科普：粉尘爆炸知多少？

阿星 · 发表于 2014-8-2 21:17:44

貌似在救火英雄电影里面看过粉尘爆炸

8月2日上午，江苏昆山市开发区中荣金属制品有限公司发生爆炸事故，已致65人死亡，逾120人受伤。据现场消息，事故可能由粉尘爆炸引起。该公司主要从事铝合金制品电镀加工，爆炸地点为汽车轮毂抛光车间。
什么是粉尘爆炸？
粉尘爆炸是由于悬在空气中的可燃粉尘燃烧而形成的高气压所造成的。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。
粉尘爆炸十分危险，因为当遇到热源(明火或温度)时，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功以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。
目前已知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、**)；林产品(如纸粉、木粉)；合成材料(如塑料、染料)。
粉尘的火灾爆炸事故多发生在煤矿、面粉厂、糖厂、纺织厂、硫磺厂、饲料、塑料、金属加工厂及粮库等厂矿企业。这与粉尘爆炸所需条件有关。粉尘爆炸本身是一类特殊的燃烧现象，它也需要可燃物、助燃物和点火源三个条件。
国内外的研究成果表明，易发生粉尘爆炸的条件一般有三种：(1)、可燃性粉尘以适当的浓度在空气中悬浮，形成人们常说的粉尘云；(2)、有充足的空气和氧化剂；(3)、有火源或者强烈振动与摩擦。
通常认为，易爆粉尘只要满足条件(1)和条件(2)，就意味着具备了可能发生事故的苗头。
需指出的是，粉尘爆炸还极有可能发生破坏性更大的二次爆炸。当粉尘悬浮于含有足以维持燃烧的氧气环境中，并有合适的点火源时，可能发生初次爆炸，并引起周围环境的扰动，使那些沉积在地面、设备上的粉尘弥散而形成粉尘云，遇火源形成灾难性的第二次爆炸。
此外，第一次爆炸后，在粉尘的爆炸点，由于空气受热膨胀，密度变小，迅速形成爆炸点逆流(俗称“返回风”)，遇粉尘云和热能源，也会发生第二次爆炸。
爆炸过程
粉尘的爆炸可视为由以下三步发展形成的：第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体；第二步是可燃气体与空气混合而燃烧；第三步是粉尘燃烧放出的热量，以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。
随着每个循环的逐次进行，其反应速度逐渐加快，通过剧烈的燃烧，最后形成爆炸。
这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高，并呈跳跃式的发展。
爆炸特点
(1)、多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点；
(2)、粉尘爆炸所需的最小点火能量较高，一般在几十毫焦耳以上。
(3)、与可燃性气体爆炸相比，粉尘爆炸压力上升较缓慢，较高压力持续时间长，释放的能量大，破坏力强。
主要危害
(1)、具有极强的破坏性。
粉尘爆炸涉及的范围很广，煤炭、化工、医药加工、木材加工、粮食和饲料加工等部门都时有发生。如1952—1979年间，日本发生各类粉尘爆炸事故209起，伤亡共546人，其中以粉碎制粉工程和吸尘分离工程较突出，各为46起。联邦德国1965—1980年发生各类粉尘爆炸事故768起，其中较严重的是木粉及木制品粉尘和粮食饲料爆炸事故，分别占32%和25%。
近几年来，我国每年发生粉尘爆炸的频率为：局部爆炸150-300次系统爆炸1-3次，且呈增长趋势。我国发生的这些粉尘爆炸尤其是系统爆炸，造成了严重损失，仅1987年哈尔滨亚麻厂的亚麻尘爆炸事故，死亡58人，轻重伤177人，直接经济损失882万元。
(2)、容易产生二次爆炸。
第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来，在爆炸后的短时间内爆炸中心区会形成负压，周围的新鲜空气便由外向内填补进来，形成所谓的“返回风”，与扬起的粉尘混合，在第一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，故二次爆炸威力比第一次要大得多。
例如，某硫磺粉厂，磨碎机内部发生爆炸，爆炸波沿气体管道从磨碎机扩散到旋风分离器，在旋风分离器发生了二次爆炸，爆炸波通过爆炸后在旋风分离器上产生的裂口传播到车间中，扬起了沉降在建筑物和工艺设备上的硫磺粉尘，又发生了爆炸。
(3)、能产生有毒气体。
一种是一氧化碳；另一种是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性气体。毒气的产生往往造成爆炸过后的大量人畜中毒伤亡，必须充分重视。
我国粉尘爆炸事故频发损失重大
在我国，由可燃性粉尘引发的燃烧、爆炸事故多次发生，造成严重的人员伤亡和财产损失，引起社会各界的广泛关注。如1987年，黑龙江省哈尔滨亚麻厂发生亚麻粉尘爆炸事故，造成58人死亡，65人重伤，112人轻伤。
近年来，随着各地工厂产能的上升，粉尘爆炸事故更是频频发生。2010年2月24日16时许，河北省秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司淀粉四车间曾发生一起粉尘爆炸事故，造成19人死亡，49人受伤。
2011年5月20日19时许，富士康集团鸿富锦成都公司抛光车间在生产中发生爆炸事故，造成3人死亡，15人受伤，其中多人重伤，爆炸原因查明是打磨的铝制粉尘在管道内堆积，遇电器开关打火，在排风桶内引起爆炸。
而2014年以来，已经发生过5起重大粉尘爆炸事故：
6月21日17时15分左右，乌苏市新疆天玉生物科技有限公司一个生产车间发生粉尘爆炸，引发该车间失火，所幸未造成人员伤亡。
5月27日下午4时许，广东溢达纺织有限公司辅料包装厂车纽车间除尘室发生粉尘爆炸事故，造成5人受伤
4月16日10时左右，江苏省南通市如皋市东陈镇双马化工有限公司硬脂酸造粒塔正常生产过程中，维修工人在造粒塔底锥形料仓外加装气体振荡器及补焊雾化水管支撑架时，发生硬脂酸粉尘爆炸事故，造成8人死亡，9人受伤。
2月8日晚11时许，常州市新北区新桥镇史墅村华达化工厂发生金属粉尘爆炸。
2月5日10时发生在青冈县的黑龙江龙凤玉米有限公司淀粉包装车间爆炸，初步认定系粉尘飞扬引发。据当时的报道，事故共造成10名职工不同程度受伤。其中，1名于6日上午死亡，1名职工重伤和8名职工轻伤。