粉尘爆炸原理

　　相关术语

　　粉尘

　　凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘；能燃烧和爆炸的粉尘称为可燃粉尘；浮在空中的粉尘称为悬浮粉尘；沉积在固体壁面上的粉尘称为沉积

　　粉尘。国ji标准化组织定义：粒径小于75um的固体悬浮物细微的固体颗粒可分为：呼吸性粉尘/飘尘/降尘/可见粉尘/显微粉尘等特点：能在空中停

　　留、一段时间后可以沉降。

　　粉尘云

　　悬浮在助燃气体中的高浓度可燃粉尘与助燃气体的混合物。

　　爆炸

　　爆炸是物质自一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量的同时产生巨大声响的一种现象。根据爆炸的传播速度，可将爆炸分为爆

　　燃（燃烧）、爆炸、爆震（爆轰）。

　　爆炸的特点在于爆炸过程中有压力的急剧变化，因此其产生的爆炸气体（或爆炸产物）由于压力的急剧变化而激烈地冲击周围的介质，而导致在

　　爆炸点周围物质的破碎和强烈的变形。而在爆炸反应过程中有光、热和声效应。爆炸的速度要大于燃烧而小于爆轰。当爆炸按发生爆炸时物质的物理

　　状态来分时可分为：气相爆炸、液相爆炸及固相爆炸。

　　粉尘爆炸

　　粉尘爆炸是指漂浮在空气中的可燃粉尘接触到明火、电火花等点火源时发生的爆炸现象。粉尘是固体物质的微小颗粒，它的表面积与相同重量的

　　块状物质相比要大得多，故容易着火。如果它悬浮在空气中，并达到一定的浓度，便形成爆炸性混合物，遇到火源引起迅速燃烧甚至爆炸。粉尘爆炸

　　化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。

　　一次爆炸与二次爆炸、多次爆炸

　　一次爆炸：粉尘悬浮于含有足以维持燃烧的氧气环境中，遇初始着火源时并有合适的点火源时，引起的爆炸。

　　二次爆炸：次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来，在次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸，二次爆炸时，粉尘浓度一般比

　　一次爆炸时高得多，故二次爆炸威力比次爆炸要大得多。

　　多次爆炸：随着爆炸引起极大的震动，沉积在不同部位的粉尘扬起，形成多个粉尘云，从而产生爆炸。

　　粉尘爆炸的机理

　　有日本学者认为，粉尘爆炸是粉尘粒子表面与氧接触而发生反应引起的，是某种可燃粉尘粒子与周围存在的氧化剂在不均匀的状态下进行反应，

　　不像气体爆炸那样是可燃气体与氧化剂在混合均匀的状态下才发生反应。因此，认为粉尘爆炸是介于气体爆炸与爆炸二者中间的一种状态，这种

　　爆炸所放出的能量可达到气体爆炸的几倍。但其实粉尘爆炸的实质是气体爆炸。粉尘爆炸是一系列的连锁循环反应，即一定浓度的粉尘云粒子被点

　　燃，其放出的大量的热会继而点燃周边粒子。粉尘爆炸的机理见图1.3-1。

　　1) 外加能量将热能带到粉尘粒子表面，使粒子表面的温度迅速升高；

　　2) 随着粒子表面温度的不断升高，粒子会受到热分解或干馏的作用，使粒子表面发生熔融，并产生气体环绕在粒子的周围；

　　3) 产生的气体与空气混合，从而产生爆炸性气体，加上大量的能量进而产生火焰；

　　4) 火焰产生大量的热，加速粉尘的不断分解，使上述的(1)(2)(3)步骤循环往复发生，从而导致粉尘与粉尘间不断发生火焰传播进而引发爆炸。