一、粉塵為什么會(huì)發(fā)生爆炸呢?

原來是由于懸浮在空氣中的可燃粉塵燃燒而形成的高氣壓所造成的。粉塵是固體物質(zhì)的微小顆粒。它的表面積與相同重量的塊狀物質(zhì)比較要大得多，故容易著火。如果它懸浮在空氣中，并達(dá)到一定的濃度，便形成爆炸性混合物一旦遇到火星，就可能引起迅速燃燒—爆炸。爆炸時(shí)，氣壓和氣壓上升率越高，其爆炸率也就越大。而粉塵的燃燒率又是與粉塵粒子的大小、易燃性和燃燒時(shí)所釋放出的熱量以及粉塵在空氣中的濃度等因素有關(guān)。根據(jù)科學(xué)試驗(yàn)測(cè)定，粉塵爆炸的條件有三個(gè)。一是燒料。干燥的微細(xì)粉塵、浮游粉塵的濃度每立方米達(dá)到：煤粉30~40克、鋁粉40克、鐵粉100克、木粉12.6~25克、小麥粉9.7克、糖10.3克。二是氧氣?？諝庵械难鯕夂窟_(dá)到21%。三是熱能，即40毫焦?fàn)栆陨系幕鹪?。面粉或飼料等粉塵的起爆溫度相當(dāng)于一張易燃紙的點(diǎn)燃溫度。車間內(nèi)機(jī)械裝置的軸承或皮帶摩擦過熱，即可達(dá)到引爆的能量。此外，易產(chǎn)生靜電的設(shè)備未能妥善接地或電氣及其配線連接處產(chǎn)生火花，尤其是粉碎機(jī)的進(jìn)料未經(jīng)篩選，致使鐵物混入，產(chǎn)生碰撞性火星，皆可引發(fā)粉塵爆炸。zui常見的粉塵爆炸有煤粉、面粉、木粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、鋁粉、鋅粉、鎂粉、硫磺粉等。但只要我們加強(qiáng)防范措施，這類爆炸還是*可以避免的。如采用有效的通風(fēng)和除塵措施，嚴(yán)禁吸煙及明火作業(yè)。在設(shè)備外殼設(shè)泄壓活門或其他裝置，采用爆炸遏制系統(tǒng)等。對(duì)有粉塵爆炸危險(xiǎn)的廠房，必須嚴(yán)格按照防爆技術(shù)等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并單獨(dú)設(shè)置通風(fēng)、排塵系統(tǒng)。要經(jīng)常濕式打掃車間地面和設(shè)備，防止粉塵飛揚(yáng)和聚集。保證系統(tǒng)要有很好的密閉性，必要時(shí)對(duì)密閉容器或管道中的可燃性粉塵充入氮?dú)狻⒍趸嫉葰怏w，以減少氧氣的含量，抑制粉塵的爆炸。

二、粉塵爆炸的內(nèi)在原因

處于粉塵狀態(tài)的物質(zhì)較之固體狀態(tài)物質(zhì)有所不同，尤其是在燃燒特性方面，原來非燃物質(zhì)可能變?yōu)榭扇嘉镔|(zhì)，原來是難燃物質(zhì)可能變成易燃物質(zhì)，可燃、易燃物可能變?yōu)橐妆ㄎ镔|(zhì)，而這一變化是由粉塵的特性所決定的。

（一）粉塵的表面自由能

對(duì)于任何粉塵粒子來講，其表面分子與內(nèi)部分子所處的能量狀態(tài)是不同的。在粉塵粒子內(nèi)部的分子，因四面八方均具有同類分子包圍著，所受周圍分子的引力是對(duì)稱的，可以相互抵消而受力總和為零，它做分子運(yùn)動(dòng)（震動(dòng)）時(shí)不需要消耗功，而靠近粒子表面的分子，由于內(nèi)部密集的同類分子的引力遠(yuǎn)大于外部其他分子（念氣體分子）對(duì)它的引力，所以不能相互抵消，這些力的總和垂直于粉塵表面而指向粉塵內(nèi)部，亦即表面分子受到內(nèi)向的拉力，表面上的分子總比內(nèi)部分子具有更高的能量，這種能量叫做表面自由能。

（二）粉塵的分散度和表面積

所謂粉塵的分散度就是粉塵按不同粒徑（直徑）分布的一種形式。其中小粒徑粉塵越多，我們就稱其分散度大，而分散度的大小又決定著粉塵的表面積，其分散度越大，則表面積越大，表面分子越多，導(dǎo)致表面自由能越大。

