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　　粉塵爆炸，指粉塵在爆炸極限范圍內(nèi)，遇到熱源(明火或溫度)，火焰瞬間傳播于整個混合粉塵空間，化學(xué)反應(yīng)速度極快，同時釋放大量的熱，形成很高的溫度和很大的壓力，系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能以及光和熱的輻射，具有很強(qiáng)的破壞力。

　　粉塵爆炸多在伴有鋁粉、鋅粉、鋁材加工研磨粉、各種塑料粉末、有機(jī)合成藥品的中間體、小麥粉、糖、木屑、染料、膠木灰、奶粉、茶葉粉末、煙草粉末、煤塵、植物纖維塵等產(chǎn)生的生產(chǎn)加工場所。

　　一般比較容易發(fā)生爆炸事故的粉塵大致有鋁粉、鋅粉、硅鐵粉、鎂粉、鐵粉、鋁材加工研磨粉、各種塑料粉末、有機(jī)合成藥品的中間體、小麥粉、糖、木屑、染料、膠木灰、奶粉、茶葉粉末、煙草粉末、煤塵、植物纖維塵等。這些物料的粉塵易發(fā)生爆炸燃燒的原因是都有較強(qiáng)的還原劑H、C、N、S等元素存在，當(dāng)它們與過氧化物和易爆粉塵共存時，便發(fā)生分解，由氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量的氣體，或者氣體量雖小，但釋放出大量的燃燒熱。例如，鋁粉只要在二氧化碳?xì)夥罩芯陀斜ǖ奈ｋU。

　　粉塵爆炸的難易與粉塵的物理、化學(xué)性質(zhì)和環(huán)境條件有關(guān)。一般認(rèn)為燃燒熱越大的物質(zhì)越容易爆炸，如煤塵、碳、硫黃等。氧化速度快的物質(zhì)容易爆炸，如鎂粉、鋁粉、氧化亞鐵、染料等。容易帶電的粉塵也很容易引起爆炸，如合成樹脂粉末、纖維類粉塵、淀粉等。這些導(dǎo)電不良的物質(zhì)由于與機(jī)器或空氣摩擦產(chǎn)生的靜電積聚起來，當(dāng)達(dá)到一定量時，就會放電產(chǎn)生電火花，構(gòu)成爆炸的火源。

　　通常不易引起爆炸的粉塵有土、砂、氧化鐵、研磨材料、水泥、石英粉塵以及類似于燃燒后的灰塵等。這類物質(zhì)的粉塵化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，所以不易燃燒。但是如果這類粉塵產(chǎn)生在油霧以及CO、CH4、煤氣之類可燃?xì)怏w中，也容易發(fā)生爆炸。

　　粉塵的爆炸可視為由以下三步發(fā)展形成的：第一步是懸浮的粉塵在熱源作用下迅速地干餾或氣化而產(chǎn)生出可燃?xì)怏w；第二步是可燃?xì)怏w與空氣混合而燃燒；第三步是粉塵燃燒放出的熱量，以熱傳導(dǎo)和火焰輻射的方式傳給附近懸浮的或被吹揚(yáng)起來的粉塵，這些粉塵受熱汽化后使燃燒循環(huán)地進(jìn)行下去。隨著每個循環(huán)的逐次進(jìn)行，其反應(yīng)速度逐漸加快，通過劇烈的燃燒，最后形成爆炸。這種爆炸反應(yīng)以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸壓力等將持續(xù)加快和升高，并呈跳躍式的發(fā)展。

　　物質(zhì)的燃燒熱越大，則其粉塵的爆炸危險性也越大，例如煤、碳、硫的粉塵等；越易氧化的物質(zhì)，其粉塵越易爆炸，例如鎂、氧化亞鐵、染料等；越易帶電的粉塵越易此起爆炸。粉塵在生產(chǎn)過程中，由于互相碰撞、磨擦等作用，產(chǎn)生的靜電不易散失，造成靜電積累，當(dāng)達(dá)到某一數(shù)值后，便出現(xiàn)靜電放電。靜電放電火花能引起火災(zāi)和爆炸事故。粉塵爆炸還與其所含揮發(fā)物有關(guān)。如煤粉中當(dāng)揮發(fā)物低于10%時，就不再發(fā)生爆炸，因而焦炭粉塵沒有爆炸危險性。

