一、什么是“粉尘爆炸”?
粉尘在爆炸极限范围内,遇到热源(明火或温度),火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,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能以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。
粉尘:粒径小于75μm的固体悬浮物(人类头发的直径约为50-80μm)。粉尘可分为呼吸性粉尘、漂尘、降尘、可见粉尘、显微粉尘等,它能在空中停留,一段时间后可以沉降。
可燃性粉尘:可与助燃气体(主要是空气)发生氧化反应而燃烧的粉尘。
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。
粉尘层:沉积在地面或物体表面上的可燃粉尘群。
粉尘爆炸:火焰在粉尘云中传播,引起压力、温度明显跃升的现象。
二、“粉尘爆炸”威力有多大?
爆燃
另外一个是粉尘爆炸和炸药以及燃气爆炸有差别,粉尘爆炸可能产生大量的一氧化碳以及有毒气体,比如塑料粉末发生爆炸时,其爆炸效应时间很长,因此身处其中会造成极其严重的烧伤。
三、粉尘爆炸事故案例
2014年8月2日上午7时37分,昆山中荣金属制品有限公司汽车轮毂抛光车间发生铝粉尘爆炸事故,原因是铝粉浓度积聚过高遭遇明火,现场情况非常惨烈,事故造成97人死亡,163人受伤。
无解的是粉尘的二次甚至三次爆炸
粉尘爆炸往往会伴随着二次甚至三次爆炸,这是因为第一次爆炸是弥散在空中的粉尘爆炸,这次爆炸一般不会太强,但这次爆炸却能将大量可燃性尘埃扬入空中,均匀混合后发生第二次爆炸,如果还有足够的粉尘的话,还可能引起第三次爆炸甚至第四次爆炸。
2010年12月,西弗吉尼亚州一家处理金属钛和锆的工厂发生爆炸,第一次是搅拌器叶片与侧壁摩擦引燃锆粉引发爆炸,结果爆炸的气浪将储存在附近的开口桶内钛粉与锆粉,扬入了空中后引发了大爆炸,所幸这个车间人员比较分散且人数不多,只有三人死亡,但二次扬尘居然是来自存放桶内的粉末实在超出预料。
而军事上的云爆弹的原理就是二次爆炸,第一次炸药引爆将携带的云爆剂撒入空中,延时几秒后再次引爆,这种爆炸产生的超压非常持久,而且会将密闭空间内氧气耗尽,就算你躲过了超压幸存了下来,但张开口却呼吸不到氧气,最终也会窒息而死。
1942年本溪煤矿(当时为日占)发生大爆炸,死亡1549人,受伤246人,这是世界上伤亡最严重的事故之一,其原因是煤尘大爆炸,另一个原因是事故发生后日本人为了保护井下设备和煤炭资源,居然停止送风,造成大量旷工窒息而死。
全球历史上粉尘爆炸事故数不胜数,主要都集中在粮仓储备以及煤炭与木材或者淀粉与金属粉末行业,当然也有一些意想不到的地方,比附面粉批发商以及一些抛光企业,避免发生粉尘爆炸事故依然任重而道远。
四、如何预防“粉尘爆炸”?
消除点火源:①可靠接地;②使用粉尘防爆电器;③火花探测与熄灭;④消除明火;⑤防止局部过热;⑥不用金属敲击,防止产生火花。
消除可燃物:①保持工作间的整洁,正确清扫;②设备表面清洁,无粉尘堆积;③改进工艺设备,消除设备产生粉尘堆积的根源。
消除氧化剂:①内部空气惰化;②用惰性气体如氮气、二氧化碳等替代氧气。
完善保护措施:①泄爆;②抑爆;③隔爆;④提高设备耐压能力;⑤多种保护方案并用。
✔ 家庭:使用粉尘时远离明火,妈妈们在做面粉或小麦粉吃食时一定要远离灶台天然气等明火区域,最好开窗操作。误区:锅里着火时绝对不要用面粉救火。
✔ 工厂/实验室:防止粉尘沉积及时清理粉尘。防止粉尘四处飞扬,设置专门的保护罩和局部排风罩。保持通风环境。
✔ 发生粉尘爆炸后:除金属粉尘外,最有效灭火剂是水,雾状水最好,既能扑灭火又能润湿粉尘。金属粉尘(忌水物质)如铝、镁粉,遇水反应,会使燃烧更剧烈,可以用干沙,石灰。
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