神马作文网粉尘爆炸的原理是什么?实际生产中如何避免粉尘爆炸.
来源：学生作业帮 编辑：神马作文网作业帮 分类：综合作业 时间：2024/11/20 21:58:45
粉尘爆炸的原理是什么?实际生产中如何避免粉尘爆炸.
1 粉尘爆炸原理
1.1 粉尘爆炸定义
粉尘爆炸就是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功以及光和热的辐射,具有很强的破坏力.
1.2 粉尘
凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘.能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘；浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘；沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘.现已发现以下七类物质的粉尘具有爆炸性：金属（如镁粉、铝粉）；煤炭；粮食（如小麦、淀粉）；饲料（如血粉、鱼粉）；农副产品（如棉花、烟草）；林产品（如纸粉、木粉）；合成材料（如塑料、染料）.
1.3 粉尘爆炸的条件
粉尘爆炸的条件归结起来有以下5个方面的因素：
1.要有一定的粉尘浓度
粉尘爆炸所采用的化学计量浓度单位与气体爆炸不同,气体爆炸采用体积百分浓度表示.而粉尘浓度采用单位体积所含粉尘粒子的质量来表示.单位是g/m3或者mg/L,如果浓度太低,粉尘粒子间距过大,火焰难以传播.
2.要有一定的氧含量 这是粉尘得以燃烧的基础.
3.要有足够的点火源或者强烈振动与摩擦
粉尘爆炸所需的最小点火能量比气体爆炸大1~2个数量级,大多数粉尘云最小点火能量在5mJ—50mJ量级范围.
4.粉尘必须处于悬浮状态
即粉尘云状态,这样可以增加气固接触面积,加快反应速度. 5.粉尘云要处在相对封闭的空间 这样温度和压力才能急剧升高.
通常认为,易爆粉尘只要满足条件（1）和条件（2）,就意味着具备了可能发生事故的苗头. 1.4 粉尘爆炸的过程
主要有一下三步发展形成：
1.粉尘粒子表面通过热传导或热辐射,从点火源获得点火能量,使表面温度急剧上升,达到粉尘粒子加速分解温度或蒸发温度,形成粉尘蒸汽或分解气体.
2.可燃气体与空气混合而燃烧,气体与空气混合生成爆炸性混合气体,进而发火产生火焰.另外粉尘粒子本身从表面到内部（一直到粒子中心点）,相继发生熔融和气化,并发出微小的火花,成为周围未燃烧粉尘的点火源.
3.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.火焰产生热能,加速粉尘分解,循环往复放出气相的可燃性物质与空气混合,进一步发火传播.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.
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.
粉尘爆炸的防预防措施
根据粉尘爆炸的五个条件,后两个条件在生产中比较难以消除,而前三个条件是可以控制的,只要消除其中的一个或者多个条件,粉尘爆炸的事故就可以避免,因此可以从以下几个方面来进行粉尘爆炸的预防. 2.1 从可燃物方面进行预防
在实际生产中,粉尘爆炸上限太高,一般达到2-6kg/m3
, 大多数场合不会达到,所以粉尘的爆炸上限对防止粉尘爆炸没有实际意义.因此,实际生产中用爆炸下限判断可燃性粉尘与空气组成的混合物的爆炸危险性.
从表1 可看出,粉尘的爆炸下限都比较大,在实际工业生产中,控制空气中的粉尘浓度可以有下面的几种措施：
1.对处理粉尘的设备、容器和输送系统要力求良好的密闭性能,尽可能防止粉尘从设备泄露.
2.消除粉尘或缩小粉尘扩散范围,降低可燃粉尘的浓度.例如将易于生产粉尘的设备隔离设置在单独房间内,并设专门的保护罩和局部排风罩或考虑吸尘装置；粉尘运动系统应尽可能在负压下操作,以减少或杜绝粉尘的泄露；安装有效的通风和除尘系统,加强通风排尘和抽风排尘.
