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1 # 金童希瑞
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2 # 文史經緯
火藥是中國古代的四大發明之一,它是由古代煉丹的人在煉丹時無意中配製出來的。在唐朝末年,火藥已被用於軍事,人們利用火藥製成許多爆炸性很強的武器,用來擊退前來進攻的敵人。
其實不光是火藥能夠引起爆炸,粉塵也能引起爆炸。 一塊東西變成無數粉塵後,表面積大大增加了,表面與空氣接觸的機會也就增多了,這些分子的化學性質就會變得特別活潑。無數微小的粉塵表面積加在一起是非常大的,它們只要不多的能量、很少的空氣,就可以充分燃燒。當無數的粉塵燃燒時,周圍的空氣就會劇烈膨脹,就像是一觸即發的炸藥一樣,因此容易引起爆炸。
如果空氣中混有面粉粉塵、煤粉粉塵、鋸末粉塵等,都容易發生粉塵爆炸。1987年,中國北方某城市亞麻紡織廠就發生了一次亞麻粉塵爆炸,造成多人傷亡,經濟損失巨大。
冬天和春天氣候比較千燥,是火災的多發季節,為了預防粉塵爆炸,應該採取以下措施。 第一,安裝通風裝置,做好清掃工作。第二,控制火源,在工作現場嚴禁煙火。 第三,降低室內的溫度以減少房間裡的氧氣量,因為粉塵與氧氣達到一定的比例後,容易引起火災。
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3 # 優農優品
粉塵爆炸與一般火災的區別
粉塵爆炸的危害來自固體燃料,固體的金屬等物質是如何被點燃的呢?
原來,固體燃料的點火有一個“傳熱”的限制。首先,粉塵燃燒的關鍵在於其固體粒子直徑很小,通常粒子越小,其表面積與體積之比越大,而傳熱效率與該比值有關,當該比值大到一定程度,外部傳熱就決定了點火的速度。例如,正常情況下我們無法點燃鐵棒,因為鐵是很好的導體,如果點燃鐵棒的一端,能量立即被導熱散失,所以表面溫度很難升上去。當高溫遇到粉塵粒子後,粉塵粒子只吸熱不散熱(粒子內部蓄熱少,等於無散熱),表面溫度上升異常迅速。當粒子直徑小到一定程度,可燃固體粒子就會像可燃氣體一樣點燃和爆炸,這是燃料的形態帶來的異常風險。
其次,沉澱在其他固體表面的粉塵通常不易點燃,因為粒子的熱量會轉移到固體表面。只有當其他的爆炸過程揚起了粉塵,把粉塵粒子比較均勻地散佈到空氣中,達到不多不少的濃度(太少點不著,太多又容易熄火),才會發生爆炸現象。比如,礦井的粉塵爆炸,總是有甲烷氣體先爆炸,揚起煤炭粉塵之後,才會引燃粉塵,發生二次爆炸。所以,有粉塵的環境,總是需要安裝吸塵裝置或粒子沉降裝置,保證空中懸浮的粉塵粒子不足以支援點燃的過程。
第三,和氣體燃料相比,固體燃料單位質量下的能量密度比較高,粉塵爆炸有可能比氣體爆炸更猛烈。當處於懸浮狀態的粒子達到點火溫度之後,火焰“蔓延速度”決定破壞力和後果——如果速度達到音速之上,就是爆炸。
火災和爆炸到底是什麼關係呢?從本質上說,兩者都是發光發熱的燃燒反應,後者反應速度快一點。但火災一般是指擴散燃燒,燃料與氧氣在反應之前沒有混合。爆炸必須有預先的混合,而且還要有空間的限制。混合後的燃料反應面會在預混氣體中蔓延,反應對周圍的影響是以聲波(壓力波)的形式進行的。當壓力波受到壁面的反射作用,和入射波疊加時,會產生更大的壓力波,造成極高的壓力。在極高的壓力下,預混燃料可以自動點火(不需要等待火焰的蔓延過程),能量釋放更加迅速,點火蔓延的速度達到或超過音速,形成爆炸。 所以,爆炸通常需要封閉或半封閉的空間結構。
第四,如果是金屬粉塵,則反應過程溫度極高,足以“爍鐵熔金”,其高溫足以讓很多常見的滅火劑失效,或者乾脆分解周圍的水,產生氫氣和氧氣,帶來更大的危險。這種高溫也會帶來強大的熱輻射,讓人很難靠近。金屬火災通常很難撲滅,需要使用特殊的沙子或其他金屬氧化物去應對,所以通常把金屬火災單獨歸類(D類火災),是非常難以撲滅的一種火災。
粉塵爆炸如何對人造成傷害
那麼,粉塵爆炸是如何對人體造成危害的呢?首先,爆炸產生極強的壓力波,對人體的聽力和內臟系統產生較大的破壞力,那些受傷者往往與爆炸產生的壓力波有關。所以崑山事故的受害者被送往醫院之後,死亡人數還在增加;其次,金屬燃燒產生極高的溫度(可達3000℃以上),產生極強的輻射,會燒傷面板,留下顯著的疤痕;第三,由於粉塵爆炸過程極為短促,短時間內消耗掉所有的氧氣,所以很多遇難者是當場缺氧窒息,迅速死亡。
如何降低粉塵爆炸的危害?
那麼,粉塵爆炸如何控制呢?
