粉塵爆炸安全基礎(chǔ)知識

一、粉塵的定義及分類粉塵定義：在大氣中依其自身重量可沉淀下來，但也可持續(xù)懸浮在空氣中一段時間的固體微小顆粒，包括纖維和飛絮及現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《袋式除塵器技術(shù)要求》（GB/T6719）中定義的粉塵和細(xì)顆粒。（摘自《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50058-2014））。粉塵有多種多樣的性質(zhì)，按不同的物性可分為：吸濕性粉塵、不吸濕性粉塵；不粘塵、微粘塵、中粘塵、高粘塵；可燃塵、不燃塵；高比電阻塵、一般比電阻塵、導(dǎo)電性塵；可溶性粉塵、不溶性粉塵。與空氣混合后可能燃燒或悶燃的是可燃性粉塵，可燃性粉塵又分為導(dǎo)電性粉塵和非導(dǎo)電性粉塵。二、可燃性粉塵的行業(yè)分布在礦山開采、粉末冶金、糧食加工、食品生產(chǎn)、高分子塑料工業(yè)、合成染料和涂料，新型洗滌劑、漂白粉、農(nóng)藥和藥品制造業(yè)以及植物纖維紡織工藝等普遍存在著粉塵爆炸的危險。隨著生產(chǎn)技術(shù)向均質(zhì)化、流態(tài)化發(fā)展，出現(xiàn)可燃性粉塵的行業(yè)越來越多。如：金屬：鎂粉、鋁粉、鋅粉；碳素：活性炭、電炭、煤；糧食：面粉、淀粉、玉米面；飼料：魚粉；農(nóng)產(chǎn)品：棉花、亞麻、煙草、糖；林產(chǎn)品：木粉、紙粉；合成材料：塑料、染料；火藥、炸藥：黑火藥、TNT。三、粉塵爆炸概念和原理1、粉塵爆炸。懸浮在空氣中的可燃性粉塵（又稱之為爆炸性粉塵），當(dāng)達到爆炸下限以上，遇點火源瞬間發(fā)生燃燒，產(chǎn)生高溫致使有限空間內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的混合氣體迅速膨脹、壓力增大，產(chǎn)生聲響的過程。2、粉塵爆炸的化學(xué)反應(yīng)原理。細(xì)小的、懸浮在空氣中的可燃性粉塵，是反應(yīng)（迅速燃燒）的還原劑、而空氣中的氧氣是反應(yīng)中的氧化劑，爆炸過程釋放大量熱量，產(chǎn)生熱波、產(chǎn)生破壞力。粉塵爆炸實際上是一種特殊的氧化還原化學(xué)反應(yīng)。爆炸發(fā)生后，有機化合物生成了穩(wěn)定的二氧化碳和水；金屬粉塵爆炸后則生成了高化合價的氧化物，如鋁粉（Al）爆炸后，生成三氧化二鋁并釋放出大量的熱量。四、粉塵爆炸的條件粉塵的火災(zāi)爆炸事故多發(fā)生在煤礦、面粉廠、糖廠、紡織廠、硫磺廠、飼料、塑料、金屬加工廠及糧庫等廠礦企業(yè)。這與粉塵爆炸所需條件有關(guān)。粉塵爆炸本身是一類特殊的燃燒現(xiàn)象，它也需要可燃物、助燃物和點火源三個條件。1、粉塵本身是可燃粉塵?？扇挤蹓m分有機粉塵和無機粉塵兩類。有機粉塵如面粉、木粉、化學(xué)纖維粉塵等，基本是可燃的。而無機粉塵包括金屬粉塵和一部分礦物性粉塵（如煤、硫等），也都是可燃粉塵。黃沙和塵土的粉塵也很微小，但由于它們本身不能夠燃燒，因此不具危險性。2、粉塵必須懸浮在助燃?xì)怏w（如空氣中），并混合達到粉塵的濃度爆炸極限。粉塵在助燃?xì)怏w中懸浮是由于粉碎、研磨、輸送、通風(fēng)等機械作用造成的。大粒徑的粉塵一般沉降為只有燃燒能力的沉積粉塵，只有小粒徑的粉塵才能在助燃?xì)怏w中懸浮。同時，爆炸粉塵的危險性也用濃度爆炸極限下限來表示，一般是20-60g／m3，低于這個濃度，難以形成持續(xù)燃燒，更談不上爆炸。3、有足以引起粉塵爆炸的點火源。粉塵具有較小的自燃點和最小點火能量，只要外界的能量超過最小點火能量（多數(shù)在10mJ-100mJ）或溫度超過其自燃點（多數(shù)在400℃-500℃），就會爆炸。當(dāng)上述三個條件同時滿足時，就可能發(fā)生粉塵火災(zāi)爆炸事故。五、粉塵爆炸的危害性1、粉塵爆炸有產(chǎn)生二次爆炸的可能性。由于粉塵的初始爆炸氣浪會將沉積粉塵揚起，在新的空間達到爆炸濃度而產(chǎn)生二次爆炸。這種連續(xù)爆炸會造成極大的破壞。2、粉塵爆炸會產(chǎn)生有毒氣體。產(chǎn)生的有毒氣體是一氧化碳和爆炸物（如塑料）自身分解的毒性氣體。毒氣的產(chǎn)生往往造成爆炸過后的眾多人畜中毒傷亡，必須充分重視。六、預(yù)防粉塵爆炸的措施1、消除或嚴(yán)格控制粉塵源：空氣是無處不在的，控制助燃物其實是很難做到的。我們能做到的是消除或嚴(yán)格控制粉塵源。一是消除粉塵產(chǎn)生，工藝設(shè)備宜將危險物料密封在防止粉塵泄漏的容器內(nèi)。二是避免爆炸性粉塵混合物的出現(xiàn)，企業(yè)采購合格的除塵裝置、增加環(huán)境濕度、人工除塵等。2、嚴(yán)格控制點火源：主要有控制明火（打火機、機芯、煙頭、電焊等），選用粉塵防爆類型的電氣設(shè)備及線路；防止能量積聚（粉塵在陰潮環(huán)境下很容易積聚熱量）、防止高溫環(huán)境、做好靜電接地。3、采取有效的防護措施：企業(yè)應(yīng)該提高自動化水平，采用必要的安全聯(lián)鎖。對于較小的粉碎裝置，可以增加其強度，并要考慮防止爆炸火焰通過連接處向外傳播。為減小爆炸的破壞性可設(shè)置泄壓裝置，如對車間采用輕質(zhì)屋頂、墻體或增開門窗等。4、另外加強工作人員的安全教育，加大管理力度，及時清掃、檢修設(shè)備也是必不可少的防護措施。七、粉塵爆炸救援方法粉塵爆炸由于性質(zhì)較為特殊，因此救援方法也與普通火災(zāi)爆炸有所不同。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，降低濃度。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