（三）粉塵的吸附性

其他物質(zhì)分子在粉塵表面上相對(duì)聚集的現(xiàn)象稱為粉塵的吸附現(xiàn)象。由于粉塵具有較大的表面及自由能，而物質(zhì)又具有由高能態(tài)向低能態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。能態(tài)越- 5 - 低越穩(wěn)定，所以，它對(duì)周圍分子尤其是快速移動(dòng)的氣體分子具有吸附性。通過吸附其他分子來降低部分表面自由能。

綜上所述，由于粉塵的分散度較大，具有較大的表面積，從而具有較高的表面自由能，使粉塵的狀態(tài)不穩(wěn)定，活性增高，在理化性質(zhì)上表現(xiàn)為粉塵較之原物質(zhì)具有較小的點(diǎn)火能量和自燃點(diǎn)。（如塊狀時(shí)不能燃燒的鐵塊，在粉碎成粉塵時(shí)，zui小點(diǎn)火能量小于100mJ，自燃點(diǎn)小于300℃；煤粉的點(diǎn)火能量小于40mJ）。表面積的增大和吸附特性的存在，使得粉塵與空氣中氧分子的接觸面增大，增加了反應(yīng)速度；表面積的增大，還使固體原有的導(dǎo)熱能力下降，易使局部溫度上升，也有利于反應(yīng)進(jìn)行。同時(shí)，粉塵在擴(kuò)散作用大于重力作用時(shí)具有懸浮狀態(tài)的穩(wěn)定性，易與空氣形成粉塵云。當(dāng)各種條件具備時(shí)，粉塵就會(huì)發(fā)生爆炸。

三、粉塵爆炸的條件

粉塵的火災(zāi)爆炸事故多發(fā)生在煤礦、面粉廠、糖廠、紡織廠、硫磺廠、飼料、塑料、金屬加工廠及糧庫(kù)等廠礦企業(yè)。這與粉塵爆炸所需條件有關(guān)。粉塵爆炸本身是一類特殊的燃燒現(xiàn)象它也需要可燃物、助燃物和點(diǎn)火源三個(gè)條件。

（一）粉塵本身是可燃粉塵?？扇挤蹓m分有機(jī)粉塵和無機(jī)粉塵兩類。有機(jī)粉塵如面粉、木粉、化學(xué)纖維粉塵等，基本是可燃的。而無機(jī)粉塵包括金屬粉塵和一部分礦物性粉塵（如煤、硫等），也都是可燃粉塵。黃沙和塵土的粉塵也很微小，但由于它們本身不能夠燃燒，因此不具危險(xiǎn)性。

（二）粉塵必須懸浮在助燃?xì)怏w（如空氣中），并混合達(dá)到粉塵的濃度爆炸極限。粉塵在助燃?xì)怏w中懸浮是由于粉碎、研磨、輸送、通風(fēng)等機(jī)械作用造成的。大粒徑的粉塵一般沉降為只有燃燒能力的沉積粉塵，只有小粒徑的粉塵才能在助燃?xì)怏w中懸浮。同時(shí)，爆炸粉塵的危險(xiǎn)性也用濃度爆炸極限下限來表示，一般是20~60g／m3，低于這個(gè)濃度，難以形成持續(xù)燃燒，更談不上爆炸。

（三）有足以引起粉塵爆炸的點(diǎn)火源。粉塵具有較小的自燃點(diǎn)和zui小點(diǎn)火能量，只要外界的能量超過zui小點(diǎn)火能量（多數(shù)在10mJ~100mJ）或溫度超過其自燃點(diǎn)（多數(shù)在400℃~500℃），就會(huì)爆炸。當(dāng)上述三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，就可能發(fā)生粉塵火災(zāi)爆炸事故。需指出的是，粉塵極有可能發(fā)生破壞性更大的二次爆炸。當(dāng)粉塵懸浮于含有- 6 - 足以維持燃燒的氧氣環(huán)境中，并有合適的點(diǎn)火源時(shí)，可能發(fā)生初次爆炸，并引起周圍環(huán)境的擾動(dòng)，使那些沉積在地面、設(shè)備上的粉塵彌散而形成粉塵云，遇火源形成災(zāi)難性的第二次爆炸；另外*次爆炸后，在粉塵的爆炸點(diǎn)，由于空氣受熱膨脹，密度變小，迅速形成爆炸點(diǎn)逆流（俗稱“返回風(fēng)”），遇粉塵云和熱能源，也會(huì)發(fā)生第二次爆炸。

