反應速度不斷加快，最后形成爆炸。影響爆炸的因素1、化學和物理因素①金屬粉末表面的化學成分（特殊的化學處理或保護性氧化物）對爆炸有影響。②某些金屬粉末若存在潮氣時會出現(xiàn)極大地活性；也可能生成可燃氣體（氫氣）。鉀、銣、和銫與水接觸便爆炸和燃燒。鎂、鋁和鋅與潮氣反應可能引起自發(fā)生熱足以引起局部著火。鋁粉可與鹵代烴等反應
