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粉尘的危害---粉尘爆炸

来源:苏州顺为环境科技有限公司     发布日期:2017-02-25 13:59   |  浏览次数:
粉尘的危害---粉尘爆炸
8月2日,江苏昆山中荣金属制品有限公司发生爆炸。当时共有200余人当班,目前死亡69人,其中现场死亡40多人,送医后伤重不治20多人。初步查明,爆炸疑似因粉尘遇到明火引发的安全事故。
 
提起爆炸,人们总是很自然地想到炸弹、地雷爆炸时震天动地的轰响,殊不知悬浮在空气中的那些悠悠飘扬的粉尘,也会引起威力巨大的爆炸。
自去年以来,粉尘爆炸开始频频发生。今年4月初,浙江一家摩托车厂的零件抛光车间发生了粉尘爆炸,4月底,该省另外一家木材厂,也发生粉尘爆炸;而在去年河北秦皇岛市的一个淀粉车间的粉尘爆炸,最终造成了19人死亡。
在最近的5月,某电子产品企业的粉尘爆炸中。现场的工人听到“爆炸声,简直比雷声还大”,不少人发出如此惊呼:“原来,铝粉,甚至面粉也会爆炸?”
以前,中国工贸企业粉尘爆炸的几率比较低,因而容易被忽视,那么,粉尘(dust)爆炸是如何发生的,其威力究竟有多大?该如何预防呢?
东北大学工业爆炸防护研究所专家指出,粉尘的严格定义是指悬浮在空气中的固体微粒。习惯上对粉尘有许多名称,如灰尘、尘埃、烟尘、矿尘、砂尘、粉末等,这些名词没有明显的界限。国际标准化组织规定,粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。
不为人知的可燃粉尘
在人类历史上,粉尘爆炸伴随着工业化的进展而越来越频繁。最先一波爆炸,都出现在较为发达的工业化国家,比如美国、英国、日本。
据统计,1913-1973年间美国仅工农业领域,就发生过72次比较严重的粉尘爆炸事故。而在英国和加拿大的化工和造纸等行业中,从上个世纪开始也发生过多起粉尘爆炸事故,仅英国就243次,死伤204人。
1966年,日本横滨饲料厂的玉米粉尘爆炸,引起累积性连锁燃烧,使整个工厂遭到蔓延性的重大“天灾”。
1921年美国芝加哥一台大型谷类提升机发生粉尘爆炸,其爆炸力将40座每座约装30万吨粮食的仓库从底座掀起,并移动了152.4毫米,结果六死一伤,经济损失达400万美元。
粉尘为什么会发生爆炸呢?原来是由于悬浮在空气中的粉尘燃烧,而形成的高气压所造成的。
专家指出,粉尘的表面积与同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。一旦遇到火星,就可能引起燃烧。燃烧时,气压和气压上升率越高,其爆炸率也就越大。
而粉尘的燃烧率又是与粉尘粒子的大小、易燃性和燃烧时所释放出的热量以及粉尘在空气中的浓度等因素有关。
根据科学试验测定,粉尘爆炸的条件有三:一是烧料,干燥的微细粉尘、浮游粉尘的浓度每立方米达到煤粉30-40克、铝粉40克、铁粉100克、木粉12.6-25克、小麦粉9.7克;二是氧气,空气中的氧气含量达到21%;三是热能,40毫焦尔的火源。
最常见的可燃粉尘有煤粉尘、玉米粉尘、土豆粉尘、铝粉尘、锌粉尘、镁粉尘、硫磺粉尘等。比如电子产品如果普遍使用铝材,在生产过程中产生的粉尘,就属于典型的可燃粉尘。
专家指出,不为大家所知的是,如果糖的浓度达到每立方米10.3克,也是会产生爆炸的。在日常生活中,一场雷暴、甚至工人身上的皮带,以及化纤类的工作服摩擦产生的静电,都有可能变成足以引起粉尘爆炸的热能源。
可以避免的粉尘爆炸悲剧
不过,在中国的大部分企业,工人对于粉尘爆炸的危害,大多所知甚少。某电子产品企业的工人小强,就告诉记者:“我们不知道铝粉原来也会爆炸。”
事实上,面粉或饲料等粉尘爆炸的温度,相当于一张易燃纸的点火温度。一星点的火花,都可能引发粉尘爆炸。 而粉尘爆炸的威力巨大——因为它很容易产生二次爆炸。第一次爆炸气浪,会把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来,在爆炸后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,与扬起的粉尘混合,从而引发二次爆炸。二次爆炸时,粉尘浓度会更高。
1942年,我国本溪煤矿曾发生世界上最大的煤尘爆炸,死亡1549人,重伤246人。但其实,粉尘爆炸的悲剧是完全可以避免的。
目前,中国安监总局早就发布了相应的规章。其中,《GB 15577-2007粉尘防爆安全规程》最为广泛使用。
按照该规程,工厂无论是在设计、施工时,都必须严格实施粉尘防爆标准。一个企业,如果能在生产装置本身、生产环境、消除静电、防二次爆炸等四个方面切实做好,应该就可以杜绝悲剧发生。
比如,采用有效的通风和除尘措施,严禁吸烟及明火作业。如果车间内会产生大量粉尘,就需要配套单独除尘系统,产尘点需要设立吸尘罩。
“通风设施也是很关键的,”香港理工大学潘毅教授说,“风管不能有粉尘沉降。”
通常,在国外精密的电子车间,会配备湿式除尘设备,防止粉尘飞扬和聚集、保证系统有很好的密闭性,必要时对密闭容器或管道中的可燃性粉尘充入氮气、二氧化碳等气体,以减少氧气的含量,抑制粉尘爆炸。如此严密操作,粉尘爆炸就会离我们越来越远。
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