　　粉塵的表面吸附空氣中的氧，顆粒越細(xì)，吸附的氧就越多，因而越易發(fā)生爆炸，而且，發(fā)火點(diǎn)越低，爆炸下限也越低。隨著粉塵顆粒的直徑的減小，不僅化學(xué)活性增加，而且還容易帶上靜電。

　　第一次爆炸氣浪，會把沉積在設(shè)備或地面上的粉塵吹揚(yáng)起來，在爆炸后短時間內(nèi)爆炸中心區(qū)會形成負(fù)壓，周圍的新鮮空氣便由外向內(nèi)填補(bǔ)進(jìn)來，與揚(yáng)起的粉塵混合，從而引發(fā)二次爆炸。二次爆炸時，粉塵濃度會更高。

　　（2）容易產(chǎn)生二次爆炸。第一次爆炸氣浪把沉積在設(shè)備或地面上的粉塵吹揚(yáng)起來，在爆炸后的短時間內(nèi)爆炸中心區(qū)會形成負(fù)壓，周圍的新鮮空氣便由外向內(nèi)填補(bǔ)進(jìn)來，形成所謂的“返回風(fēng)”，與揚(yáng)起的粉塵混合，在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸時，粉塵濃度一般比一次爆炸時高得多，故二次爆炸威力比第一次要大得多。例如，某硫磺粉廠，磨碎機(jī)內(nèi)部發(fā)生爆炸，爆炸波沿氣體管道從磨碎機(jī)擴(kuò)散到旋風(fēng)分離器，在旋風(fēng)分離器發(fā)生了二次爆炸，爆炸波通過爆炸后在旋風(fēng)分離器上產(chǎn)生的裂口傳播到車間中，揚(yáng)起了沉降在建筑物和工藝設(shè)備上的硫磺粉塵，又發(fā)生了爆炸。

　　生物納膜抑塵技術(shù)，BME生物納膜是層間距達(dá)到納米級的雙電離層膜，能最大限度增加水分子的延展性，并具有強(qiáng)電荷吸附性；將生物納膜噴附在物料表面，能吸引和團(tuán)聚小顆粒粉塵，使其聚合成大顆粒狀塵粒，自重增加而沉降；該技術(shù)的除塵率最高可達(dá)99%以上，平均運(yùn)行成本為0.05~0.5元/噸。

　　云霧抑塵技術(shù)是通過高壓離子霧化和超聲波霧化，可產(chǎn)生1μm~100μm的超細(xì)干霧；超細(xì)干霧顆粒細(xì)密，充分增加與粉塵顆粒的接觸面積，水霧顆粒與粉塵顆粒碰撞并凝聚，形成團(tuán)聚物，團(tuán)聚物不斷變大變重，直至最后自然沉降，達(dá)到消除粉塵的目的；所產(chǎn)生的干霧顆粒，30%~40%粒徑在2.5μm以下，對大氣細(xì)微顆粒污染的防治效果明顯。

　　如采用有效的通風(fēng)和除塵措施，嚴(yán)禁吸煙及明火作業(yè)。在設(shè)備外殼設(shè)泄壓活門或其他裝置，采用爆炸遏制系統(tǒng)等。對有粉塵爆炸危險的廠房，必須嚴(yán)格按照防爆技術(shù)等級進(jìn)行設(shè)計，并單獨(dú)設(shè)置通風(fēng)、排塵系統(tǒng)。要經(jīng)常濕式打掃車間地面和設(shè)備，防止粉塵飛揚(yáng)和聚集。保證系統(tǒng)要有很好的密閉性，必要時對密閉容器或管道中的可燃性粉塵充入氮?dú)狻⒍趸嫉葰怏w，以減少氧氣的含量，抑制粉塵的爆炸。

　　常用的防護(hù)措施或方案主要有四種：遏制、泄放、抑制、隔離。其中泄放分為正常情況下的壓力泄放和無火焰泄放；隔離分為機(jī)械隔離和化學(xué)隔離。主要防護(hù)設(shè)備包括：防爆板、防爆門、無焰泄放系統(tǒng)、隔離閥以及抑爆系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，并不是每一種防護(hù)措施單獨(dú)使用，往往采用多種防護(hù)措施進(jìn)行組合運(yùn)用，以達(dá)到更可靠更經(jīng)濟(jì)的防護(hù)目的。