四、粉塵爆炸的預(yù)防和火災(zāi)撲救措施

由于粉塵爆炸事故撲救極為困難，因此做好預(yù)防工作是尤為重要的。

主要預(yù)防措施有以下幾條：

（一）消除粉塵源。

采用良好的除塵設(shè)施來控制廠房?jī)?nèi)的粉塵是首要的，可用的措施有封閉設(shè)備，通風(fēng)排塵、抽風(fēng)排塵或潤(rùn)濕降塵等。除塵設(shè)備的風(fēng)機(jī)應(yīng)裝在清潔空氣一側(cè)。應(yīng)注意易燃粉塵不能用電除塵設(shè)備，金屬粉塵不能用濕式除塵設(shè)備。設(shè)備啟動(dòng)時(shí)應(yīng)先開除塵設(shè)備，后開主機(jī)；停機(jī)時(shí)則正好相反，防止粉塵飛揚(yáng)。粉塵車間各部位應(yīng)平滑，盡量避免設(shè)置一些其他無關(guān)設(shè)施（如窗幕、門簾等。管線等盡量不要穿越粉塵車間，宜在墻內(nèi)敷設(shè)，防止粉塵積聚，另外，在條件允許下，在粉塵車間噴霧狀水，在被粉碎的物質(zhì)中增加水分也能促使粉塵沉降，防止形成粉塵云。在車間內(nèi)做好清潔工作，及時(shí)人工清掃，也是消除粉塵源的好方法。

（二）嚴(yán)格控制點(diǎn)火源消除點(diǎn)火源是預(yù)防粉塵爆炸的*、zui有效的措施。

在常見點(diǎn)火源中，電火花、靜電、摩擦火花、明火、高溫物體表面、焊接切割火花等是引起粉塵爆炸的主要原因。因此，應(yīng)對(duì)此高度重視。此類場(chǎng)所的電氣設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按照《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝，達(dá)到整體防爆要求，盡量不安裝或少安裝不易產(chǎn)生靜電，撞擊不產(chǎn)生火花的材料制作，并采取靜電接地保護(hù)措施。被粉碎的物質(zhì)必須經(jīng)過嚴(yán)格篩選、去石和吸鐵修理，以免雜質(zhì)進(jìn)入粉碎機(jī)內(nèi)產(chǎn)生火花。需要指出的是，近幾年因集塵設(shè)施粉塵清理不及時(shí)，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)積熱引起的火災(zāi)事故屢有發(fā)生，這也應(yīng)引起人們的重視。

（三）采取可靠有效的防護(hù)措施。

對(duì)于較小的粉碎裝置，可以增加其強(qiáng)度，并要考慮防止爆炸火焰通過連接處向外傳播；為減小爆炸的破壞性可設(shè)置泄壓裝置，如對(duì)車間采用輕質(zhì)屋頂、墻體或增開門窗等。但應(yīng)注意，泄壓裝置宜靠近易發(fā)生爆炸的部位，不要面向人員集中的場(chǎng)所和主要交通要道；為減少助燃?xì)怏w含- 7 - 量，在粉塵與助燃?xì)怏w混合氣中添加惰性氣體（如N2），減少氧含量，也是可行方法之一。（但對(duì)有些場(chǎng)所不可能實(shí)現(xiàn)，且造價(jià)亦高，目前實(shí)用價(jià)值較小）。也可以采用先進(jìn)的粉塵爆炸抑制裝置，避免事故的發(fā)生。另外加強(qiáng)工作人員的安全教育，加大管理力度，及時(shí)清掃、檢修設(shè)備也是*的防護(hù)措施。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。可以用干沙、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；對(duì)于面積大、距離長(zhǎng)的車間的粉塵火災(zāi)，要注意采取有效的分割措施，防止火勢(shì)沿沉積粉塵蔓延或引發(fā)連鎖爆炸?？傊S著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，塑料、有機(jī)合成、粉末冶金及糧食加工等工業(yè)也不斷發(fā)展。粉塵的種類和用量急驟增加，加之操作工藝的自動(dòng)化、連續(xù)性，粉塵爆炸的潛在危險(xiǎn)性大大增加，預(yù)防粉塵爆炸有較高的現(xiàn)實(shí)意義。因此在生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家的技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程，落實(shí)各項(xiàng)安全規(guī)章制度，避免粉塵爆炸事故的發(fā)生。為有效防止粉塵爆炸事故的發(fā)生，生產(chǎn)可燃粉塵的工廠或車間的建設(shè)和管理及操作，要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 15577-1995《粉塵防爆安全規(guī)程》執(zhí)行。

深圳市宏佳環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的防爆除塵器內(nèi)設(shè)置有防爆電控箱、采用防靜電濾芯、有防爆門，能很好地防御粉塵爆炸。