粉塵和其他物質(zhì)一樣具有一定能量。由于粉塵的粒徑小,表面積大,從而其表面能也增大。粉塵與空氣混合,能形成可燃的混合氣體,若遇明火或高溫物體,極易著火,傾刻間完成燃燒過程,釋放大量熱能,使燃燒氣體驟然升高,體積猛烈膨脹,形成很高的膨脹壓力。
燃燒后的粉塵,氧化反應(yīng)十分迅速,它產(chǎn)生的熱量能很快傳遞給相鄰粉塵,從而引起一系列連鎖反應(yīng)。粉塵發(fā)生爆炸必須具備一定的條件,歸納如下:
(1)粒徑大小—顆粒越小越易燃燒,爆炸也越強(qiáng)烈。粒徑在200 μm以下,且分散度較大時(shí),易于在空中飄浮,吸熱快,容易著火。粒徑超過500μm,其中并含有一定數(shù)量的大顆粒則不易起爆。
(2)化學(xué)成分——有機(jī)物粉塵中若含有(有機(jī)酸)COOH,羥基OH,氨基NH2,的基團(tuán)時(shí),發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性較大;含鹵素和鉀,鈉的粉塵,爆炸趨勢減弱。
(3)爆炸濃度——在一個(gè)給定容積中,能夠傳播火焰的懸浮粉塵的最小重量稱為爆炸濃度。通常,達(dá)到粉塵爆炸濃度的粉塵才會(huì)發(fā)生爆炸。面粉的爆炸濃度約為15~20 mg/m3;,
(4)空氣濕度——當(dāng)空氣濕度較大時(shí),親水性粉塵會(huì)吸附水份,從而使粉塵難以彌散和著火,傳播火焰的速度也會(huì)減小。濕度大的粉塵即使著火,其熱量首先消耗在蒸發(fā)粉塵中的水份,然后才用于燃燒過程。粉塵濕度超過30%便不易起爆。
(5)有足夠的點(diǎn)火溫度——粉塵爆炸大都起源于外部明火,如機(jī)械撞擊,電焊和切割,靜電火花或電火花,摩擦火花,火柴和高溫體傳熱等。這類火源至低點(diǎn)火溫度為300~500 ℃。
(6)足夠的氧氣——粉塵懸浮環(huán)境中需含有足夠維持燃燒的氧氣。
(7)粉塵紊動(dòng)程度——懸浮在空氣中的粉塵,紊動(dòng)強(qiáng)度越大,越易吸收空氣中的氧氣而加