粉塵爆炸事故的預防和處置

可燃氣體爆炸是因可燃氣體在助燃氣體中達到一定濃度，即達到爆炸濃度極限，在一定能量作用下，即會發(fā)生爆炸。可燃粉塵爆炸成因也基本相似，空氣中有一定濃度的可燃粉塵，在能量源作用下，即會發(fā)生爆炸。通常認為，粉塵爆炸應具備以下四個基本條件：

1.粉塵具有可燃性


粉塵具有可燃性是粉塵爆炸形成的基礎(chǔ)，這從粉塵爆炸的反應歷程可以看出。絕大部分粉塵爆炸要經(jīng)歷以下四個階段：

（１）懸浮在空氣中的可燃粉塵表面接受點火源的能量，迅速提高了表面溫度；

（2）粉塵粒子表面的分子發(fā)生熱分解或干餾作用，產(chǎn)生可燃氣體從粉塵離子表面釋放到氣相中；

（3）釋放出的可燃氣體與空氣（或氧氣等助燃氣體）混合形成爆炸性混合氣體，隨后被點火源點燃產(chǎn)生了火焰；

（4）依靠這種火焰產(chǎn)生的熱量，又促使周圍的粉塵發(fā)生分解，持續(xù)不斷地在氣相中釋放出可燃氣體，又與空氣混合，使火焰不斷傳播，從而導致粉塵爆炸。

從某種程度上講，可燃粉塵—空氣混合物的爆炸是一種氣固非均相燃燒現(xiàn)象，從燃燒本質(zhì)上看，也可以認為是可燃氣體在空氣中的爆炸，只是這種可燃氣體“儲存”在粉塵中，受熱后釋放出來參加了爆炸反應。但應引起注意的是，某些發(fā)生表面燃燒的物質(zhì)如鐵粉、鈦粉、鋁粉等粉塵發(fā)生爆炸過程中，不發(fā)生分解或干餾過程，這些粉塵接受點火源的作用，直接與空氣中的氧氣發(fā)生劇烈的氧化放熱反應，熾熱的粉塵或粉塵的氧化物加熱周圍的粉塵和空氣，使高溫的空氣迅速膨脹，從而導致粉塵爆炸的形成。但無論是哪種爆炸反應歷程，粉塵具備可燃性都是爆炸形成的基礎(chǔ)，不具備可燃性的粉塵不可能發(fā)生化學爆炸。

2.粉塵必須懸浮在助燃氣體中

從粉塵爆炸的反應歷程看，若可燃粉塵沒有懸浮在空氣中，則形成沉聚粉塵，即使與助燃物混合均勻，有點火源的作用，但由于可燃粉塵和助燃物充分混合的數(shù)量有限，其受熱分解或干餾分解的可燃氣體量（或直接與助燃氣體發(fā)生劇烈氧化還原反應的粉塵量）有限，反應產(chǎn)生的能量會被快速釋放到空氣中，能量難以聚集，則持續(xù)反應的能量不足，不會發(fā)生爆炸。


3.可燃粉塵在助燃氣體中的濃度處在爆炸濃度極限范圍內(nèi)

可燃粉塵在助燃氣體中的濃度處在爆炸濃度極限范圍內(nèi)，這是粉塵爆炸形成的另一重要條件。當粉塵懸浮在助燃物中濃度過高時，可燃物的數(shù)量過大，助燃物的數(shù)量過小，兩者反應的劇烈程度小，反應產(chǎn)生的能量會被很快釋放到空氣中，難以聚集，不會發(fā)生爆炸，反之也一樣。只有當可燃物和助燃物的數(shù)量混合較為均勻，反應比例恰當時，兩者反應最為劇烈，放出的能量最大，大量的能量聚集在一起瞬間釋放，形成化學爆炸。因此可燃粉塵能爆炸必須在其爆炸濃度極限范圍內(nèi)，一般常見粉塵的爆炸濃度極限在20—6000 g/m3之間，但在實際生產(chǎn)、加工場所，由于粉塵具有沉降性，可燃粉塵很難達到爆炸濃度極限上限，因此研究可燃粉塵爆炸濃度極限的上限沒有實際意義，而應關(guān)注可燃粉塵的爆炸濃度極限下限。

4.存在足以引起粉塵爆炸的點火源

從粉塵爆炸形成過程可以看出，可燃粉塵爆炸是點火源導致可燃粉塵受熱分解或干餾分解出可燃氣體，或點火源導致可燃粉塵與助燃物發(fā)生劇烈的氧化還原反應，使高溫空氣迅速膨脹，從而導致粉塵爆炸的發(fā)生。因此，足以引起粉塵爆炸的點火源是粉塵爆炸形成的因素。