粉尘爆炸是什么原因?相关事故如何预防和控制？
2021-03-15 09:55:26
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一、什么是粉尘？
粉尘（dust）是指悬浮在空气中的固体微粒。习惯上对粉尘有许多名称，如灰尘、尘埃、烟尘、矿尘、砂尘、粉末等，这些名词没有明显的界限。在大气中粉尘的存在是保持地球温度的主要原因之一，大气中过多或过少的粉尘将对环境产生灾难性的影响。但在生活和工作中，生产性粉尘是人类健康的天敌，是诱发多种疾病的主要原因。
国际标准化组织规定，粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。
二、什么是粉尘爆炸？
指粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源(明火或温度)，火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械能以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。
三、基本术语和定义
惰化：向有粉尘爆炸危险的场所充入足够的惰性物质，使粉尘混合物失去爆炸性的技术。
抑爆：爆炸发生时，通过物理化学作用扑灭火焰，使未爆炸的粉尘不再参与爆炸的控爆技术。
阻爆（隔爆）：在含有可燃粉尘的通道中，设置能够阻止火焰通过和阻波、消波的器具，将爆炸阻断在一定范围内的控爆技术。
泄爆：有粉尘和主要是空气存在的围包体内发生爆炸时，在爆炸压力达到围包体的极限强度之前，使爆炸产生的高温、高压燃烧产物和未燃物通过围包体上的薄弱部分向无危险方向泄出，使围包体不致被破坏的控爆技术。
四、粉尘的类别
（1）按其性质一般分为以下几类：
无机粉尘：矿物性粉尘，如石英、石棉、滑石、煤等；金属性粉尘，如铁、锡、铝、锰、铅、锌等；人工无机粉尘，如金刚砂、水泥、玻璃纤维等。
有机粉尘：动物性粉尘，如毛、丝、骨质等；植物性粉尘，如棉、麻、草、甘蔗、谷物、木、茶等；人工有机粉尘，如有机农药、有机染料、合成树脂、合成橡胶、合成纤维等。
混合性粉尘：是上述各类粉尘，以二种以上物质混合形成的粉尘,在生产中这种粉尘最多见。
（2）按粉尘的物性分类：
粉尘有多种多样的性质，如粉尘的吸湿性、粘性、可燃性、导电性等，因此，可以按不同的物性区分为：
a. 吸湿性粉尘、不吸湿粉尘；
b. 不粘尘、微粘尘、中粘尘、强粘尘；
c. 可燃尘、不燃尘；
d. 高比电阻尘,一股比电阻值粉尘,导电性尘；
e. 可溶性粉尘、不溶性粉尘。
五、粉尘爆炸原理
粉尘的爆炸可视为由以下三步发展形成的：
第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体；
第二步是可燃气体与空气混合而燃烧；
第三步是粉尘燃烧放出的热量，以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。
随着每个循环的逐次进行，其反应速度逐渐加快，通过剧烈的燃烧,最后形成爆炸。这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高，并呈跳跃式的发展。
六、粉尘爆炸五个要素
可燃性粉尘、氧气、货源、受限空间、扩散
七、粉尘爆炸的影响因素
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引起爆炸。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，比表面积（多孔固体物质单位质量所具有的表面积，㎡/g）越大，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. 颗粒的浓度
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。
八、主要危害
1. 具有极强的破坏性
粉尘爆炸涉及的范围很广，煤炭、化工、医药加工、木材加工、粮食和饲料加工等部门都时有发生。
2. 容易产生二次爆炸
第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来，在爆炸后的短时间内爆炸中心区会形成负压，周围的新鲜空气便由外向内填补进来，形成所谓的“返回风”，与扬起的粉尘混合，在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸时，粉尘浓度一般比一次爆炸时高得多，故二次爆炸威力比第一次要大得多。
3. 能产生有毒气体
一种是一氧化碳；另一种是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性气体。毒气的产生往往造成爆炸过后的大量人畜中毒伤亡，必须充分重视。
九、扑救措施
扑救粉尘爆炸事故的有效灭火剂是水，尤以雾状水为佳。它既可以熄灭燃烧，又可湿润未燃粉尘，驱散和消除悬浮粉尘，降低空气浓度，但忌用直流喷射的水和泡沫，也不宜用有冲击力的干粉、二氧化碳、，防止沉积粉尘因受冲击而悬浮引起二次爆炸。
对一些金属粉尘(忌水物质)如铝、镁粉等，遇水反应，会使燃烧更剧烈，因此禁止用水扑救。可以用干沙、石灰等(不可冲击)；堆积的粉尘如面粉、棉麻粉等，明火熄灭后内部可能还阴燃，也因引起足够重视；对于面积大、距离长的车间的粉尘火灾，要注意采取有效的分割措施，防止火势沿沉积粉尘蔓延或引发连锁爆炸。
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