廠礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生不同的粉塵。這些粉塵不僅污染廠區(qū)環(huán)境及大氣,危害人們的健康,還嚴(yán)重威脅現(xiàn)場操作人員的生命,這是因?yàn)槟承┓蹓m在特定情況下會發(fā)生爆燃。人們已充分認(rèn)識到粉塵污染的危害性,但是對于粉塵在特定條件下的爆燃危害性卻認(rèn)識不足,甚至忽略了這方面的預(yù)防措施和安全教育,直到1987年3月15日哈爾濱亞麻廠的大爆炸才給人們敲響了警鐘,引起了重視。因此對粉塵的治理,不僅要從環(huán)境保護(hù)的角度,還要從防火、防爆的高度來認(rèn)識和對待,這是每個企業(yè)義不容辭的責(zé)任,也是消防教育和安全防范的一個重要組成部分。1987年3月15日哈爾濱亞麻廠發(fā)生爆炸事故使58人死亡,177人受傷。據(jù)事故調(diào)查組的專家分析,這次爆炸是由亞麻纖維粉塵引起的??梢姡蹓m爆燃的危害性是十分嚴(yán)重的。因此,設(shè)置有效的除塵設(shè)施是一個十分重要的措施。
然而在糧食加工、冶金企業(yè)以及部分輕工、化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵,由于受生產(chǎn)條件的限制及工藝的要求,不能采用濕式除塵器,且為提高經(jīng)濟(jì)效益,有些粉塵還要回收利用,所以采用干式除塵便成為這些企業(yè)防塵的唯一途徑。
目前工礦企業(yè)都致力于降低工業(yè)設(shè)備的粉塵排放量,大力推廣高效節(jié)能除塵設(shè)備,普遍采用靜電收塵及袋式收塵等高效收塵裝置,而將舊式的離心收塵裝置作為第一級除塵設(shè)備。但是在使用干式除塵設(shè)備時,防火、防爆問題常常被忽視,因除塵設(shè)備操作不當(dāng)造成的爆燃事故也不乏其例。濟(jì)南向陽化工二廠1978年曾因袋式除塵器的過濾袋積塵后,摩擦受熱,發(fā)生過一起重大鎂粉塵爆炸事故,傷亡慘重。煙臺文登某面粉廠除塵設(shè)備也發(fā)生過面粉塵爆炸。濟(jì)南火柴廠某車間于1984年底因除塵設(shè)備損壞,不能有效排出車間的木屑粉塵,加上用火不當(dāng),造成火災(zāi)事故。據(jù)外刊報道,與使用除塵器或除塵裝置有關(guān)的爆炸、火災(zāi)事故,10年前大約每年平均2次,5年前每年平均6次,近年來增至20幾次。因此,隨著除塵裝置的普及,這類事故應(yīng)引起人們的足夠重視。
本文針對已經(jīng)使用的除塵設(shè)施,特別是袋式除塵設(shè)備,在運(yùn)行中如何防止粉塵爆炸、燃燒問題加以探討,供有關(guān)單位參考。
一、粉塵起火爆炸的條件與因素
某些廠礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵,特別是一些有機(jī)物加工中產(chǎn)生的粉塵,在某些特定條件下會發(fā)生爆炸燃燒事故。國內(nèi)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(dāng)?shù)臐舛仍诳諝庵袘腋?,形成人們常說的粉塵云;(2)有充足的空氣和氧化劑;(3)有火源或者強(qiáng)烈振動與摩擦。通常認(rèn)為,易爆粉塵只要滿足條件(1)和條件(2),就意味著具備了可能發(fā)生事故的苗頭。
1.易爆與不易爆粉塵的劃分
一般比較容易發(fā)生爆炸事故的粉塵大致有鋁粉、鋅粉、硅鐵粉、鎂粉、鐵粉、鋁材加工研磨粉、各種塑料粉末、有機(jī)合成藥品的中間體、小麥粉、糖、木屑、染料、膠木灰、奶粉、茶葉粉末、煙草粉末、煤塵、植物纖維塵等。這些物料的粉塵易發(fā)生爆炸燃燒的原因是都有較強(qiáng)的還原劑H、C、N、S等元素存在,當(dāng)它們與過氧化物和易爆粉塵共存時,便發(fā)生分解,由氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量的氣體,或者氣體量雖小,但釋放出大量的燃燒熱。例如,鋁粉只要在二氧化碳?xì)夥罩芯陀斜ǖ奈kU。
粉塵爆炸的難易與粉塵的物理、化學(xué)性質(zhì)和環(huán)境條件有關(guān)。一般認(rèn)為燃燒熱越大的物質(zhì)越容易爆炸,如煤塵、碳、硫黃等。氧化速度快的物質(zhì)容易爆炸,如鎂粉、鋁粉、氧化亞鐵、染料等。容易帶電的粉塵也很容易引起爆炸,如合成樹脂粉末、纖維類粉塵、淀粉等。這些導(dǎo)電不良的物質(zhì)由于與機(jī)器或空氣摩擦產(chǎn)生的靜電積聚起來,當(dāng)達(dá)到一定量時,就會放電產(chǎn)生電火花,構(gòu)成爆炸的火源。
通常不易引起爆炸的粉塵有土、砂、氧化鐵、研磨材料、水泥、石英粉塵以及類似于燃燒后的灰塵等。這類物質(zhì)的粉塵化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,所以不易燃燒。但是如果這類粉塵產(chǎn)生在油霧以及CO、CH4、煤氣之類可燃?xì)怏w中,也容易發(fā)生爆炸。
2.除塵系統(tǒng)中起火爆炸的原因
為了防止粉塵污染和粉塵爆炸,采用除塵系統(tǒng)及時排出工作環(huán)境中的粉塵,降低車間內(nèi)的粉塵濃度是必要的手段。但對于可燃性粉塵來說,除塵設(shè)備也必須采取防火、防爆措施,否則一旦使用不當(dāng)也會造成爆炸起火事故。除塵系統(tǒng)發(fā)生爆炸、起火的原因主要是滿足了條件(1)和條件(2)。因?yàn)橐话愠龎m器都是吸入空氣后再排出,故除塵系統(tǒng)內(nèi)氧氣供給充足。據(jù)調(diào)查,能引起除塵系統(tǒng)起火可能性的主要為靜電火花、自燃發(fā)火、沖擊摩擦和明火。其中靜電火花是由于除塵器尼龍濾布帶電、管路帶電造成的。自燃發(fā)火是由于捕集下來的粉塵在布袋或灰斗內(nèi)緩慢進(jìn)行氧化反應(yīng)而積蓄下的氧化熱造成的。沖擊摩擦一般認(rèn)為是除塵系統(tǒng)吸入的鐵片碰撞,或者是檢修清掃過程中用錘頭振落附著在灰斗或袋室內(nèi)的粉塵時因碰撞而產(chǎn)生的火星。明火是由于檢修時氣焊火焰及電焊火花產(chǎn)生的。