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粉尘爆炸
粉末状之可燃性固体在空气中以分散(悬浮)之状态存在时,与爆炸性混合气体相同,当供给热能时则起爆炸。以煤炭为例,粒子愈小表面积则大而对单位质量之燃烧速度则增大。 由上例粉末状之固体与空气混合物之爆炸称为粉尘爆炸。木材、淀粉、铝粉等粉尘以适当之比率使悬浮於空中时则呈易爆炸状态。不易挥发之液体如重油,倘以雾状悬浮於空气中时具有与固体粉尘相同之易爆状态。通常粉尘之爆炸物与混合气体之爆炸相比,粉尘爆炸压力之上升速度较缓,但最大压力则大约相等,惟爆炸压力之持续时间较长,是为特徵。因此。粉尘爆炸力之破坏力相当大,倘含有金属或合金粒子时,其发热量更大,有时飞散后附著於周围之可燃物而引起另一场火灾。
第一节 粉尘粒子之大小与浮游浓度
粉尘常以大小不同之状态存在,但能悬浮於空气中为必要条件。通常可认为在100μm以下时则有爆炸之可能。虽然不像气体有明确之爆炸界限,但於单位体积中需存有一定量以上之粉尘时始能爆炸。支配悬浮之因素有蓄电性及水分之吸附性等。 各种粉尘之爆炸较气体,火药类为难,起爆所需之最小能量对气体。火药时为10-4~10-6Joul,粉尘则需10-2~10-3Joul。粉尘之爆炸界限不易测定,但通常之数字为25-45mg/L~80mg/L。
第二节 易爆炸之粉尘
农产品工厂在磨粉,乾燥、筛选过程中易产生粉尘,其他如煤矿内之碳粉尘,加上矿内之甲烷也能形成爆炸条件。欧美之湿度较其他地区低,且易产生静电,粉尘爆炸之频率则高,台湾属於高温多湿地带,所以粉尘爆炸较少发生,依文献(16,20,21)湿度超过50%时可防止尘爆。 充分乾燥之可燃物只要在空气中浮游状态存在时供应适当能量则有爆炸之可能。空气与粉尘混合物之爆炸难易受下列因素之影响;引燃温度,最小引燃能量,最低爆炸浓度,升压率(Rate of pressure rise),此等因素可当作粉尘爆炸分析指标(16,17,18)。易爆炸之粉尘例列於表13。
表13 易爆炸之粉尘
类 别 粉 尘 名 称 农产物 淀粉、棉花、稻谷、豆类
金属类 铝、镁、铁、锰、矽、钛、锌
塑胶系 醋酸纤维、硝酸纤维、木质素树脂 、酚树脂、聚 乙烯、聚苯乙烯、合成橡皮
其 他 煤炭、硫黄、木屑
可燃性粉尘浮游在空气中倘有电气火花或高温固体存在时则有爆炸之可能。其原因与可燃性瓦斯或引火性液体之蒸气相同,属於空气(氧气)与粉尘粒子间之燃烧反应及混合气中有火焰传播现象所引起。 |
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