一、粉塵為什么會發生爆炸呢?

原來是由于懸浮在空氣中的可燃粉塵燃燒而形成的高氣壓所造成的。粉塵是固體物質的微小顆粒。它的表面積與相同重量的塊狀物質比較要大得多，故容易著火。如果它懸浮在空氣中，并達到一定的濃度，便形成爆炸性混合物一旦遇到火星，就可能引起迅速燃燒—爆炸。爆炸時，氣壓和氣壓上升率越高，其爆炸率也就越大。而粉塵的燃燒率又是與粉塵粒子的大小、易燃性和燃燒時所釋放出的熱量以及粉塵在空氣中的濃度等因素有關。根據科學試驗測定，粉塵爆炸的條件有三個。一是燒料。干燥的微細粉塵、浮游粉塵的濃度每立方米達到：煤粉30~40克、鋁粉40克、鐵粉100克、木粉12.6~25克、小麥粉9.7克、糖10.3克。二是氧氣。空氣中的氧氣含量達到21%。三是熱能，即40毫焦爾以上的火源。面粉或飼料等粉塵的起爆溫度相當于一張易燃紙的點燃溫度。車間內機械裝置的軸承或皮帶摩擦過熱，即可達到引爆的能量。此外，易產生靜電的設備未能妥善接地或電氣及其配線連接處產生火花，尤其是粉碎機的進料未經篩選，致使鐵物混入，產生碰撞性火星，皆可引發粉塵爆炸。zui常見的粉塵爆炸有煤粉、面粉、木粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、鋁粉、鋅粉、鎂粉、硫磺粉等。但只要我們加強防范措施，這類爆炸還是*可以避免的。如采用有效的通風和除塵措施，嚴禁吸煙及明火作業。在設備外殼設泄壓活門或其他裝置，采用爆炸遏制系統等。對有粉塵爆炸危險的廠房，必須嚴格按照防爆技術等級進行設計，并單獨設置通風、排塵系統。要經常濕式打掃車間地面和設備，防止粉塵飛揚和聚集。保證系統要有很好的密閉性，必要時對密閉容器或管道中的可燃性粉塵充入氮氣、二氧化碳等氣體，以減少氧氣的含量，抑制粉塵的爆炸。

二、粉塵爆炸的內在原因

處于粉塵狀態的物質較之固體狀態物質有所不同，尤其是在燃燒特性方面，原來非燃物質可能變為可燃物質，原來是難燃物質可能變成易燃物質，可燃、易燃物可能變為易爆炸物質，而這一變化是由粉塵的特性所決定的。

（一）粉塵的表面自由能

對于任何粉塵粒子來講，其表面分子與內部分子所處的能量狀態是不同的。在粉塵粒子內部的分子，因四面八方均具有同類分子包圍著，所受周圍分子的引力是對稱的，可以相互抵消而受力總和為零，它做分子運動（震動）時不需要消耗功，而靠近粒子表面的分子，由于內部密集的同類分子的引力遠大于外部其他分子（念氣體分子）對它的引力，所以不能相互抵消，這些力的總和垂直于粉塵表面而指向粉塵內部，亦即表面分子受到內向的拉力，表面上的分子總比內部分子具有更高的能量，這種能量叫做表面自由能。

（二）粉塵的分散度和表面積

所謂粉塵的分散度就是粉塵按不同粒徑（直徑）分布的一種形式。其中小粒徑粉塵越多，我們就稱其分散度大，而分散度的大小又決定著粉塵的表面積，其分散度越大，則表面積越大，表面分子越多，導致表面自由能越大。

（三）粉塵的吸附性

其他物質分子在粉塵表面上相對聚集的現象稱為粉塵的吸附現象。由于粉塵具有較大的表面及自由能，而物質又具有由高能態向低能態轉化的趨勢。能態越- 5 - 低越穩定，所以，它對周圍分子尤其是快速移動的氣體分子具有吸附性。通過吸附其他分子來降低部分表面自由能。

綜上所述，由于粉塵的分散度較大，具有較大的表面積，從而具有較高的表面自由能，使粉塵的狀態不穩定，活性增高，在理化性質上表現為粉塵較之原物質具有較小的點火能量和自燃點。（如塊狀時不能燃燒的鐵塊，在粉碎成粉塵時，zui小點火能量小于100mJ，自燃點小于300℃；煤粉的點火能量小于40mJ）。表面積的增大和吸附特性的存在，使得粉塵與空氣中氧分子的接觸面增大，增加了反應速度；表面積的增大，還使固體原有的導熱能力下降，易使局部溫度上升，也有利于反應進行。同時，粉塵在擴散作用大于重力作用時具有懸浮狀態的穩定性，易與空氣形成粉塵云。當各種條件具備時，粉塵就會發生爆炸。

三、粉塵爆炸的條件

粉塵的火災爆炸事故多發生在煤礦、面粉廠、糖廠、紡織廠、硫磺廠、飼料、塑料、金屬加工廠及糧庫等廠礦企業。這與粉塵爆炸所需條件有關。粉塵爆炸本身是一類特殊的燃燒現象它也需要可燃物、助燃物和點火源三個條件。

（一）粉塵本身是可燃粉塵。可燃粉塵分有機粉塵和無機粉塵兩類。有機粉塵如面粉、木粉、化學纖維粉塵等，基本是可燃的。而無機粉塵包括金屬粉塵和一部分礦物性粉塵（如煤、硫等），也都是可燃粉塵。黃沙和塵土的粉塵也很微小，但由于它們本身不能夠燃燒，因此不具危險性。

