1.物理化学性质 燃烧热越大的物质越易引起爆炸,例如煤尘、碳、硫等;氧化速度大的物质越易引起爆炸,如镁、氧化亚铁、染料等;容易带电的粉尘越易引起爆炸,铅尘在其生产过程中,由于相互碰撞、摩擦、放射线照射、电晕放电及接触带电体等原因,几乎总是带有一定的电荷。粉尘带电荷之后,将改变其某些物理性质,如凝聚性、附着性等,同时对人体的危害也将增大。粉尘的荷电量随着温度升高而提高,随表面积增大及含水量减少而增大。粉尘爆炸还与其所含挥发物有关,如当煤粉中挥发物低于10%时就不会发生爆炸。而焦炭是不会有爆炸危险的。
2.颗粒大小 所有的粉尘都可能以极其细微的固体颗粒悬浮于空气中。雾化的物质有很大的表面积,这是粉尘造成爆炸的原因之一。粉尘的表面上吸附了空气中的氧,而氧在这种情况下具有极大的活力,易于与雾化的物质发生化学反应。粉尘的颗粒越细,氧就吸附得越多。因而越易发生爆炸。随着粉尘颗粒的减小,不仅其化学活性增加,而且还可能有静电电荷的形成。有爆炸危险的粉尘颗粒的大小,对于不同的物质,变动范围在0.1~0.0001毫米。一般粉尘越细,燃点越低,粉尘的爆炸下限越小。粉尘的粒子越干燥,燃点越低,危险性就越大。 一定体积的固体粉尘其粉碎后的颗粒数量、粒度大小和表面积之间的关系,可以用表4—31表示。 表4—31 1立方厘米正四面体(表面积6厘米2)粉碎后表面积变化情况
颗粒数量(立方米) |
边长,毫米 |
表面积,米2 |
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1-l000个
10000个
10万个
100万个 |
1
0.1
0.01
0.001 |
0.006
0.06
0.6
6.0 |
从表中可以看出,固体粉碎后,随着颗粒个数的增加,边长越来越小,其总表面积越来越大。 粉尘体积和表面积之间的关系用比表面积表示,同样体积的粉尘,表面积越大说明粒度越细,颗粒越多说明比表面积也就越大。粉尘颗粒的比表面积可由下式求得:
式中 s——比表面积;Ψ——Ks/KV的比值;d——平均粒子直径;n——粉尘粒子数;ρ——粉尘密度; Ks、Kv——形状系数,球状粒子Ks=π,Kv=π/6。 粉尘颗粒的粒径和点火能量,爆炸极限及升压速度间的关系,可以用雾状铝粉为例说明,如图4—25所示。从图中看出,随着粉尘粒径的增大,最小点火能量上升;爆炸下限在50微米以上有明显地上升;最大爆炸压力稍有降低;升压速度有明显的下降。
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