爆炸,是指一個(gè)或一個(gè)以上的化學(xué)物質(zhì)在極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的火苗意識(shí),并爆發(fā)出強(qiáng)大的火焰震懾力。一般的爆炸是由火而引發(fā)的。但如果將兩個(gè)(或兩個(gè)以上的)互相排斥或不兼容的化學(xué)物質(zhì)組合一起,形成了第三化學(xué)材料,就會(huì)引起小型或大型爆炸的出現(xiàn)。它是物質(zhì)非常迅速的化學(xué)或物理變化過(guò)程,在變化過(guò)程里迅速地放出巨大的熱量并生成大量的氣體,此時(shí)的氣體由于瞬間尚存在于有限的空間內(nèi),故有極大的壓強(qiáng),對(duì)爆炸點(diǎn)周?chē)奈矬w產(chǎn)生了強(qiáng)烈的壓力,當(dāng)高壓氣體迅速膨脹時(shí)形成爆炸。
在生活生產(chǎn)中我們聽(tīng)過(guò)粉塵爆炸這個(gè)名詞,首先什么是粉塵呢?粉塵是指被破碎成細(xì)小顆粒的固體物質(zhì)。固體物質(zhì)被粉碎成粉塵以后,其燃燒特性有了很大變化。原來(lái)是不燃物質(zhì)可能變成可燃物質(zhì),原來(lái)是難燃物質(zhì)可能變成易燃物質(zhì),在一定條件下就可能發(fā)生爆炸。這種爆炸就叫粉塵爆炸。粉塵爆炸是工業(yè)企業(yè)防火工作中不可忽視的重要問(wèn)題,我國(guó)幾乎每年都有粉塵爆炸的事故發(fā)生,而且還常常引發(fā)重大、特別重大火災(zāi)。在這些火災(zāi)中,最嚴(yán)重的是鋁粉塵爆炸;其它發(fā)生爆炸事故較多的粉塵還有煤粉、飼料粉、塑料粉、鈦酸酐粉、木粉等。
粉塵爆炸前沒(méi)有任何征兆,其后果卻會(huì)使建筑毀于一旦。而能導(dǎo)致粉塵爆炸的情況很多,從農(nóng)產(chǎn)品的加工、儲(chǔ)存和運(yùn)輸以及工業(yè)廢物的產(chǎn)生,到藥物、食品、有機(jī)、無(wú)機(jī)物的生產(chǎn)等眾多的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,粉塵的爆炸時(shí)有發(fā)生,危害性極大。粉塵包括的范圍很廣,但并不是隨時(shí)隨地都能爆炸,我們要更好的對(duì)其進(jìn)行防護(hù),我們首先要清楚要發(fā)生粉塵爆炸必須具備的幾個(gè)條件: ⑴粉塵本身必須是可燃的??扇挤蹓m包括有機(jī)粉塵和無(wú)機(jī)粉塵,有機(jī)粉塵受熱后發(fā)生分解,放出可燃?xì)?,并留下可燃的碳。無(wú)機(jī)粉塵如金屬粉,雖不會(huì)熱分解出可燃?xì)?,但能熔融蒸發(fā)出可燃蒸氣進(jìn)行燃燒,有些金屬顆粒本身能進(jìn)行氣、固兩相燃燒。 ⑵粉塵粒子必須具有合適的粒徑和分布狀態(tài)。粉塵能否懸浮在空氣中關(guān)鍵在干粉塵的粒徑。大的顆粒難以懸浮,即使懸浮在空中也會(huì)很快沉積下來(lái)。粒徑越少,其擴(kuò)散作用大于重力作用,粉塵易形成爆炸層云,再加上粒子周?chē)凶銐虻闹伎諝?,粒子才易燃燒。粉塵粒子濃度太小,燃燒放熱太少,難以形成持續(xù)燃燒,不會(huì)發(fā)生爆炸;濃度太大,混合物中氧氣濃度太少,也不會(huì)產(chǎn)生爆炸。 ⑶引燃源。引燃源是粉塵爆炸的另一個(gè)必備條件,象電弧、火焰、火花和機(jī)械碰撞等。粉塵燃燒需首先加熱,或熔融蒸發(fā),或熱分解出可燃?xì)怏w,因此需要較多的熱量。粉塵爆炸的最小起爆能量要達(dá)到10mJ以上,為氣體爆炸的近百倍。
