凡是呈細粉狀態(tài)的固體物質(zhì)均稱(chēng)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?,F已發(fā)現以下七類(lèi)物質(zhì)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(yú)粉);農副產(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)。
(1)粉塵爆炸的條件
可燃粉塵爆炸應具備三個(gè)條件,即粉塵本身具有爆炸性;粉塵必須懸浮在空氣中并與空氣混合到爆炸濃度;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(gè)足夠強度的熱能源也是形成粉塵爆炸的必要條件之一。
(2)粉塵爆炸的過(guò)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(jìn)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。
(3) 粉塵爆炸的特點(diǎn)
1) 具有二次爆炸的可能。粉塵初始爆炸的氣浪可能將沉積的粉塵揚起,形成爆炸性塵云,在新的空間再次產(chǎn)生爆炸,這叫二次爆炸。這種連續爆炸會(huì )造成嚴重的破壞。
2) 粉塵爆炸感應期長(cháng),達數十秒,為氣體的數十倍。
3) 粉塵爆炸可能產(chǎn)生兩種有毒氣體;一種是一氧化碳,另一種是爆炸物質(zhì)(如塑料等)自身分解產(chǎn)生的毒性氣體。
(4)影響粉塵爆炸的因素
1) 物理化學(xué)性質(zhì)。物質(zhì)的燃燒熱越大,則其粉塵的爆炸危險性也越大,例如煤、碳、硫的粉塵等;越易氧化的物質(zhì),其粉塵越易爆炸,例如鎂、氧化亞鐵、染料等;越易帶電的粉塵越易此起爆炸。粉塵在生產(chǎn)過(guò)程中,由于互相碰撞、磨擦等作用,產(chǎn)生的靜電不易散失,造成靜電積累,當達到某一數值后,便出現靜電放電。靜電放電火花能引起火災和爆炸事故。
粉塵爆炸還與其所含揮發(fā)物有關(guān)。如煤粉中當揮發(fā)物低于10%時(shí),就不再發(fā)生爆炸,因而焦炭粉塵沒(méi)有爆炸危險性。
2) 顆粒大小。粉塵的表面吸附空氣中的氧,顆粒越細,吸附的氧就越多,因而越易發(fā)生爆炸,而且,發(fā)火點(diǎn)越低,爆炸下限也越低。隨著(zhù)粉塵顆粒的直徑的減小,不僅化學(xué)活性增加,而且還容易帶上靜電。
3) 粉塵的濃度。與可燃氣體相擬,粉塵爆炸也有一定的濃度范圍,也有上下限之分。但在一般資料中多數只列出粉塵的爆炸下限,因為粉塵的爆炸上限較高