粉尘爆炸与气体爆炸的异同点

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1、粉尘爆炸与气体爆炸的异同点（资土学院安全科学与工程张秀敏1401592）摘要：本文首先简要介绍粉尘爆炸与气体爆炸的概念、原理、影响因素、条件、爆炸过程及后果。然后再着重从几个方面分析比较粉尘爆炸与气体爆炸的异同点。关键词：粉尘爆炸、气体爆炸、异同点Abstract:Thisarticlefirstintroducestheconceptofdustexplosiongasexplosion,principles,factors,conditionsandconsequencesofexplosion.Andthenfocusesontheanalysisandcomparisono

2、fseveralaspectsofthegasexplosiondustexplosionsimilaritiesanddifferences.Keywords:Dustexplosion,gasexplosion,thesimilaritiesanddifferences1引言近年来，随着我国工业现代化的高速发展，特别是石油、天然气和粮食、饲料储运、加工的高度现代化发展，重大危险源的燃烧爆炸事故屡有发生，严重影响着工业发展、交通运输、物资储运的安全。而在工业爆炸事故中，气体和粉尘爆炸事故占据着非常大的比例。由于粉尘爆炸和气体爆炸是一种非定常的、快速的、带有化学反应的、且受众多物理

3、因素影响的流体力学过程，它比稳态的燃烧或者爆轰更为复杂。因此，我们有必要对粉尘爆炸和气体爆炸的特性及其异同点有深一步的理解，才能有有效地采取预防措施防止爆炸的产生或者爆炸产生后尽可能减小爆炸所产生的危害性。2粉尘爆炸2.1粉尘爆炸的基本概念    1）粉尘的定义：凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘；浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘；沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。以下七类物质的粉尘具有爆炸性：金属；煤炭；粮食（如淀粉）；饲料；农副产品（如烟草）；林产品（如纸粉、木粉）；合成材料（如塑料）。公司生产中所产生的粉尘主要有粉碎药材的粉尘和糖粉。2）粉尘爆炸的定

4、义：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。粉尘爆炸是由粉尘粒子表面与氧发生反应所引起的，不像气体爆炸那样，是可燃气物与氧化剂均匀混合后的反应，而是某种凝固的可燃物与周围存在着氧化剂这一不均匀状态中进行的反应。3）粉尘爆炸的条件及影响因素粉尘爆炸的条件归结起来有以下5个方面的因素:其一，有一定的粉尘浓度。粉尘爆炸所采用的化学计量浓度单位与气体爆炸不同，气体爆炸采用体积百分数表示。而粉尘浓度采用单位体积所含粉尘粒子的质量来表示。单位是g/m3或mg/L,如浓度太低,粉尘粒子间距过大，火焰难以传播。其二，要有一定的氧含量。粉尘得以燃烧的基础。其三，要有

5、足够的点火源。粉尘爆炸所需的最小点火能量比气体爆炸大1～2个数量级，大多数粉尘云最小点火能量在5mJ～50mJ量级范围。其四，粉尘必须处于悬浮状态，即粉尘云状态。这样可以增加气固接触面积，加快反应速度。其五，粉尘云要处在相对封闭的空间，压力和温度才能急剧升高，继而发生爆炸。图1粉尘爆炸五边形表2-1粉尘爆炸的影响因素粉尘自身外部条件化学因素物理因素燃烧热燃烧速度与水气及二氧化碳的反应性粉尘浓度粒径分布粒子形状比热容及热传导率表面状态带电性粒子凝聚特性气流运动状态氧气浓度温度可燃气体浓度阻燃性粉尘浓度及灰分点火源状态与能量窒息气浓度2.2粉尘爆炸机理粉尘爆炸是一个非常复杂的过程，受很

6、多物理因素的影响，所以粉尘爆炸机理至今还不十分清楚。一般认为，粉尘爆炸经过以下发展过程。图2粉尘爆炸机理2.3粉尘爆炸的过程及特点1）粉尘爆炸的过程 第一步：悬浮粉尘在热源作用下迅速地被干馏或气化而产生可燃气体。  第二步：可燃气体与空气混合而燃烧。  第三步：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。2）粉尘爆炸的特点：（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。粉尘的燃

7、烧速度比气体的要小，由于其燃烧时间长及产生的能量大，所以造成的破坏及烧毁的程度严重得多。这是因为粉尘中的碳、氢含量高，即可燃物含量多。（4）粉尘燃烧要经过加热熔融、离解、蒸发等复杂过程，粉尘从接触火源到发生爆炸所需的时间即感应期要比气体爆炸长，达数十秒。（5）粉尘爆炸能引起建筑物其它部位的粉尘再次爆炸。而且第二次爆炸压力比第一次爆炸压力大，破坏性更严重。2.4粉尘爆炸的危害：(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