粉塵的爆炸可視為由以下三步發(fā)展形成的:第一步是懸浮的粉塵在熱源作用下迅速地干餾或氣化而產(chǎn)生出可燃?xì)怏w;第二步是可燃?xì)怏w與空氣混合而燃燒;第三步是粉塵燃燒放出的熱量,以熱傳導(dǎo)和火焰輻射的方式傳給附近懸浮的或被吹揚(yáng)起來(lái)的粉塵,這些粉塵受熱汽化后使燃燒循環(huán)地進(jìn)行下去。隨著每個(gè)循環(huán)的逐次進(jìn)行,其反應(yīng)速度逐漸加快,通過(guò)劇烈的燃燒,最后形成爆炸。這種爆炸反應(yīng)以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸壓力等將持續(xù)加快和升高,并呈跳躍式的發(fā)展。我們了解粉塵爆炸的機(jī)理,就是為了更好地對(duì)此類(lèi)爆炸進(jìn)行科學(xué)的防護(hù),把損失程度降到最低程度.
預(yù)防粉塵爆炸我們要做到以下幾點(diǎn):(1)防止粉塵沉積和及時(shí)清理粉塵。對(duì)于處理粉料的設(shè)備或場(chǎng)所,要防止泄漏而使粉塵到處飛揚(yáng),尤其應(yīng)將易于產(chǎn)生粉塵的設(shè)備隔離設(shè)置在單獨(dú)房間內(nèi),并設(shè)專(zhuān)門(mén)的保護(hù)罩和局部排風(fēng)罩或考慮吸塵裝置。此外,要及時(shí)清理沉積于廠房?jī)?nèi)各角落、設(shè)備、電纜和管道上的粉塵。清理前必須濕潤(rùn)粉塵,遇有不能用水濕潤(rùn)的粉塵,應(yīng)該用機(jī)械除塵法,例如用抽氣法定期清除粉塵,保持操作環(huán)境的清潔。當(dāng)然,從改進(jìn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝入手,消除和減少粉塵向廠房?jī)?nèi)擴(kuò)散是最根本的措施。(2)粉塵爆炸的點(diǎn)火源有多種,必須根據(jù)操作環(huán)境可能出現(xiàn)的點(diǎn)火源種類(lèi)進(jìn)行針對(duì)性預(yù)防。
粉塵爆炸一旦發(fā)生,我們可以采取以下幾點(diǎn)科學(xué)的防護(hù)措施:(1)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(rùn)未燃粉塵,驅(qū)散和消除懸浮粉塵,降低空氣濃度,但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(duì)一些金屬粉塵(忌水物質(zhì))如鋁、鎂粉等,遇水反應(yīng),會(huì)使燃燒更劇烈,因此禁止用水撲救??梢杂酶缮?、石灰等(不可沖擊);堆積的粉塵如面粉、棉麻粉等,明火熄滅后內(nèi)部可能還陰燃,也因引起足夠重視。(2)對(duì)于面積大、距離長(zhǎng)的車(chē)間的粉塵爆炸事故,要注意采取有效的分割措施,防止因爆炸引起的火勢(shì)沿沉積粉塵蔓延或引發(fā)連鎖爆炸。
如果我們正確地運(yùn)用爆炸學(xué)的知識(shí)研究粉塵爆炸的原理和過(guò)程并且采取科學(xué)的防護(hù)方法,我們就能夠更好地避免或及時(shí)地對(duì)此類(lèi)爆炸事故進(jìn)行防護(hù)!