3.防止粉尘沉积和及时清理粉尘,避免二次爆炸.如粉尘车间的地面、墙面、顶棚要求平滑无凹凸处,尽量不设凸出部件,梁与柱子应加以覆盖,管线等尽量不要穿越粉尘车间并且在墙内敷设；做好清洁工作,及时采用防爆型真空式吸尘设备进行人工清扫,在条件允许下在粉尘车间喷雾状水进行润湿降尘；将空气的相对湿度提高到65%以上,也能促使粉尘沉降防止形成粉尘云,并能大量吸收粉尘氧化产生的热量,增加空气和粉尘的导电性能而减少静电. 2.2 从助燃剂方面进行预防
这方面的预防措施主要采用惰性气体保护.惰性气体保护的原理是,在粉尘和空气的混合物中,充入既不燃又不助燃的惰性气体,降低系统中的氧气含量,从而是粉尘爆炸因缺氧不能发生.工业中通常使用的惰性气体有N2、CO2等.
1．真空惰化 2．压力惰化
2.3 从点火源方面进行预防
粉尘爆炸必须要有足够的点火能量,经统计分析,引发粉尘爆炸的点火源方式按事故发生频率多少依次排序见表2.
可以看出,在实际的工业生产中,引起粉尘爆炸的点火源很多,因此,在有粉尘产生的场,就必须根据具体的操作环境进行有针对性的火源预防.具体的措施有：
1.维修带有粉尘的设备时,应注意选择正确的工具,不可以使用在维修时产生冲击或摩擦火花的工具.
2.应依照《防止静电事故通用导则》标准,进行生产工艺的防静电设计,对工艺流程中材料的选择、装备安装和操作管理等过程应采取预防措施,控制静电的产生和电荷的聚集.
3.在粉尘爆炸危险场所进行电焊作业,首先应将设备内的物料清除,同时采取措施避免焊渣落到设备内或物料上.
4.沉积在照明装置、机械设备等热表面的粉尘,要及时清理,防止受热时间过长,引起自燃.
5.凡是产生可燃粉尘的场所,应列为禁火区,严格控制明火的使用.
6.加热装置、高温物料的输送管道等表面,在任何情况下温度不能高于粉尘云的引燃温度.
7.要定期检查电气设备,防止其线路老化、短路,产生点火源.
8.在有条件的加工车间,可以安装火花探测系统和灭火系统,这种系统通常安装在除尘管道上,在探测到点火源后,用适当的水雾将火花熄灭.
[来自百度文库]
1.1 粉尘爆炸定义
粉尘爆炸就是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功以及光和热的辐射,具有很强的破坏力.
1.2 粉尘
凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘.能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘；浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘；沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘.现已发现以下七类物质的粉尘具有爆炸性：金属（如镁粉、铝粉）；煤炭；粮食（如小麦、淀粉）；饲料（如血粉、鱼粉）；农副产品（如棉花、烟草）；林产品（如纸粉、木粉）；合成材料（如塑料、染料）.
1.3 粉尘爆炸的条件
粉尘爆炸的条件归结起来有以下5个方面的因素：
1.要有一定的粉尘浓度
粉尘爆炸所采用的化学计量浓度单位与气体爆炸不同,气体爆炸采用体积百分浓度表示.而粉尘浓度采用单位体积所含粉尘粒子的质量来表示.单位是g/m3或者mg/L,如果浓度太低,粉尘粒子间距过大,火焰难以传播.
2.要有一定的氧含量 这是粉尘得以燃烧的基础.
3.要有足够的点火源或者强烈振动与摩擦
粉尘爆炸所需的最小点火能量比气体爆炸大1~2个数量级,大多数粉尘云最小点火能量在5mJ—50mJ量级范围.
4.粉尘必须处于悬浮状态
即粉尘云状态,这样可以增加气固接触面积,加快反应速度. 5.粉尘云要处在相对封闭的空间 这样温度和压力才能急剧升高.
通常认为,易爆粉尘只要满足条件（1）和条件（2）,就意味着具备了可能发生事故的苗头. 1.4 粉尘爆炸的过程
主要有一下三步发展形成：
1.粉尘粒子表面通过热传导或热辐射,从点火源获得点火能量,使表面温度急剧上升,达到粉尘粒子加速分解温度或蒸发温度,形成粉尘蒸汽或分解气体.
