随着时代的高速发展,我国的农业、化工业、轻工业、重工业等许多行业都采用粉体为原料进行生产,并且很多产业的产品也均为粉体,粉体的种类和数量也在不断增加。根据美国化学安全与危险调查委员会(CSB) 的统计数据可知,随着工业的发展,粉尘爆炸事故呈现逐年递增的趋势。
1 能够发生粉尘爆炸火灾的物质种类
现已发现以下七类物质的粉尘具有爆炸性: 金属( 如镁粉、铝粉、钛粉) ; 煤炭( 如煤粉) ; 粮食(如面粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、淀粉) ; 饲料( 如血粉、鱼 粉) ; 农副产品( 如棉花、烟草、茶叶粉尘) ; 林产品(如纸粉、木粉、纤维粉尘) ; 合成材料( 如塑料、染料) 等。
2 金属粉爆炸事故回顾
在所有粉尘中,使用Zui多的为铝粉尘,铝粉尘作为轻质高能材料,被广泛用于火药添加剂或高速推进中。很多铝金属表面处理工艺会产生大量的铝粉尘,存在着很大的爆炸隐患。其中Zui为典型的是“8·2昆山工厂爆炸事故”,事故的直接原因是:事故车间除尘系统较长时间未按规定清理,铝粉尘集聚。除尘系统风机开启后,打磨过程产生的高温颗粒在集尘桶上方形成粉尘云。1号除尘器集尘桶锈蚀破损,桶内铝粉受潮,发生氧化放热反应,达到粉尘云的引燃温度,引发除尘系统及车间的系列爆炸。因没有泄爆装置,爆炸产生的高温气体和燃烧物瞬间经除尘管道从各吸尘口喷出,导致全车间所有工位操作人员直接受到爆炸冲击,造成群死群伤。
3 金属粉尘特点分析
金属粉尘有着火敏感性高,氧化热值高等特点,爆炸后果十分严重。绝大多数的金属粉体Zui小点火能小于10mJ,而超细金属粉体的Zui小点火能可小于1mJ,有着很强的着火敏感性。粉尘的密度较高,而金属粉尘又是可燃粉尘中密度较高的,由于金属粉尘与氧气接触会放出热量,当金属粉尘堆积,热量聚集,便会产生爆炸。
4 粉尘爆炸机理研究
粉尘爆炸类似于气体或蒸气爆炸,在有限空间内粉尘云达到一定浓度并被点燃,有限空间内的温度和压力迅速升高,火焰也在粉尘云团中传递,可见,它是一种气体/固体化学动力学现象。