　　就是在設(shè)計、制造粉體處理設(shè)備的時候采用增加設(shè)備厚度的方法以增大設(shè)備的抗壓強(qiáng)度，但是這種措施往往以高成本為代價，在金屬材料價格日益昂貴的今天，采用這種措施顯然是非常不經(jīng)濟(jì)的。

　　包括正常泄放和無焰泄放，是利用防爆板、防爆門、無焰泄放系統(tǒng)對所保護(hù)的設(shè)備在發(fā)生爆炸的時候采取的主動爆破，泄放爆炸壓力的辦法進(jìn)行泄壓，以達(dá)到保護(hù)粉體處理設(shè)備的安全。防爆板通常用來保護(hù)戶外的粉體處理設(shè)備，如粉塵收集器、旋風(fēng)收集器等，壓力泄放的時候并隨有火焰以及粉體的泄放，可能對人員和附近設(shè)備產(chǎn)生傷害和破壞；防爆門通常用來保護(hù)處理粉體的車間建筑，以達(dá)到整個車間避免產(chǎn)生粉體爆炸；對于處于室內(nèi)的粉體處理設(shè)備，有時對泄放要求非常嚴(yán)格，不能產(chǎn)生火焰、物料泄放或者沒有預(yù)留泄放空間的情況下，通常會采用無焰泄放系統(tǒng)，以達(dá)到保護(hù)人員以及周圍設(shè)備的安全。

　　爆炸抑制系統(tǒng)是在爆燃現(xiàn)象發(fā)生的初期（初始爆炸）由傳感器器及時檢測到，通過發(fā)射器快速在系統(tǒng)設(shè)備中噴射抑爆劑，從而避免危及設(shè)備乃至裝置的二次爆炸，通常情況下爆炸抑制系統(tǒng)與爆炸隔離系統(tǒng)一起組合使用。抑制就是利用了爆炸需要的三要素以及原理。根據(jù)這個原理，爆炸需要完整的三個要素，并在適當(dāng)?shù)臈l件下產(chǎn)生爆炸。所以要抑制爆炸的發(fā)生，必須取消三要素中的一個要素。一種措施是往粉體處理設(shè)備內(nèi)部注入惰性氣體如N2、CO2等代替空氣，從而降低氧化劑：氧氣O2的含量，以達(dá)到抑制爆炸的目的；另一種措施是取消易燃易爆物料，但是這是不可能的，因?yàn)樵O(shè)備本身就是用來處理該物料的。所以以上兩種措施都是不可能或者很難做到的，所以我們一般采用最簡單的措施，就是取消其中的一個重要要素：火源，從而抑制爆炸的發(fā)生。這就要采用爆炸抑制系統(tǒng)，最簡單的爆炸抑制系統(tǒng)是由四個單元組成：監(jiān)視器、傳感器、發(fā)射器和電源。

　　四個單元各自的功能分別為：監(jiān)視器可以提供可視或者可聽的警報，對整個系統(tǒng)的激活、密封故障、氣壓和電源故障進(jìn)行監(jiān)視，而且發(fā)射器的發(fā)射不是由監(jiān)視器觸發(fā)，而是由傳感器直接觸發(fā)，從而大大縮短了抑爆系統(tǒng)的反應(yīng)時間。傳感器由三個朝向不同方向的壓力傳感器組成，其中一個設(shè)定在低壓狀態(tài)，兩個設(shè)定在高壓狀態(tài)，必須同時有其中兩個壓力傳感器被激活時，整個系統(tǒng)才被觸發(fā)，從而避免誤操作的發(fā)生。發(fā)射器由抑爆劑筒、氣體罐（充滿低壓氮?dú)?00Psi-300Psi）、電子控制器組成，而且抑爆劑（碳酸氫鈉粉末）和壓力氣體分開儲存，這樣避免使用者在檢查和維護(hù)的時候不處于受壓系統(tǒng)的危險之中。電源給整個系統(tǒng)供電，可以由交流電輸入轉(zhuǎn)換成24V直流電，也可以直接使用電池，另外還有三個繼電輸出端，一個顯示交流電的供應(yīng)情況，一個顯示系統(tǒng)是否有故障，一個顯示系統(tǒng)是否在工作。這四個單元即可組成一個最簡單的抑爆系統(tǒng)，但是有時要保護(hù)的范圍很大，就需要增加發(fā)射筒，一個傳感器最多可以連接十個發(fā)射筒。