（二）粉塵必須懸浮在助燃氣體（如空氣中），并混合達到粉塵的濃度爆炸極限。粉塵在助燃氣體中懸浮是由于粉碎、研磨、輸送、通風等機械作用造成的。大粒徑的粉塵一般沉降為只有燃燒能力的沉積粉塵，只有小粒徑的粉塵才能在助燃氣體中懸浮。同時，爆炸粉塵的危險性也用濃度爆炸極限下限來表示，一般是20~60g／m3，低于這個濃度，難以形成持續燃燒，更談不上爆炸。

（三）有足以引起粉塵爆炸的點火源。粉塵具有較小的自燃點和zui小點火能量，只要外界的能量超過zui小點火能量（多數在10mJ~100mJ）或溫度超過其自燃點（多數在400℃~500℃），就會爆炸。當上述三個條件同時滿足時，就可能發生粉塵火災爆炸事故。需指出的是，粉塵極有可能發生破壞性更大的二次爆炸。當粉塵懸浮于含有- 6 - 足以維持燃燒的氧氣環境中，并有合適的點火源時，可能發生初次爆炸，并引起周圍環境的擾動，使那些沉積在地面、設備上的粉塵彌散而形成粉塵云，遇火源形成災難性的第二次爆炸；另外*次爆炸后，在粉塵的爆炸點，由于空氣受熱膨脹，密度變小，迅速形成爆炸點逆流（俗稱“返回風”），遇粉塵云和熱能源，也會發生第二次爆炸。

四、粉塵爆炸的預防和火災撲救措施

由于粉塵爆炸事故撲救極為困難，因此做好預防工作是尤為重要的。

主要預防措施有以下幾條：

（一）消除粉塵源。

采用良好的除塵設施來控制廠房內的粉塵是首要的，可用的措施有封閉設備，通風排塵、抽風排塵或潤濕降塵等。除塵設備的風機應裝在清潔空氣一側。應注意易燃粉塵不能用電除塵設備，金屬粉塵不能用濕式除塵設備。設備啟動時應先開除塵設備，后開主機；停機時則正好相反，防止粉塵飛揚。粉塵車間各部位應平滑，盡量避免設置一些其他無關設施（如窗幕、門簾等。管線等盡量不要穿越粉塵車間，宜在墻內敷設，防止粉塵積聚，另外，在條件允許下，在粉塵車間噴霧狀水，在被粉碎的物質中增加水分也能促使粉塵沉降，防止形成粉塵云。在車間內做好清潔工作，及時人工清掃，也是消除粉塵源的好方法。

（二）嚴格控制點火源消除點火源是預防粉塵爆炸的*、zui有效的措施。

在常見點火源中，電火花、靜電、摩擦火花、明火、高溫物體表面、焊接切割火花等是引起粉塵爆炸的主要原因。因此，應對此高度重視。此類場所的電氣設備應嚴格按照《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》進行設計、安裝，達到整體防爆要求，盡量不安裝或少安裝不易產生靜電，撞擊不產生火花的材料制作，并采取靜電接地保護措施。被粉碎的物質必須經過嚴格篩選、去石和吸鐵修理，以免雜質進入粉碎機內產生火花。需要指出的是，近幾年因集塵設施粉塵清理不及時，長期運轉積熱引起的火災事故屢有發生，這也應引起人們的重視。

（三）采取可靠有效的防護措施。

對于較小的粉碎裝置，可以增加其強度，并要考慮防止爆炸火焰通過連接處向外傳播；為減小爆炸的破壞性可設置泄壓裝置，如對車間采用輕質屋頂、墻體或增開門窗等。但應注意，泄壓裝置宜靠近易發生爆炸的部位，不要面向人員集中的場所和主要交通要道；為減少助燃氣體含- 7 - 量，在粉塵與助燃氣體混合氣中添加惰性氣體（如N2），減少氧含量，也是可行方法之一。（但對有些場所不可能實現，且造價亦高，目前實用價值較小）。也可以采用先進的粉塵爆炸抑制裝置，避免事故的發生。另外加強工作人員的安全教育，加大管理力度，及時清掃、檢修設備也是*的防護措施。撲救粉塵爆炸事故的有效滅火劑是水，尤以霧狀水為佳。它既可以熄滅燃燒，又可濕潤未燃粉塵，驅散和消除懸浮粉塵，降低空氣濃度，但忌用直流噴射的水和泡沫，也不宜用有沖擊力的干粉、二氧化碳、1211滅火劑，防止沉積粉塵因受沖擊而懸浮引起二次爆炸。對一些金屬粉塵（忌水物質）如鋁、鎂粉等，遇水反應，會使燃燒更劇烈，因此禁止用水撲救。可以用干沙、石灰等（不可沖擊）；堆積的粉塵如面粉、棉麻粉等，明火熄滅后內部可能還陰燃，也因引起足夠重視；對于面積大、距離長的車間的粉塵火災，要注意采取有效的分割措施，防止火勢沿沉積粉塵蔓延或引發連鎖爆炸。總之，隨著經濟的發展，塑料、有機合成、粉末冶金及糧食加工等工業也不斷發展。粉塵的種類和用量急驟增加，加之操作工藝的自動化、連續性，粉塵爆炸的潛在危險性大大增加，預防粉塵爆炸有較高的現實意義。因此在生產過程中要嚴格執行國家的技術規范和操作規程，落實各項安全規章制度，避免粉塵爆炸事故的發生。為有效防止粉塵爆炸事故的發生，生產可燃粉塵的工廠或車間的建設和管理及操作，要嚴格按照國家標準GB 15577-1995《粉塵防爆安全規程》執行。

深圳市宏佳環保設備有限公司生產的防爆除塵器內設置有防爆電控箱、采用防靜電濾芯、有防爆門，能很好地防御粉塵爆炸。