2.可燃气体与空气混合而燃烧,气体与空气混合生成爆炸性混合气体,进而发火产生火焰.另外粉尘粒子本身从表面到内部（一直到粒子中心点）,相继发生熔融和气化,并发出微小的火花,成为周围未燃烧粉尘的点火源.
3.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.火焰产生热能,加速粉尘分解,循环往复放出气相的可燃性物质与空气混合,进一步发火传播.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.
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.
粉尘爆炸的防预防措施
根据粉尘爆炸的五个条件,后两个条件在生产中比较难以消除,而前三个条件是可以控制的,只要消除其中的一个或者多个条件,粉尘爆炸的事故就可以避免,因此可以从以下几个方面来进行粉尘爆炸的预防. 2.1 从可燃物方面进行预防
在实际生产中,粉尘爆炸上限太高,一般达到2-6kg/m3
, 大多数场合不会达到,所以粉尘的爆炸上限对防止粉尘爆炸没有实际意义.因此,实际生产中用爆炸下限判断可燃性粉尘与空气组成的混合物的爆炸危险性.
从表1 可看出,粉尘的爆炸下限都比较大,在实际工业生产中,控制空气中的粉尘浓度可以有下面的几种措施：
1.对处理粉尘的设备、容器和输送系统要力求良好的密闭性能,尽可能防止粉尘从设备泄露.
2.消除粉尘或缩小粉尘扩散范围,降低可燃粉尘的浓度.例如将易于生产粉尘的设备隔离设置在单独房间内,并设专门的保护罩和局部排风罩或考虑吸尘装置；粉尘运动系统应尽可能在负压下操作,以减少或杜绝粉尘的泄露；安装有效的通风和除尘系统,加强通风排尘和抽风排尘.
3.防止粉尘沉积和及时清理粉尘,避免二次爆炸.如粉尘车间的地面、墙面、顶棚要求平滑无凹凸处,尽量不设凸出部件,梁与柱子应加以覆盖,管线等尽量不要穿越粉尘车间并且在墙内敷设；做好清洁工作,及时采用防爆型真空式吸尘设备进行人工清扫,在条件允许下在粉尘车间喷雾状水进行润湿降尘；将空气的相对湿度提高到65%以上,也能促使粉尘沉降防止形成粉尘云,并能大量吸收粉尘氧化产生的热量,增加空气和粉尘的导电性能而减少静电. 2.2 从助燃剂方面进行预防
这方面的预防措施主要采用惰性气体保护.惰性气体保护的原理是,在粉尘和空气的混合物中,充入既不燃又不助燃的惰性气体,降低系统中的氧气含量,从而是粉尘爆炸因缺氧不能发生.工业中通常使用的惰性气体有N2、CO2等.
1．真空惰化 2．压力惰化
2.3 从点火源方面进行预防
粉尘爆炸必须要有足够的点火能量,经统计分析,引发粉尘爆炸的点火源方式按事故发生频率多少依次排序见表2.
可以看出,在实际的工业生产中,引起粉尘爆炸的点火源很多,因此,在有粉尘产生的场,就必须根据具体的操作环境进行有针对性的火源预防.具体的措施有：
1.维修带有粉尘的设备时,应注意选择正确的工具,不可以使用在维修时产生冲击或摩擦火花的工具.
2.应依照《防止静电事故通用导则》标准,进行生产工艺的防静电设计,对工艺流程中材料的选择、装备安装和操作管理等过程应采取预防措施,控制静电的产生和电荷的聚集.
3.在粉尘爆炸危险场所进行电焊作业,首先应将设备内的物料清除,同时采取措施避免焊渣落到设备内或物料上.
4.沉积在照明装置、机械设备等热表面的粉尘,要及时清理,防止受热时间过长,引起自燃.
5.凡是产生可燃粉尘的场所,应列为禁火区,严格控制明火的使用.
6.加热装置、高温物料的输送管道等表面,在任何情况下温度不能高于粉尘云的引燃温度.
7.要定期检查电气设备,防止其线路老化、短路,产生点火源.
8.在有条件的加工车间,可以安装火花探测系统和灭火系统,这种系统通常安装在除尘管道上,在探测到点火源后,用适当的水雾将火花熄灭.
[来自百度文库]