淀粉燃爆说消防 |
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作者:GY |
来源:化学与教学资源研究所 |
阅读:1060 |
时间:2010-3-5 22:33:58 |
学者麻庭光 发表于2010-2-28 0:38:15, 自从1785年图林(Turin)科学院认识到粉尘燃爆的危险以来,粉尘的爆炸危险早已是工业安全的常识。粉尘研究的困难之处在于,造成燃爆的粉尘很少能够在空中停留一秒钟以上,因此很难造成均匀的介质以供研究。根据Hartmann测量仪的结果,淀粉粉尘的最小燃烧浓度是每立方米 研究表明,谷物处理设备所造成的粉尘粒子直径为17到120微米之间。通常粉尘燃爆分2步进行。首先,开始点燃后的粉尘发生局部爆燃(Deflagration);然后,爆燃卷起大量的原来沉淀在各种表面的粉尘,造成更大范围的爆炸(Explosion)。是否或发生震爆(Detonation)?工业生产实践中还没有报道过。 为什么粉尘能燃爆?因为燃烧是一种发光发热的氧化反应,需要氧气的参与。与氧气的接触面积越大,则反应越快。粒子直径越小,则比表面积(specific area)越大,氧化反应越快,粉尘的燃烧行为越像气体介质,造成氧化反应加速进行,外在表现就是燃烧快速蔓延的过程。一般火焰的传播是依靠传热过程(预热,反应,放热三部曲),但粉尘燃爆会以压力波来点燃前面的介质,因此蔓延速度很快,化学能集中释放,就是爆炸波,有很大的破坏力。 对于可燃气体氛围,一般常见的防爆措施是引入惰性气体,降低可燃物浓度到最小浓度以下。但对粉尘燃爆问题,这一条不适用。高速通风的气流会卷起更大浓度的粉尘,发生更严重的燃爆危险,需要避免。因此只能预防,不易灭火。 消防领域的灭火实验表明,万物有质皆灭火,燃料多能方燃烧。燃烧需要克服最初的点火能才能燃烧,在此之前,任何物质都有质量,可以用来防止火灾发生。例如,工业领域虽然有很多灭火剂可以选择,但最经济的方法却是石灰石粉尘,让燃爆的火焰卷起石灰石粉尘,就可以达到其他灭火剂相同的效果,何故?石灰石在火焰中提取能量,而不贡献能量,因此可以灭火。对粒子直径(粉尘)的要求是为了保证传热过程迅速,传热不需要时间。同样,燃料需要有足够的能量克服自身的惰性(升温),才可以放出能量造成危害。因此,我们点不着铁块,但可以点着铁粉(特别是当铁粉在空中被湍流悬浮的时候)。面粉在一般情况下,最多可以燃烧,但在悬浮空中的场合,却可以剧烈燃烧,造成很大的压力波。时移世易,量变质变,传热条件不同了,带来的危害就不一样了。 |
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