应急科普 | 粉尘爆炸原理及基础知识

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粉尘爆炸原理及基础知识  

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一、粉尘的定义与类别

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。

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二、爆炸性粉尘形成的四个必要条件

1、粉尘的化学组成和性质;

2、粉尘的粒度和粒度分布;

3、粉尘的形状与表面状态;

4、粉尘中的水分。

可用上述四个条件来辨识是否为爆炸性粉尘。

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三、爆炸性粉尘爆炸的条件

1、可燃性和微粉状态;

2、在空气中(或助燃气体)悬浮式流动;

3、达到爆炸极限;

4、存在点火源。

四、通常认为以下七类物质的粉尘具有爆炸性

金属:镁粉、铝粉、钛粉

煤炭:煤粉、活性炭粉

粮食:面粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、淀粉

饲料:血粉、鱼粉

农副产品:棉花、烟草、茶叶粉尘

林产品:纸粉、木粉、纤维粉尘

合成材料:塑料、染料

水泥、泥沙、飞灰等是不可燃粉尘。

五、引起粉尘爆炸的热能源

粉尘具有较小的自燃点和最小点火能量，只要外界的能量超过最小点火能量(多数在10mJ~100mJ)或温度超过其自燃点(多数在400C~500C)，就会爆炸。
生产过程中常见的多种引火源1、设备内的摩擦撞击火花：设备内部由于机械运转部位缺乏润滑而摩擦生热;物料、硬性杂质或脱落的零件与设备内壁碰击打出火星。表面粗糙的坚硬物体相互猛烈撞击或摩擦时，产生的火星撞击或摩擦脱落的高温固体微粒。据统计，仅粉碎研碎设备因摩擦撞击引起的爆炸事故占57%。2、电火花和静电火花：电气设备故障引起的电火花是常见的一种引火源，事故案例较多。物料在输送和粉碎研磨的搅拌中，粉料与管壁、设备壁，粉料的颗粒与颗粒之间的摩擦和碰击。3、沉积粉尘的阴燃和自燃，沉积在加热表面如照明装置、电动机、机械设备热表面的粉尘，受热一段时间后会出现阴燃，最终也可能转变为明火，成为粉尘爆炸的引火源。粉尘最易阴燃的层厚范围为10~20mm。可燃粉尘在沉积状态下还具有自燃的倾向，因为粉尘微粒与空气接触发生氧化放热反应，在一定条件下热量不能充分散发，粉层内温度会升高引起自燃。长期积聚在设备裂缝中和管道拐弯处的粉尘易发生自燃。

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六、粉尘爆炸特点

1、具有极大的破坏性。粉尘的生产、干燥、运输、储存工艺以及生产过程中使用的除尘系统等均可发生粉尘爆炸。粉尘爆炸产生的能量大，爆炸威力大，爆炸温度可达到2000-3000度，最大爆炸压力可达700KPa;2、易造成二次爆炸和连续爆炸。第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来，在第一次爆炸余火引燃下引起的第二次爆炸，甚至是多次连续爆炸。二次爆炸时，粉尘浓度一般比一次爆炸时高得多，二次爆炸威力比第一次要大得多，其破坏性也更大;3、发生粉尘爆炸时，爆炸燃烧物飞出，易引发大范围火灾、造成局部严重炭化和人体严重烧伤;4、粉尘爆炸中伴随着不完全燃烧，燃烧气体中含有大量的CO和其它有毒气体，容易引起人员中毒。

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七、粉尘的防尘措施

防止生产性粉尘危害所采取的技术措施、组织措施和医疗预防措施。可以概括为“革、水、密、风、护、管、教、查”八字方针，对控制粉尘危害具有指导意义。
% ~6 [9 p1 B% F# A/ P' K; ^$ ?. d) G  h" Y1、革，即工艺改革和技术革新，这是消除粉尘危害的根本途径，常以达到以下目的作为改革的重点。（1）减少原料中含矽量，或以不含矽的材料代替。（2）生产机械化、连续化、自动化，以减少尘源。为密闭尘源采取通风除尘措施创造条件。（3）减轻体力劳动，减小粉尘飞扬。（4）减小工人与粉的接触。
2、水，即湿式作业，可防止粉尘飞扬，降低环境粉尘浓度。
3、风，加强通风及抽风措施，在密闭、半密闭发尘源的基础上，采用局部抽出式机械通风，将工作面的含尘空气抽出，并可同时采用局部送入式机械通风，将新鲜空气送入工作面。
4、密，将发尘源密闭，对产生粉尘的设备，尽可能在通风罩中密闭，并与排风结合，经除尘处理后再排入大气。
: O! F( Z/ j2 E6 L* D. w' Q' q) g5、护，个人防护，是防、降尘措施的补充，特别在技术措施未能达到的地方必不可少。如佩戴防尘口罩、防尘安全帽、隔绝式压风呼吸器、防尘服，使用护肤霜和皮肤清洗液：不在工作场所进食吸烟，注意个人卫生；回家前将工作服换下彻底洗净。吃食物前一定先洗干净手。
6、管，经常性地维修和管理工作。
7、教，加强宣传教育。
. j  d  a$ V$ |- \+ u8、查，定期检查环境空气中粉尘和接触者的定期体格检查。
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安乐

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