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浅析粉尘为什么会爆炸及如何降低粉尘爆炸危害?

类别:消防安全 发布时间:2018-12-24 浏览人次:

今年香港发生了一起大学生过生日而引起的爆炸事件轰动了一时,之所以关注度如此之高,是因为引发爆炸的是面粉。一群大学生在过生日时,为了制造气氛,就互相撒面粉,结果爆炸了,使多人受伤。很多人看到这个新闻后都会疑惑,好好的面粉怎就会爆炸了呢?专家给出的解释是:这是一种粉尘爆炸现象。


粉尘究竟包括什么?它的来源和分类又有哪些?


粉尘是生产环境中有害物质存在的一种主要形态,它是尘肺的唯一病因。生产性粉尘是指在生产过程中形成并能较长时间漂浮在空气中的固体微粒。


粉尘怎么就爆炸了


粉尘爆炸事故是完全可以预防的,而粉尘爆炸事故持续发生的原因之一,是人们缺乏对这些物质的了解。大多数固体有机物质都会爆炸,如果粒子足够小,而且分布在足够的浓度中的话,就肯定会爆炸。一些物质容易形成易燃粉尘,包括煤炭、锯屑、糖粉、面粉、药物等。正如所有爆炸一样,粉尘发生爆炸,除了有燃料、氧气、火源,还需要两个额外因素,分散面积和受限空间。当粉尘处于一个建筑物或某个设备内的受限空间时,会发生和传播剧烈的爆炸。粉尘可能在表面积累并多年丝毫不动。然后,一些被称为初始事件的最初的火灾或爆炸,摇晃、松动和点燃了粉尘,产生了超压波,穿过工厂,使那些可能在横梁上、设备顶上的不为人知的粉尘全部都被震了起来。这些粉尘穿过工厂,为第二次爆炸提供了燃料。大部分的死亡和毁灭性的伤害,都是由于这些二次粉尘爆炸造成的。粉尘爆炸的的条件可以归纳为三类:


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此起爆炸。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。

浅析粉尘为什么会爆炸及如何降低粉尘爆炸危害?

2、颗粒大小


粉尘的表面吸附空气中的氧,颗粒越细,吸附的氧就越多,因而越易发生爆炸,而且,起火点越低,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、粉尘的浓度


与可燃气体相比,粉尘爆炸也有一定的浓度范围,也有上下之分。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一些。


粉尘爆炸如何对人造成伤害那么,粉尘爆炸是如何对人体造成危害的呢?首先,爆炸产生极强的压力波,对人体的听力和内脏系统产生较大的破坏力,那些受伤者往往与爆炸产生的压力波有关。其次,金属燃烧产生极高的温度(可达3000℃以上),产生极强的辐射,会烧伤皮肤,留下显著的疤痕:第三,由于粉尘爆炸过程极为短促,短时间内消耗掉所有的氧气,所以很多遇难者是当场缺氧窒息,迅速死亡。


如何降低粉尘爆炸的危害


那么,粉尘爆炸如何控制呢?


1.与火灾的灭火动作相比,爆炸保护的关键是动作要快(毫秒量级),一旦发生预兆性的压力波动,立即释放灭火剂,可以把点火的苗头压下去。对付爆炸的灭火剂,理论上只要不易燃烧的材料都可以,实际应用中需要仔细选择适合快速排放的介质。通常一套爆炸保护系统的价格是被保护设备的30%~50%。


2.由于立即灭火的成本太高,人们就想办法对爆炸发生进行结果控制,于是研究者设计了一种防爆减压窗。一旦室内压力太高,该窗立即爆破,让压力波顺利泄漏出去,避免压力波返回去点燃更多的粉尘。这是一种结构防爆设计。


3.还有一种防爆设计是预防性设计,主要是降低仪表作为点火源的可能性。工作在粉尘或可燃气体场合的仪表,需要对内部的微量电流加以控制,因为电压虽然小,但放电的能量足以点燃预混之后的气体,为此需要控制每一个可能造成点火的环节,防范仪表本身成为点火源。1816年,戴维爵士为防范地下煤矿爆炸设计了一种安全灯,这种安全灯基于金属网吸热导热的原理,防范灯火点燃煤气。其安全防爆的原理现在仍然应用在各种防爆仪表的设计当中。


4.既然是粉尘爆炸,当然需要控制粉尘的产生。管理者对粉尘环境的规范,通常是靠量一量地面堆积的粉尘厚度,作为是否超标的参数。看上去很简单,可是对于日常有产生粉尘的工业过程,做到这一点很困难。对此有各种工业通风设计,防止粉尘的积聚。


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