粉塵爆炸是怎麼回事?
簡單說,爆炸就是在有限空間內發生的劇烈的化學反應,瞬間產生大量熱量和氣體。也就是說,爆炸必備的兩個條件是:1,有限空間;2,瞬間產生大量氣體 。那我們常見的爆竹為例,黑火藥點燃瞬間放出大量氣體而又被限制在小小的爆竹內,氣體最終撐爆了紙皮產生了爆炸,而你把火藥倒出來點燃就只能看到火光和一陣青煙。
粉塵爆炸也需要這兩個條件:1、通風不暢、相對密閉的空間;2、劇烈燃燒產生大量的氣體
至於粉塵為什麼會劇烈燃燒,是因為粉塵顆粒非常細小,導致與空氣接觸的表面積相對來說非常巨大,一旦燃燒起來非常迅速。 舉例來說,我們都知道生火要用細柴,因為容易點著,而細到一定程度的木粉則可能發生爆炸;煤粉也容易爆炸,熱電場廠燒煤都是把煤粉碎成煤粉,因為燃燒更迅速、發熱更多,但控制好煤粉濃度和通風則是可控的燃燒。
至於金屬鋁,同樣道理,顆粒大的時候一般火根本點不著,一旦體積小到能點著的程度,其燃燒的速度和放出的熱量則大得驚人。這也是量變引起質變的體現。
至於輪轂拋光到能當鏡子照的地步,需要的顆粒細度大家也不難想像吧。
非專業,還請專業人士指正。我大學四年級接觸過粉塵爆炸,本科畢業設計也和這個有關,本來研究生準備選這個領域,後來跳槽,所以也很可惜沒有走科研的道路,這裡我僅憑記憶談談我的看法:
粉塵爆炸原理很簡單,和氣體爆炸原理差不多,但是畢竟一個是氣-固混合爆炸,一個是純氣體爆炸,所以性質上肯定有不同。
粉塵爆炸的威力有時候要比氣體爆炸威力大好多,道理也很簡單,比如煤粉遇到氧氣,產生化學反應,產生二氧化碳,憑藉高中化學知識也可以推出,這個過程會釋放大量氣體和熱量。從固體到氣體的這個過程,體積的膨脹往往要比從氣體到氣體的膨脹要大的多,所以威力一般都要比氣體爆炸強。(這是一般情況,如果需要定量分析,那也可以運用高中化學方程式和摩爾量綱進行計算,這裡就不贅述了。)
關於鋁粉的問題:我實在記不清楚,如果下面有錯誤,請更正
工業上純鋁粉粉塵是不存在的,鋁一旦暴露在空氣中,會在表皮產生一種氧化物,而這種氧化物是易燃物質,遇到高溫(如火花、靜電等),回進一步氧化,產生一種穩定的氧化物。而在這個過程會放出大量的熱量。
那麼問題來了,鋁粉是固體,其氧化後也是固體,那爆炸又怎麼產生的呢?這個是化學問題,如果有懂化學的請充。
從上面介紹可以說明兩點,粉塵爆炸必須要有兩個條件
1、可以爆炸的固體物質(注意我沒有講可燃物,因為不是所有可燃物都可以爆炸的,但是可燃物被磨碎成粉塵裝能不能爆炸呢?答案是肯定的,但有沒有必要研究所有物質的爆炸參數呢?答案是沒必要。這個問題下面談)
2、適當的助燃物(實踐中大多數是空氣)
所以針對工業生產中出現的大量粉塵,從實際運用角度上講,我們的目的是:
1、工業粉塵在什麼情況下回爆炸?
2、爆炸的威力可能有多大?
3、我們如何預防?
