粉尘爆炸——这一并不新鲜的概念,再一次引发关注.
粉尘为什么会发生爆炸?
无论是作为生产过程中出现的伴随现象,还是作为所需要的最终产品,凡是呈细粉状态的固体物质,人们称为粉尘。按堆积状态,可分为粉尘层(沉积粉尘)和粉尘云(悬浮粉尘)两类。在粉尘爆炸研究中,常把粉尘分为可燃粉尘和不可燃粉尘(或惰性粉尘)两类。可燃粉尘是指空气中氧反应能放热的粉尘。
在我国,由可燃性粉尘引发的燃烧、爆炸事故多次发生,造成严重的人员伤亡和财产损失,引起社会各界的广泛关注。如1987年黑龙江省哈尔滨亚麻纺织厂发生亚麻粉尘爆炸事故,造成58人死亡,65人重伤,112人轻伤。2002年以来,先后发生过饲料、木材、硫磺、色母粉、铝粉、硅铁粉、食糖等粉尘爆炸事故。
历史上第一次有记载的粉尘爆炸事故
1785年12月14日,意大利的一家面粉厂发生粉尘爆炸,至今已有200多年
发生在日、德、美的粉尘爆炸事故
1952年--1979年间,日本发生各类粉尘爆炸事故209起,伤亡共546人,其中以粉碎制粉工艺和除尘系统较突出.
1965年--1980年间,联邦德国发生各类粉尘爆炸事故768起,其中较严重的是木粉及木制品粉尘和粮食饲料爆炸事故.
1980年--2005年间,美国发生各类粉尘爆炸事故281起,死亡119人,受伤718人.
粉尘爆炸事故在发达国家也时有发生,据报道,近年来新西兰、马来西亚、韩国、澳大利亚、新加坡、印度、菲列宾等亚洲国家也发生过乳制品、面粉、奶粉、食糖、煤粉等爆炸事故。一些可燃性粉尘生产、使用、储运企业因粉尘爆炸导致厂房垮塌、烧毁,经济损失巨大。
粉尘爆炸的基本原理
一般比较容易发生爆炸事故的粉尘大致有铝粉、锌粉、硅铁粉、镁粉、铁粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等。这些物料的粉尘易发生爆炸燃烧的原因是都有较强的还原剂H、C、N、S等元素存在,当它们与过氧化物和易爆粉尘共存时,便发生分解,由氧化反应产生大量的气体,或者气体量虽小,但释放出大量的燃烧热。
例如,铝粉只要在二氧化碳气氛中就有爆炸的危险。粉尘爆炸的难易与粉尘的物理、化学性质和环境条件有关。一般认为燃烧热越大的物质越容易爆炸,如煤尘、碳、硫黄等。氧化速度快的物质容易爆炸,如镁粉、铝粉、氧化亚铁、染料等。容易带电的粉尘也很容易引起爆炸,如合成树脂粉末、纤维类粉尘、淀粉等。
这些导电不良的物质由于与机器或空气摩擦产生的静电积聚起来,当达到一定量时,就会放电产生电火花,构成爆炸的火源。通常不易引起爆炸的粉尘有土、砂、氧化铁、研磨材料、水泥、石英粉尘以及类似于燃烧后的灰尘等。这类物质的粉尘化学性质比较稳定,所以不易燃烧。但是如果这类粉尘产生在油雾以及CO、CH4、煤气之类可燃气体中,也容易发生爆炸。
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;
第三步是粉尘燃烧放出的热量,以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘,这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行,其反应速度逐渐加快,通过剧烈的燃烧,最后形成爆炸。这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高,并呈跳跃式的发展。
粉尘爆炸的五个要素
这些粉尘只需满足5个条件,即很有可能发生爆炸:可燃性粉尘、助燃气体(一般指氧气)、点火源、扩散(形成粉尘云)、受限空间。
扩散后形成的粉尘云在达到一定浓度后,只要接触火星就会快速燃烧,刚开始是爆燃,粉尘之间的能量快速传播,一定时间后压力升高,就会产生爆炸现象.而这个粉尘云爆炸完了,会传播到另一个粉尘云,其间地面上的粉尘也会被气流扬起来发生二次甚至多次爆炸.所以一般的粉尘爆炸事故死亡人数都比较多。
粉尘爆炸主要有两大特征:
第一,平时使用中似乎没有爆炸危险性的物质(例如:木材、金属、食品等)处于微细粉尘状态时,也会具有潜在的爆炸危险性.从以往的事故案例中可以看出,大多数事故是由于没有充分认识到粉尘在微细状态下的爆炸危险性,才酿成了爆炸惨剧.