1.與火災的滅火動作相比,爆炸保護的關鍵是動作要快(毫秒量級),一旦發生預兆性的壓力波動,立即釋放滅火劑,可以把點火的苗頭壓下去。對付爆炸的滅火劑,理論上只要不易燃燒的材料都可以,實際應用中需要仔細選擇適合快速排放的介質。通常一套爆炸保護系統的價格是被保護裝置的30%~50%。
2.由於立即滅火的成本太高,人們就想辦法對爆炸發生進行結果控制,於是研究者設計了一種防爆減壓窗。一旦室內壓力太高,該窗立即爆破,讓壓力波順利洩漏出去,避免壓力波返回去點燃更多的粉塵。這是一種結構防爆設計。
3.還有一種防爆設計是預防性設計,主要是降低儀表作為點火源的可能性。工作在粉塵或可燃氣體場合的儀表,需要對內部的微量電流加以控制,因為電壓雖然小,但放電的能量足以點燃預混之後的氣體,為此需要控制每一個可能造成點火的環節,防範儀表本身成為點火源。1816年,戴維爵士為防範地下煤礦爆炸設計了一種安全燈,這種安全燈基於金屬網吸熱導熱的原理,防範燈火點燃煤氣。其安全防爆的原理現在仍然應用在各種防爆儀表的設計當中。
4.既然是粉塵爆炸,當然需要控制粉塵的產生。管理者對粉塵環境的規範,通常是靠量一量地面堆積的粉塵厚度,作為是否超標的引數。看上去很簡單,可是對於日常有產生粉塵的工業過程,做到這一點很困難。對此有各種工業通風設計,防止粉塵的積聚。
現在,我們就很容易明白崑山大爆炸的事故調查結果了。根據國家安全生產監督管理總局公佈的事故原因,是工廠內粉塵遇上因生產裝置短路產生的火花引發爆炸(也就是說,裝置缺乏防爆設計)。廠房沒有按照二類危險品場所進行設計和建設,違規雙層設計工廠(也就是說防爆設計不足,且人員設定過多)。此外,生產線過於密集,除塵能力不足,工廠內所有電器裝置沒有按照防爆要求配置(裝置防爆設計),亦無清理管道的積塵,造成粉塵濃度超標(環境通風設計不到位)。
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4 # 草原獨狼
提起爆炸,人們首先想到的往往是炸彈引爆時的轟天巨響,卻忽略了懸浮在空氣中的粉塵也有同樣的威力。死亡1549 人——這是世界上最大煤塵爆炸事故留下的慘痛數字,發生在1942 年的本溪煤礦。隨著工業化的進展,包括煤塵爆炸在內的各種粉塵爆炸事故時常出現,嚴重危害著工業生產和勞動者生命安全。
依據形態不同,物質主要分為固體、液體和氣體。凡是呈細粉狀的固體物質都被叫作粉塵,它們暴露在空氣中的表面積,遠遠大於同樣重量的塊狀固體物質。1 克煤的表面積不到6 平方釐米,1 克煤塵的表面積竟然能夠達到2 平方米,這意味著它們與空氣的接觸大大增加了。
粉塵有可燃和不可燃之分,泥土和水泥屬於不可燃粉塵, 不會發生粉塵爆炸。但是, 工廠裡的粉塵大多屬於可燃粉塵。除了煤炭、金屬(鎂粉、鋁粉)、林產品(紙粉、木粉)和合成材料(塑膠、染料)外,糧食(小麥、澱粉)、飼料(血粉、魚粉)和農副產品(棉花、菸草)也在其列。
在生產過程中,大量的可燃粉塵與空氣混合,形成可燃氣體。一旦遇到火源或者強烈振動,懸浮的粉塵就可能瞬間釋放大量燃燒熱,進而發生爆炸,破壞力往往超出想象。比如,鋁粉爆炸產生的壓力,相當於每平方米瞬間增加63 噸的重量,同時伴隨2000℃以上的高溫。更可怕的是,強大的氣流還會把沉積在地面或裝置上的積塵吹揚起來,引發二次爆炸,甚至產生有毒氣體。
一些文藝演出、體育賽事和公共娛樂活動,會向空中噴撒可燃性彩色粉塵,用來烘托現場氣氛和效果。這種彩色粉末其實就是玉米澱粉,屬於可燃粉塵,一旦使用不當,也可能在活動現場的人員密集區產生粉塵爆炸,造成群死群傷事故。
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5 # 博迪環保
粉塵爆炸是粉塵在爆炸極限範圍內,遇到熱源(明火或溫度),火焰瞬間傳播於整個混合粉塵空間,化學反應速度極快,同時釋放大量的熱,形成很高的溫度和很大的壓力,系統的能量轉化為機械功以及光和熱的輻射,具有很強的破壞力。
爆炸的發生往往與外部環境條件息息相關。
大陸外的研究成果表明,這些條件一般有三種:
(1)可燃性粉塵以適當的濃度在空氣中懸浮,形成人們常說的粉塵雲;
(2)有充足的空氣和氧化劑;
(3)有火源或者強烈振動與摩擦。
回覆列表
粉塵爆炸、燃爆、熱核反應的道理是一致的,都是金屬態氫離子的“磁力矩”相互切割聚合形成新元素的同時伴生電磁波——能量;不同的是熱核反應產生了鏈式反應——衝擊波層流裡高速流動的物質重複轉化為金屬態氫離子形成了連續的爆炸。