粉尘爆炸

粉尘爆炸的原理

据江苏省安全监管局报告：8月2日7时40分左右，江苏省苏州市昆山市，中荣金属制品有限公司轮毂抛光车间在生产过程中发生粉尘爆炸特别事故，目前已造成７6人死亡，１８５人受伤发现问题：1).企业厂房没有按二类危险品场所进行设计和建设，违规双层设计建设生产车间，且建筑间距不够。

2).生产工艺路线过紧过密，２０００平方米的车间内布置了２９条生产线，３００多个工位。

3).除尘设备没有按规定为每个岗位设计独立的吸尘装置，除尘能力不足。

4).车间内所有电器设备没有按防爆要求配置。

5).安全生产制度和措施不完善、不落实，没有按规定每班按时清理管道积尘，造成粉尘聚集超标；没有对工人进行安全培训，没有按规定配备阻燃、防静电劳保用品；违反劳动法规，超时组织作业。

1.粉尘爆炸

指粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源（明火或温度），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。粉尘爆炸是粉尘粒子表面和氧作用的结果。

2. 粉尘（dust）是指悬浮在空气中的固体微粒。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。在大气中粉尘的存在是保持地球温度的主要原因之一，大气中过多或过少的粉尘将对环境产生灾难性的影响。但在生活和工作中，生产性粉尘是人类健康的天敌，是诱发多种疾病的主要原因

3. 粉尘分类

粉尘可以根据许多特征进行分类，在大气污染控制中，根据大气中粉尘微粒的大小可分为：

1)飘尘:系指大气中粒径小于10μm的固体微粒，它能较长期地在大气

粉尘

中漂浮，有时也称为浮游粉尘。也被称为可吸入颗粒物，英文缩写为PM10。

2)降尘:系指大气中粒径大于10μm的固体微粒，在重力作用下，它可在较短的时间内

沉降到地面。

3)总悬浮微粒:系指大气中粒径小于100μm的所有固体微粒。也被称为总悬浮颗粒物，英文缩写为TSP。

专业术语

1)、粉体：固体物质的细小颗粒，称为粒子，而固体粒子的堆集状态，称为粉体。

2)、粉尘：因机械过程（破碎、筛分、运输等）而产生的微细粒子，能在气体中分散（悬浮）一定时间的固体粒子，称为粉尘。粉尘的粒径范围很广，由细至1/10μm到数百微米。

3)、烟尘：因物理化学过程而产生的微细固体粒子，称为烟尘。例如冶炼、燃烧、金属焊接等过程中，由于升华及冷凝而形成、烟尘的特点是粒度大都比较细，在1μm以下。

4)、烟雾：燃烧草料、木柴、油、煤等生成的黑烟，称为烟雾。烟雾粒径很细，甚至在0.5μm以下。

5)、粉末：工艺生产中的粉料，称为粉末

4.粉尘危害

粉尘有功也有过，其过之一是污染大气，危害人类的健康。飘逸在大气中的粉尘往往含有许多有毒成分，如铬，锰，镉，铅，汞，砷等。当人体吸入粉尘后，小于5μm的微粒，极易深入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，有时还会引起肺癌。沉积在肺部的污染物一旦被溶解，就会直接侵入血液，引起血液中毒，未被溶解的污染物，也可能被细胞所吸收，导致细胞结构的破坏。此外，粉尘还会沾污建筑物，使有价值的古代建筑遭受腐蚀。降落在植物叶面的粉尘会阻碍光合作用，抑制其生长。