　　粉體爆炸的形成和發(fā)展的過程是這樣的：在密閉的工業(yè)設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的許多粉末和灰塵與空氣中的氧氣混合，假如達(dá)到適當(dāng) 的濃度，萬一產(chǎn)生了火花，就會由火花發(fā)展成小火球，如不抑制就會由小火球發(fā)展成大火球，并伴隨有高溫高壓的產(chǎn)生，當(dāng)壓力升高到一定程度，超出了設(shè)備的抗壓強(qiáng)度，就會發(fā)生爆炸。在此過程中，升高的壓力會產(chǎn)生沖擊波，而且沖擊波的傳播速度遠(yuǎn)大于火焰?zhèn)鞑サ乃俣龋眠@個原理，讓抑爆系統(tǒng)的傳感器及時探測到?jīng)_擊波，在火焰還沒有時間發(fā)展成爆燃的時候，發(fā)射器噴射出抑爆劑（碳酸氫鈉），將火焰噴滅，從而避免小火球演變成大火球，甚至形成爆炸，從而破壞設(shè)備，甚至危害到人身安全。

　　抑爆系統(tǒng)通俗來說相當(dāng)于一個自動滅火器，但是在這里要滅的不是熊熊烈火而是發(fā)生爆炸前期的小火球。當(dāng)安裝在粉體設(shè)備上的傳感器探測到設(shè)備內(nèi)部發(fā)生火花，使得燃料燃燒，形成小火球，即將要發(fā)展成大火球產(chǎn)生爆炸的瞬間，馬上發(fā)出一個指令給發(fā)射筒，發(fā)射筒馬上會向設(shè)備內(nèi)部噴出滅火劑，把要引發(fā)爆炸的火花熄滅，從而抑制了爆炸的發(fā)生。

　　隔離就是把有爆炸危險的設(shè)備與相連的設(shè)備隔離開，從而避免爆炸的傳播，產(chǎn)生二次爆炸。一般在設(shè)備的物料入口安裝化學(xué)隔離，在設(shè)備的物料出口安裝機(jī)械隔離閥。化學(xué)隔離和抑爆系統(tǒng)中的發(fā)射筒相同，只是一般為45°安裝；機(jī)械隔離閥類似于常見的閘閥。

　　在現(xiàn)代工業(yè)中，我們給粉體設(shè)備做防爆措施，不能只單獨(dú)考慮某一個設(shè)備，要從整體出發(fā)，要作為一個防爆系統(tǒng)工程來設(shè)計，所以往往需要采取多種方案組合應(yīng)用。如泄放和機(jī)械隔離方案、泄放和化學(xué)隔離方案、無焰泄放和機(jī)械隔離方案、無焰泄放和化學(xué)隔離方案、抑制和機(jī)械隔離方案等等，也可能需要所有方案的集合體。

　　綜上所述，在工業(yè)高速發(fā)展的今天，伴隨的粉體爆炸事故日益增加，非常普遍，并且給工業(yè)帶來了巨大的損失，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了火災(zāi)帶來的危害。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)如NFPA68、NAPA69、NFPA654規(guī)范的指導(dǎo)，為了工業(yè)的安全生產(chǎn)，為了人身和設(shè)備的安全，又由于爆炸的不確定性，務(wù)必提高安全防范意識，在設(shè)計、制造、使用帶危險性的粉體設(shè)備時，應(yīng)當(dāng)給工業(yè)粉體設(shè)備上保險：采取合適的防護(hù)措施進(jìn)行防爆。

　　撲救粉塵爆炸事故的有效滅火劑是水，尤以霧狀水為佳。它既可以熄滅燃燒，又可濕潤未燃粉塵，驅(qū)散和消除懸浮粉塵，降低空氣濃度，但忌用直流噴射的水和泡沫，也不宜用有沖擊力的干粉、二氧化碳、1211滅火劑，防止沉積粉塵因受沖擊而懸浮引起二次爆炸。

對一些金屬粉塵(忌水物質(zhì))如鋁、鎂粉等，遇水反應(yīng)，會使燃燒更劇烈，因此禁止用水撲救。可以用干沙、石灰等(不可沖擊)；堆積的粉塵如面粉、棉麻粉等，明火熄滅后內(nèi)部可能還陰燃，也因引起足夠重視；對于面積大、距離長的車間的粉塵火災(zāi)，要注意采取有效的分割措施，防止火勢沿沉積粉塵蔓延或引發(fā)連鎖爆炸。

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