可燃粉尘燃爆特性.docx

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【专业知识】可燃粉尘燃爆特性

【学员问题】可燃粉尘燃爆特性？

【解答】粉状的可燃固体，不仅有着火的危险，而且一旦飞扬悬浮于空中，与空气均匀混合并达到一定浓度范围时，遇火源还会发生爆炸。

分类粉尘爆炸的危险性存在于不少工业生产部门，目前已发现下述七类粉尘具有爆炸性。

金属，如镁粉、铝粉、锰粉。

煤炭，如活性炭和煤。

粮食，如面粉、淀粉。

合成材料，如塑料、染料。

饲料，如血粉、鱼粉。

农副产品，如棉花、烟草。

林产品，如纸粉、木粉等。

粉尘爆炸特点悬浮于空气中的粉尘受热时，尘粒表面的分子由于热分解或干馏作用，挥发出气体，与空气混合形成爆炸性混合物。因此，粉尘爆炸实质上是气体爆炸。具有下列特征：

飞扬悬浮于空气中的粉尘与空气组成的混合物，也和气体或蒸气混合物一样，具有爆炸下限和爆炸上限。

粉尘与空气的混合物的爆炸反应也是一种链锁反应，即在火源作用下，产生原

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始小火球，随着热和活性中心的发展和传播，火球不断扩大而形成爆炸。

与气体混合物的爆炸相比较，粉尘混合物的爆炸有下列特点：粉尘混合物爆炸时，其燃烧并不完全，这是和气体或蒸气混合物有不同之处，例如煤粉爆炸时，燃烧的基本是所分解出来的气体产物，灰渣是来不及燃烧的。

粉尘爆炸有产生二次爆炸的可能性，因为粉尘初次爆炸的气浪会将沉积的粉尘扬起，在新的空间形成达到爆炸极限的混合物，而产生二次爆炸，这种连续爆炸会造成极严重的破坏。

爆炸的感应期较长，粉尘的燃烧过程比气体的燃烧过程复杂，有的要经过尘粒表面的分解或蒸发阶段，有的要有一个由表面向中心延烧的过程，因而感应期较长，可达数十秒，为气体的数十倍。

粉尘点火的起始能量大，达10J数量级，为气体的近百倍。粉尘爆炸会产生两种有毒气体，一种是一氧化碳；另一种是爆炸物（如塑料）自身分解的毒性气体。爆炸极限粉尘爆炸极限是以其在混合物中所占质量比表示的（g/m3）。

粉尘混合物的爆炸危险性是以其爆炸浓度下限（g/m3）来表示的。这是因为粉尘混合物达到爆炸下限时所含固体物已相当多，以云一样（尘云）的形状飘浮于空中。这样高的浓度通常只有设备内部或直接接近它的发源地空间才能达到。至于爆炸上限，因为浓度太高，以致大多数场合都不会达到，所以没有实际意义，例如糖粉的爆炸上限是13500g/m3.

粉尘混合物的爆炸下限不是固定不变的，它的变化与下列因素有关：分散度、湿度、火源的性质、可燃气含量、氧含量、惰性粉尘和灰分、温度等。

影响粉尘爆炸危险性因素一般是分散度越高，可燃气体和氧的含量越大，火源强度、原始温度越高、湿度越低和惰性粉尘及灰分越少，爆炸范围也就越大。

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粒度越细的粉尘，其单位体积的表面积越大，越容易飞扬，所需点火能量小，所以容易发生爆炸。

随着空气中氧含量的增加，爆炸浓度范围则扩大。有关资料表明，在纯氧中的爆炸浓度下限能下降到只有空气中的1/3～1/4.

当尘云与可燃气体共存时，爆炸浓度相应下降而且点火能量也有一定程度的降低，因此，可燃气体的存在会大大增加粉尘的爆炸危险。

爆炸性混合物中的惰性粉尘和灰分有吸热作用，例如煤粉中含11%的灰分时可发生爆炸，而当灰分达到15%～30%时，就很难爆炸了。

空气中的水分除了吸热作用之外，水蒸气还占据空间，稀释了氧含量而降低粉尘的燃烧速度，而且水分增加了粉尘的凝聚沉降，使爆炸浓度不易出现。

当温度和压力增加时，爆炸浓度极限范围扩大，所以点火能量减小。

适当增湿、清除积尘、缩小粉尘扩散范围和控制火源等，是粉尘防爆的重要措施。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

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