所以我們研究粉塵的性質。常見的粉塵主要是:麵粉(包括糖類物質)、鋁粉(實際上是鋁的氧化物混雜體)、煤粉、亞麻、其他(不知道台灣那個噴射的是什麼粉狀物)
先岔開話題講一下,我看了台灣的視頻,好像他們那個只是因為粉塵引起的燃燒導致事故,至於有沒有爆炸(當然嚴格定義爆炸是另一碼事情,我說的爆炸是我們百姓認識上的,轟,吧,哇這種壯觀狀態),或者說因為爆炸引起的衝擊波導致人員傷亡,在新聞中看不出來。
研究這些粉狀物一個性質——最低著火點。這個不用解釋,如果一個物質最低著火點很高(或者根本不會著火),我們就沒必要去對它進行防控了。實驗器材是什麼呢?這裡涉及一些專利問題,我就不便詳細說明。可以告訴大家當時我做這個實驗的痛苦:因為要測量這個性質,這個參數是一個非常臨界的狀態。要用肉眼觀察物質變「紅」的那一霎見。注意啊,不是用火柴去點啊!是用加熱器不斷升溫,要觀察一小堆物質中,悶燒變紅的那一瞬間。所以做這個實驗一般都在光線很暗的情況下做,比如晚上,把燈關了。
接下來我們要知道一個固氣混合比了:必須找到固氣混合一個最理想比例,在這個比例下爆炸威力最大!當然不同的粉塵都不一樣的。至於用什麼裝置,這裡涉及專利問題,也不描述,但憑藉各位科學素養,但讓會想到,粉塵必須定量、氣體必須定量、要模擬空氣狀態、要在可控可測量情況下觀察等。但是這個實驗也很痛苦,首先會接觸大量粉塵,尤其是在不完全爆炸情況下,尤其是測量煤粉時,又臟又丑(煤中存在硫元素,高中化學知識)。所用的引火裝置也很危險,是一種可以精確測量熱量的物質(和自然,最後要把這個熱量減掉才是粉塵爆炸釋放的熱量)
粉塵爆炸涉及好多參數,這裡大家只要掌握著兩個就可以了。其他的非常專業。
引起粉塵爆炸的原因
1、靜電,尤其是一些粉塵在管道中運輸的時候,與管道的摩擦也會產生靜電,甚至會產生火花
2、人為原因,比如在粉塵場所吸煙、粉塵場所不按照規定放置防爆燈、對粉塵監控不到位使其達到了爆炸範圍、或者沒有按照規定安裝除塵裝置等。
最後是泄壓。一旦出現粉塵爆炸,如果人暴露在粉塵中,這個一定會產生傷亡,措施只能是及時送醫院搶救。
但是如果是運輸粉塵的管道出現爆炸,那為了避免連鎖反應,可以在管道有關部位設置泄壓口。一旦出現爆炸,通過泄壓口,釋放能量減少損失。至於泄壓口如何設計、如何設置這是專業問題,有一套設計標準,我在大學的時候國標沒有建立起來,我都是用國際標準的,所以當時看了不少國際標準的文獻。公式很複雜,參數又多,計算出來還要考慮實際因素,非常繁瑣。
我就談這麼多,畢竟已經將近九年沒有關注了,僅憑記憶寫下。希望各位網友一定要注意一句話:安全第一!工業時代出現安全事故,造成的損失要比我們能看到的大許多。
鋁粉或者有機物粉塵與空氣接觸面極大,顆粒越小,其接觸面積越大,拋光廠產生的就是這種致命的粉塵,一旦碰到一丁點電或者明火,相當於炸藥。
蘇州崑山,那個破地方我去過幾次,號稱台商俱樂部,本地人忙著收租吃紅利,外來人進電子廠加班過日子,到處都是黑中介,工廠條件極差,到處都是拖欠工資加班不要命的工廠,居然還有人說台商有良心,在中國最黑最黑的就是台商!!!!我去過的幾家工廠,做的是蘋果的上游元件代工,尼瑪連個防護措施都沒有,以蘋果iphone後面板拋光為例(蘇州富士康),沒有空氣防護措施,很多員工都吸入了大量的金屬灰塵,基本工資按照最低工資執行,不加班基本攢不到錢,廠規苛刻,扣工資是常事。
基於我對蘇州的認識,這個地方接近比肩深圳經濟的基礎都是台商外資創造的,看看深圳的科技園,都是民營和合營技術企業,再看看蘇州,所謂的蘇南模式不過就是在中國惡劣環境下人口紅利轉化為區域優勢,外省人來打工,本地人收租,外資拿利潤。
