2015年安全工程師《技術(shù)》：粉塵爆炸的機(jī)理和特點(diǎn)

　　粉塵爆炸的機(jī)理和特點(diǎn)

　　當(dāng)可燃性固體呈粉體狀態(tài)，粒度足夠細(xì)，飛揚(yáng)懸浮于空氣中，并達(dá)到一定濃度，在相對(duì)密閉的空間內(nèi)，遇到足夠的點(diǎn)火能量，就能發(fā)生粉塵爆炸。具有粉塵爆炸危險(xiǎn)性的物質(zhì)較多，常見(jiàn)的有金屬粉塵（如鎂粉、鋁粉等）煤粉、糧食粉塵、飼料粉塵、棉麻粉塵、煙草粉塵、紙粉、木粉、火炸藥粉塵及大多數(shù)含有C，H元素、與空氣中氧反應(yīng)能放熱的有機(jī)合成材料粉塵等。

　　粉塵爆炸是一個(gè)瞬間的連鎖反應(yīng)，屬于不定常的氣固二相流反應(yīng)，其爆炸過(guò)程比較復(fù)雜，它將受諸多因素的制約。所以，有關(guān)粉塵爆炸的機(jī)理至今尚在不斷研究和不斷完善之中。日本安全工學(xué)協(xié)會(huì)編的《爆炸》一書(shū)闡述了一種比較典型的粉塵爆炸機(jī)理。這種觀點(diǎn)認(rèn)為從最初的粉塵粒子形成到發(fā)生爆炸的過(guò)程，如圖2—9所示。粉塵粒子表面通過(guò)熱傳導(dǎo)和熱輻射，從火源獲得能量，使表面溫度急劇升高，達(dá)到粉塵粒子加速分解的溫度和蒸發(fā)溫度，形成粉塵蒸氣或分解氣體，這種氣體與空氣混合后就容易引起點(diǎn)火（氣相點(diǎn)火）。另外，粉塵粒子本身相繼發(fā)生熔融氣化，進(jìn)發(fā)出微小火花，成為周圍未燃燒粉塵的點(diǎn)火源，使之著火，從而擴(kuò)大了爆炸范圍，這一過(guò)程與氣體爆炸相比就復(fù)雜得多。

　　從粉塵爆炸過(guò)程可以看出粉塵爆炸有如下特點(diǎn)：

　?。?）粉塵爆炸速度或爆炸壓力上升速度比爆炸氣體小，但燃燒時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的能量大，破壞程度大。

　　（2）爆炸感應(yīng)期較長(zhǎng)，粉塵的爆炸過(guò)程比氣體的爆炸過(guò)程復(fù)雜，要經(jīng)過(guò)塵粒的表面分解或蒸發(fā)階段及由表面向中心延燒的過(guò)程，所以感應(yīng)期比氣體長(zhǎng)得多。

　?。?）有產(chǎn)生二次爆炸的可能性。因?yàn)榉蹓m初次爆炸產(chǎn)生的沖擊波會(huì)將堆積的粉塵揚(yáng)起，懸浮在空氣中，在新的空間形成達(dá)到爆炸極限濃度范圍內(nèi)的混合物，而飛散的火花和輻射熱成為點(diǎn)火源，引起第二次爆炸，這種連續(xù)爆炸會(huì)造成嚴(yán)重的破壞。粉塵有不完全燃燒現(xiàn)象，在燃燒后的氣體中含有大量的CO及粉塵（如塑料粉）自身分解的有毒氣體，會(huì)伴隨中毒死亡的事故。

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