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淺析粉塵為什么會爆炸及如何降低粉塵爆炸危害?

類別:消防安全 發布時間:2018-12-24 瀏覽人次:

今年香港發生了一起大學生過生日而引起的爆炸事件轟動了一時,之所以關注度如此之高,是因為引發爆炸的是面粉。一群大學生在過生日時,為了制造氣氛,就互相撒面粉,結果爆炸了,使多人受傷。很多人看到這個新聞后都會疑惑,好好的面粉怎就會爆炸了呢?專家給出的解釋是:這是一種粉塵爆炸現象。


粉塵究竟包括什么?它的來源和分類又有哪些?


粉塵是生產環境中有害物質存在的一種主要形態,它是塵肺的唯一病因。生產性粉塵是指在生產過程中形成并能較長時間漂浮在空氣中的固體微粒。


粉塵怎么就爆炸了


粉塵爆炸事故是完全可以預防的,而粉塵爆炸事故持續發生的原因之一,是人們缺乏對這些物質的了解。大多數固體有機物質都會爆炸,如果粒子足夠小,而且分布在足夠的濃度中的話,就肯定會爆炸。一些物質容易形成易燃粉塵,包括煤炭、鋸屑、糖粉、面粉、藥物等。正如所有爆炸一樣,粉塵發生爆炸,除了有燃料、氧氣、火源,還需要兩個額外因素,分散面積和受限空間。當粉塵處于一個建筑物或某個設備內的受限空間時,會發生和傳播劇烈的爆炸。粉塵可能在表面積累并多年絲毫不動。然后,一些被稱為初始事件的最初的火災或爆炸,搖晃、松動和點燃了粉塵,產生了超壓波,穿過工廠,使那些可能在橫梁上、設備頂上的不為人知的粉塵全部都被震了起來。這些粉塵穿過工廠,為第二次爆炸提供了燃料。大部分的死亡和毀滅性的傷害,都是由于這些二次粉塵爆炸造成的。粉塵爆炸的的條件可以歸納為三類:


1、物理化學性質


物質的燃燒熱越大,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,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。粉塵在生產過程中,由于互相碰撞、磨擦等作用,產生的靜電不易散失,造成靜電積累,當達到某一數值后,便出現靜電放電。靜電放電火花能引起火災和爆炸事故。粉塵爆炸還與其所含揮發物有關。如煤粉中當揮發物低于10%時,就不再發生爆炸,因而焦炭粉塵沒有爆炸危險性。

淺析粉塵為什么會爆炸及如何降低粉塵爆炸危害?

2、顆粒大小


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


3、粉塵的濃度


與可燃氣體相比,粉塵爆炸也有一定的濃度范圍,也有上下之分。但在一般資料中多數只列出粉塵的爆炸下限,因為粉塵的爆炸上限較高一些。


粉塵爆炸如何對人造成傷害那么,粉塵爆炸是如何對人體造成危害的呢?首先,爆炸產生極強的壓力波,對人體的聽力和內臟系統產生較大的破壞力,那些受傷者往往與爆炸產生的壓力波有關。其次,金屬燃燒產生極高的溫度(可達3000℃以上),產生極強的輻射,會燒傷皮膚,留下顯著的疤痕:第三,由于粉塵爆炸過程極為短促,短時間內消耗掉所有的氧氣,所以很多遇難者是當場缺氧窒息,迅速死亡。


如何降低粉塵爆炸的危害


那么,粉塵爆炸如何控制呢?


1.與火災的滅火動作相比,爆炸保護的關鍵是動作要快(毫秒量級),一旦發生預兆性的壓力波動,立即釋放滅火劑,可以把點火的苗頭壓下去。對付爆炸的滅火劑,理論上只要不易燃燒的材料都可以,實際應用中需要仔細選擇適合快速排放的介質。通常一套爆炸保護系統的價格是被保護設備的30%~50%。


2.由于立即滅火的成本太高,人們就想辦法對爆炸發生進行結果控制,于是研究者設計了一種防爆減壓窗。一旦室內壓力太高,該窗立即爆破,讓壓力波順利泄漏出去,避免壓力波返回去點燃更多的粉塵。這是一種結構防爆設計。


3.還有一種防爆設計是預防性設計,主要是降低儀表作為點火源的可能性。工作在粉塵或可燃氣體場合的儀表,需要對內部的微量電流加以控制,因為電壓雖然小,但放電的能量足以點燃預混之后的氣體,為此需要控制每一個可能造成點火的環節,防范儀表本身成為點火源。1816年,戴維爵士為防范地下煤礦爆炸設計了一種安全燈,這種安全燈基于金屬網吸熱導熱的原理,防范燈火點燃煤氣。其安全防爆的原理現在仍然應用在各種防爆儀表的設計當中。


4.既然是粉塵爆炸,當然需要控制粉塵的產生。管理者對粉塵環境的規范,通常是靠量一量地面堆積的粉塵厚度,作為是否超標的參數。看上去很簡單,可是對于日常有產生粉塵的工業過程,做到這一點很困難。對此有各種工業通風設計,防止粉塵的積聚。


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