再多說幾句,崑山是一個極不正常,極其排外,極其諂媚的城市,,,本地黃賭毒黑社會橫行,我們在崑山相城區做工程,必須要到黑社會指定的醫院體檢,必須按月交保護費,第一次不懂規矩,我們工地直接被砸了,當地報案了警察一副不鳥你的樣子,街上開的豪車一般是台商,本地人對外地人十分不友好,如果你說普通話,會被鄙視,十分諂媚外資,這一切拜蘇州傳統文化所賜。後來我們不得已,把公司遷到了深圳南山。
對了,如果你在崑山的話,有可能會收到一條簡訊 「上海移動歡迎你」。隨便扯點粉塵方面的東西,爆炸必須達到粉塵的爆炸下限,濃度一般是10~500g/m3。現在工作場所都要求粉塵濃度小於8mg/m3,這是職業衛生方面的限值,要求是一年檢測一次,爆炸是必須要超標幾千倍的情況才會發生。
最近江蘇安監對有金屬粉塵企業全面整改,但其實粉塵性質也很重要,許多用氧化鎂氧化鋅之類的根本不可能爆炸,可燃性是爆炸的前提。粉塵爆炸及其危害
消防部門提供的資料顯示,粉塵是指分散的固體物質。粉塵爆炸是指懸浮於空氣中的可燃粉塵觸及明火或電火花等火源時發生的爆炸現象。最常見的粉塵爆炸有煤粉、麵粉、木粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、鋁粉、鋅粉、鎂粉、硫磺粉等。
可燃粉塵爆炸一般應具備三個條件,即粉塵本身具有爆炸性,粉塵必須懸浮在空氣中並與空氣混合到爆炸濃度,有足以引起粉塵爆炸的火源。
粉塵爆炸的特點:(1)多次爆炸是粉塵爆炸的最大特點;(2)粉塵爆炸所需的最小點火能量較高,一般在幾十毫焦耳以上;(3)與可燃性氣體爆炸相比,粉塵爆炸壓力上升較緩慢,較高壓力持續時間長,釋放的能量大,破壞力強。
粉塵爆炸的危害:
(1)具有極強的破壞性。粉塵爆炸涉及的範圍很廣,煤炭、化工、醫藥加工、木材加工、糧食和飼料加工等部門都時有發生。如1952—1979年間,日本發生各類粉塵爆炸事故209起,傷亡共546人。近年來,中國發生的粉塵爆炸尤其是系統爆炸,造成了嚴重損失,僅1987年哈爾濱亞麻廠的亞麻塵爆炸事故,死亡58人,輕重傷177人,直接經濟損失882萬元。
(2)容易產生二次爆炸。第一次爆炸氣浪把沉積在設備或地面上的粉塵吹揚起來,在爆炸後短時間內爆炸中心區會形成負壓,周圍的新鮮空氣便由外向內填補進來,形成所謂的「返迴風」,與揚起的粉塵混合,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。
(3)能產生有毒氣體。一種是一氧化碳;另一種是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性氣體。毒氣的產生往往造成爆炸過後的大量人畜中毒傷亡。
[爆炸極限]:可燃物質(可燃氣體、蒸氣和粉塵)與空氣(或氧氣)必須在一定的濃度範圍內均勻混合,形成預混氣,遇著火源才會發生爆炸,這個濃度範圍稱為爆炸極限(來自於百度百科)。按照高中化學教材的觀點:在【密閉空間】內,可燃性粉塵與空氣充分混合,遇火星可能爆炸比如麵粉的爆炸極限為10%-90%(只是比如),10%稱為爆炸下限,90%稱為爆炸上限。濃度低於10%,安全濃度介於10%和90%,爆炸燃燒濃度大於90%,只燃燒不爆炸————————————高考之後沒接觸過化學,如果哪裡說錯了求指出(⊙o⊙)…
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