5 粉尘爆炸条件

粉尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。

某些厂矿生产过程中产生的粉尘，特别是一些有机物加工中产生的粉尘，在某些特定条件下会发生爆炸燃烧事故。国内外的研究成果表明，

这些条件一般有三种：

（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。

5.1粉尘爆炸的特性及影响因素

评价粉尘爆炸危险性的主要特征参数是爆炸极限、最小点火能量、最低着火温度、粉尘爆炸压力及压力上升速率。

粉尘爆炸极限不是固定不变的，它的影响因素主要有粉尘粒度、分散度、湿度、点火源的性质、可燃气含量、氧含量、惰性粉尘和灰分温度等。

粉尘粒度越细，分散度越高，可燃气体和氧的含量越大，火源强度、初始温度越高，湿度越低，惰性粉尘及灰分越少，爆炸极限范围越大，粉尘爆炸危险性也就越大。

燃烧、爆炸的关系

爆炸的最主要特征是压力的急剧上升，并不一定着火(发光、放热)；而燃烧一定有发光放热现象，但与压力无特别关系。

6.粉尘爆炸的特点

1)容易产生二次爆炸；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)具有极强的破坏性；粉尘爆炸涉及的范围很广，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。

3)能产生有毒气体；粉尘爆炸产生两种有毒气体，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员中毒伤亡，必须充分重视。

7.影响粉尘爆炸的因素

1)粉尘物理化学性质。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此起爆炸。粉尘在生产过程中，由于互相碰撞、磨擦等作用，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)粉尘颗粒大小。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。与可燃气体相拟，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。

4）空气湿度——当空气湿度较大时，亲水性粉尘会吸附水份，从而使粉尘难以弥散和着火，传播火焰的速度也会减小。湿度大的粉尘即使着火，其热量首先消耗在蒸发粉尘中的水份，然后才用于燃烧过程。粉尘湿度超过30%便不易起爆。

5）有足够的点火温度——粉尘爆炸大都起源于外部明火，如机械撞击，电焊和切割，静电火花或电火花，摩擦火花，火柴和高温体传热等。这类火源最低点火温度为300～500 ℃。

6）足够的氧气——粉尘悬浮环境中需含有足够维持燃烧的氧气。

7）粉尘紊动程度——悬浮在空气中的粉尘，紊动强度越大，越易吸收空气中的氧气而加快其反应速率，从而容易爆炸。

8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：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。

一些粉尘爆炸粉尘爆炸的特性列于表

9.粉尘爆炸的预防

1.一是要消除粉尘源，控制粉尘浓度，减少粉尘沉沉积：采用密闭性能良好的设备，尽量减少粉尘飞散逸出；同时要安装有效的通风除尘设备，加强清扫工作，及时清除沉积的粉尘。控制粉尘浓度低于爆炸下限。

2.严格控制点火源，在有爆炸危险性粉尘的场合，应避免高温、明火、电火花及撞击等情况；

3.按规范使用防爆电气设备，落实防雷、防静电等措施；有粉尘爆炸危险的场所，都要采用防爆电机、防爆电灯、防爆开关

4.设置泄爆、抑爆与隔爆技术措施，配备必要的消防灭火设施，

5.增加湿度，降低粉尘危险性：粉尘湿度增大其着火温度升高，最低点火能量或最低爆炸浓度增加，危险性降低。但对有些与水接触会引起自燃或爆炸的粉尘，应避免与水或有可能发生反应的液体接触；

6.严格执行安全操作规程和劳动防护制度。做好安全生产和防爆教育，普及粉尘防爆知识和安全法规。

国家安全生产监督管理总局令

第 68 号

《严防企业粉尘爆炸五条规定》已经2014年8月11日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过，现予公布，自公布之日起施行。

局长杨栋梁

严防企业粉尘爆炸五条规定

一、必须确保作业场所符合标准规范要求，严禁设置在违规多层房、安全间距不达标厂房和居民区内。

二、必须按标准规范设计、安装、使用和维护通风除尘系统，每班按规定检测和规范清理粉尘，在除尘系统停运期间和粉尘超标时严禁作业，并停产撤人。

三、必须按规范使用防爆电气设备，落实防雷、防静电等措施，保证设备设施接地，严禁作业场所存在各类明火和违规使用作业工具。

四、必须配备铝镁等金属粉尘生产、收集、贮存的防水防潮设施，严禁粉尘遇湿自燃。

五、必须严格执行安全操作规程和劳动防护制度，严禁员工培训不合格和不按规定佩戴使用防尘、防静电等劳保用品上岗。