粉塵爆炸的危險性普遍存在於礦山開采、粉末冶金、糧食加工、食品生產、高分子塑料工業、合成染料和塗料、新型洗滌劑、漂白粉、農藥和醫藥制造以及植物纖維紡織等過程中。
隨著生產技術向均質化、流態化發展,出現可燃粉塵的行業越來越多。如:金屬:鎂粉、鋁粉、鋅粉;碳:活性炭、電木炭、煤炭;食品:面粉、澱粉、玉米面;飼料:魚粉;農產品:棉花、亞麻、煙草、糖;林產品:木粉、紙粉;合成材料:塑料、染料;火藥、炸藥:黑火藥、TNT炸藥等。懸浮在空氣中的可燃粉塵(又稱爆炸性粉塵),當它達到爆炸下限時在點火源上方瞬間燃燒,產生的高溫導致在有限的空間內燃燒後產生的混合氣體迅速膨脹,壓力增大,產生爆響的過程。
2、粉塵爆炸的化學反應。體積小、懸浮在空氣中的可燃粉塵,是反應(快速燃燒)的還原劑,與空氣中的氧氣是反應的氧化劑,爆炸過程中釋放大量熱量,產生熱浪,破壞力大。粉塵爆炸實際上是壹種特殊的氧化還原化學反應。
爆炸後,有機化合物生成穩定的二氧化碳和水;金屬粉塵爆炸後生成高價的氧化物,如鋁粉(Al)爆炸後,生成三氧化二鋁並釋放大量的熱。
(三)粉塵爆炸的條件
粉塵火災爆炸多發生在煤礦、面粉廠、糖廠、紡織廠、硫磺廠、飼料廠、塑料廠、金屬加工廠和糧庫等工廠企業。這與粉塵爆炸所需的條件有關。粉塵爆炸本身是壹類特殊的燃燒現象,它還需要可燃物、助燃物和點火源三個條件。
1、粉塵本身是可燃粉塵。可燃粉塵有有機粉塵和無機粉塵兩大類。有機粉塵如面粉、木粉、化纖粉塵等,基本屬於可燃粉塵。無機粉塵包括金屬粉塵和壹部分礦物粉塵(如煤、硫磺等),也屬於可燃粉塵。黃沙和灰塵的粉塵雖然也很小,但由於它們自身不能燃燒,所以並不危險。
2、粉塵必須懸浮在助燃氣體(如空氣)中,並混合達到爆炸極限濃度的粉塵。懸浮在燃燒氣體中的粉塵是由於破碎、研磨、運輸、通風等機械作用產生的。粒度大的粉塵壹般只沈降到燃燒能力大的沈積粉塵中,只有粒度小的粉塵才能懸浮在燃燒氣體中。同時,爆炸性粉塵的危害性還表現在爆炸濃度的下限上,壹般為20-60g/m3,低於此濃度,很難形成持續燃燒,更談不上爆炸。
3、有足以引起粉塵爆炸的點火源。粉塵具有很小的自燃點和最小點火能量,只要外界的能量超過其最小點火能量(多在10mJ-100mJ之間)或溫度超過其自燃點(多在400℃-500℃之間),就會發生爆炸。
當同時滿足以上三個條件時,就可能發生粉塵著火爆炸。
(四)可燃粉塵爆炸的危害
1、粉塵爆炸具有二次爆炸的可能性。由於粉塵的初爆氣浪將沈積的粉塵揚起,在新的空間達到爆炸濃度而產生二次爆炸。這種連續爆炸將造成巨大的破壞。
2、粉塵爆炸會產生有毒氣體。產生有毒氣體的是壹氧化碳和炸藥(如塑料)自身分解產生的有毒氣體。有毒氣體的產生往往在爆炸後造成大量人畜中毒和傷亡,必須引起足夠重視。