煤塵爆炸
煤礦爆炸事故往往是由瓦斯爆炸或煤塵爆炸引起。一般情況下煤塵爆炸的威力要遠大過瓦斯爆炸。煤塵爆炸是指空氣中的煤塵被氧氣急劇氧化的反應過程。在開采過程中,煤被破碎成微細的煤塵后,總表面積顯著增加,當它懸浮于空氣中,吸氧和被氧化的能力大大增強,在外界高溫熱源的作用下,懸浮的煤塵單位時間內能吸收更多的熱量,熱量在積累到一定程度后會發(fā)生塵粒的閃燃。
燃燒產物迅速膨脹在火焰波波陣面前方形成壓縮波,壓縮波在不斷壓縮的介質中傳播時,后波可以趕上前波,這些單波疊加使火焰前方氣體的壓力逐漸增高,因而引起了火焰?zhèn)鞑サ淖詣蛹铀?,當火焰速度達到每秒數(shù)百米以后,煤塵的燃燒便在一定的臨界條件下跳躍shi地轉變?yōu)楸ā?/span>
在生產生活中,粉塵爆炸風險如同一顆隱形炸dan,時刻威脅著人們的生命財產安全。產生粉塵的作業(yè)環(huán)境不僅包含采礦、基建、金屬冶煉、機器制造、化工、輕紡等,甚至也有可可、面粉、塑料、皮革、軟木等生活常見材料。粉塵爆炸危險性測試正日益得到重視。
粉塵爆炸的必要因素
只有了解粉塵爆炸危險發(fā)生的條件,才能防患于未然。下面是發(fā)生粉塵爆炸的必要因素:
有一定的粉塵濃度
粉塵爆炸所采用的化學計量濃度單位與氣體爆炸不同,氣體爆炸采用體積百分數(shù)表示。而粉塵濃度采用單位體積所含粉塵粒子的質量來表示。單位是g/m³或mg/L,如濃度太低,粉塵粒子間距過大,火焰難以傳播。
有一定的氧含量
氧氣是粉塵得以燃燒的基礎。氧含量過低不會發(fā)生爆炸??諝庵醒醯暮扛邥r,點燃粉塵的溫度可以降低;氧的含量低時,點燃粉塵云相對困難。
有足夠的點火源
粉塵爆炸所需的最小點火能量比氣體爆炸大1~2個數(shù)量級,大多粉塵云最小點火能量在5mJ~50mJ量級范圍。
必須處于懸浮狀態(tài)
粉塵必須處于懸浮狀態(tài),即粉塵云狀態(tài)。這樣可以增加氣固接觸面積,加快反應速度。
在相對封閉的空間
粉塵云要處在相對封閉的空間,壓力和溫度才能急劇升高,繼而發(fā)生爆炸。
部分粉塵在空氣中爆炸的下限
粉塵名稱 | 爆炸下限/(g/m³) | 粉塵名稱 | 爆炸下限/(g/m³) |
鎂鋁合金 | 50.0 | 面粉 | 30.2 |
煤末 | 114.0 | 合成橡膠 | 30.0 |
瀝青 | 15.0 | 谷倉塵末 | 227.0 |
有機玻璃 | 20.0 | 硫磺 | 2.3 |
木纖維 | 25.0 | 松香 | 55.0 |
鋁粉 | 58.0 | 鐵 | 120.0 |
木屑 | 65.0 | 硅 | 160.0 |
鎂 | 20.0 | 煙草末 | 10.1 |
環(huán)氧樹脂 | 20.0 | 棉花 | 25.2 |
尼龍 | 30.0 | 燃料 | 270.0 |