第二,粉尘爆炸一般是“副产物”.因某种原因发生一次爆炸(例如:燃气泄漏导致的燃气爆炸)时,其压力波将席卷地面、生产设备上堆积的粉尘,形成悬浮于空气中的可燃粉尘,遇到火源后,产生粉尘爆炸(二次爆炸).更为严重的情况下,二次爆炸产生的压力波还会卷起周围堆积的粉尘,引发三次、四次等连锁性粉尘爆炸.如果爆炸后并发火灾,事故造成的损失将会更大.
2010年2月20日,美国CTA隔声材料厂发生树脂粉尘爆炸,导致7人死亡,37人受伤
2013年2月8日,美国皇家糖厂发生爆炸事故,事故共造成14人死亡,36人重伤
中央气象台3月15日06时继续发布沙尘暴蓝色预警:
预计3月15日08时至16日08时,新疆东部和南部、内蒙古西部、青海西北部、甘肃中西部、宁夏、陕西北部等地的部分地区有扬沙或浮尘天气,内蒙古西部、甘肃中部局地有沙尘暴。
防御指南:
1.做好防风防沙准备,及时关闭门窗;
2.注意携带口罩,纱巾等防尘用品,以免沙尘对眼睛和呼吸道造成损伤;做好精密仪器的密封工作;
3.把围板、棚架、临时搭建物等易被风吹动的搭建物固紧, 妥善安置易受沙尘暴影响的室外物品;
4.由于能见度较低,驾驶人员应控制速度,确保安全。
(中央气象台)
来源: 中央气象台
新疆网讯(全媒体记者史传芝)3月14日,新疆多地迎来雨雪、大风、风沙天气。新疆气象服务中心、自治区交通运输厅路网监测与应急处置中心已联合发布新疆公路沿线大风、沙尘暴、道路结冰、暴雪预警信号。
截至3月15日夜间,这些路段要防范大风天气带来的不利影响:
G3015线霍吉尔特至克拉玛依段、S201线玛依塔斯风区、G335线、S319和S229线阿勒泰闹海风区路段、G3014线和G217线的克拉玛依至乌尔禾段、G314线托克逊至库米什段、G30、G312线达坂城至大河沿段(三十里风区)、七克台至了墩段(百里风区)等地部分公路沿线有11级-12级西北风、阵风13级,G3015线霍吉尔特至克拉玛依段、S201线玛依塔斯风区、G335线、S319和S229线阿勒泰闹海风区路段的部分区域伴有风吹雪。
这些路段要防范沙尘暴天气带来的不利影响:
G314线托克逊至库米什段、巴楚至喀什段、G315线喀什至皮山段、G218线尉犁至若羌段、G315线和田至红柳沟段、G30、G312线吐鲁番至七克台段、了墩至烟墩段等公路沿线的局部区域将出现扬沙或沙尘暴。
这些路段要防范道路结冰带来的不利影响:
北疆大部公路沿线及G30、G312线芦草沟至赛里木湖段、精河至乌鲁木齐段的部分路段、G218线伊宁至巴仑台段、G3016线、G217线乔尔玛至阿格段、G216线阿勒泰至富蕴段、后峡至巴仑台段、G7线、G3013线、G314线奥依塔克至红其拉甫段等地的部分路段将先后出现雨或雨夹雪转雪,路表温度低于0℃,可能出现对交通有影响的道路结冰。
截至3月15日白天,这些路段要防范暴雪带来的不利影响:
G30、G312线芦草沟至赛里木湖段、昌吉至乌鲁木齐段、G218线伊宁至那拉提段、G217线乔尔玛至阿格段、G216线阜康至巴仑台段、G7线乌鲁木齐至阜康段等沿线的局部区域有暴雪。
出行人员可登录“新疆交通公众出行信息服务网”(http://cxfw.jtystjiang.gov/)、关注“新疆路网”新浪微博、“新疆路网”微信公众号,获取实时路况等信息。
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