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第44章 电火花为何能引爆粉尘

1月8日,辽宁昌图“12·30”爆炸事故国务院联合调查组副组长、安全监管局监察专员贺黎光向新华社记者独家披露,经过对爆炸事故进行的现场勘查、调查取证、技术鉴定和分析论证,爆炸事故的直接原因已经查明。

贺黎光说:“这起事故的直接原因是,由于非防爆电气设备产生的电火花引起混药间粉尘爆燃,迅速引发混药间、造粒间、烘干间药物及仓库原料的连续爆炸。”截至1月8日,这起重特大爆炸事故已经造成38人死亡,另有33人受伤,2000余平方米的生产车间、库房被炸毁,直接经济损失577万元。电火花引爆无可厚非,可是粉尘也能燃烧不成这个过程是怎么发生的呢?原来在生产过程中先是电能转化为内能,从而产生了电火花;电火花引起粉尘、药物、原料爆炸时,是化学能转化成内能。

下面我们介绍些粉尘爆炸的知识。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叫做可燃粉尘;浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘;沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。现已发现以下七类物质的粉尘具有爆炸性:金属(如镁粉、铝粉)、煤炭、粮食(如小麦、淀粉)、饲料(如血粉、鱼粉)、农副产品(如棉花、烟草)、林产品(如纸粉、木粉)、合成材料(如塑料、染料)。

粉尘爆炸的条件可燃粉尘爆炸应具备三个条件:粉尘本身具有爆炸性;粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度;有足以引起粉尘爆炸的热能源。

和气体爆炸相比,粉尘爆炸所要求的最小引燃能较大,达10毫焦耳,为气体爆炸的近百倍。因此,一个足够强度的热能源也是形成粉尘爆炸的必要条件之一。

粉尘爆炸的过程第一步:悬浮粉尘在热源作用下迅速地被干馏或汽化而产生可燃气体。

第二步:可燃气体与空气混合而燃烧。

第三步:燃烧产生的热量从燃烧中心向外传递,引起邻近的粉尘进一步燃烧。如此循环下去,反应速度不断加快,最后形成爆炸。

粉尘爆炸的特点①具有二次爆炸的可能。粉尘初始爆炸的气浪可能将沉积的粉尘扬起,形成爆炸性尘云,在新的空间再次产生爆炸,这叫二次爆炸。这种连续爆炸会造成严重的破坏。

②粉尘爆炸感应期长,达数十秒,为气体的数十倍。

③粉尘爆炸可能产生两种有毒气体:一种是一氧化碳,另一种是爆炸物质(如塑料等)自身分解产生的毒性气体。

影响粉尘爆炸的因素①物理性质和化学性质。物质的燃烧热越大,则其粉尘的爆炸危险性也越大,例如煤、碳、硫的粉尘等;越易氧化的物质,其粉尘越易爆炸,例如镁、氧化亚铁、染料等;越易带电的粉尘越易引起爆炸。粉尘在生产过程中,由于互相碰撞、摩擦等作用,产生的静电不易散失,造成静电积累,当达到某一数值后,便出现静电放电。静电放电火花能引起火灾和爆炸事故。

粉尘爆炸还与其所含挥发物有关。如煤粉中当挥发物低于10%时,就不再发生爆炸。因而焦炭粉尘没有爆炸危险性。

②颗粒大小。粉尘的表面吸附空气中的氧,颗粒越细,吸附的氧就越多,因而越易发生爆炸。而且,发火点越低,爆炸下限也越低。随着粉尘颗粒的直径的减小,不仅化学活性增加,而且还容易带上静电。

③粉尘的浓度。与可燃气体相似,粉尘爆炸也有一定的浓度范围,也有上下限之分。但在一般资料中多数只列出粉尘的爆炸下限,因为粉尘的爆炸上限较高。