为什么淀粉(面粉或粉尘)会爆炸

2017年04月20日 14:06 来源:网易重庆

  白面粉主要是由淀粉构成的,淀粉是一种碳水化合物,也就是说由糖分子链接而成。用火点过棉花糖的人都知道糖极易燃烧。面粉也是如此。 面粉和其他碳水化合物以粉尘形式飘浮在空气中时,会具有爆炸性。每立方米空气只需混合50克左右的粉尘便可点燃。面粉颗粒非常细小,瞬间即可燃起。当一颗面粉颗粒燃烧时,它会点燃其附近的其他颗粒,火焰爆炸性地膨胀形成粉尘气流。绝大部分碳水化合物粉尘一旦点燃便会爆炸,包括糖、混合布丁和精细的锯末等等。

  粉尘爆炸原理及特点

  粉尘爆炸的基本特性

  凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘;浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘;沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。现已发现以下七类物质的粉尘具有爆炸性:金属(如镁粉、铝粉);煤炭;粮食(如小麦、淀粉);饲料(如血粉、鱼粉);农副产品(如棉花、烟草);林产品(如纸粉、木粉);合成材料(如塑料、染料)。

  (1)粉尘爆炸的条件

  可燃粉尘爆炸应具备三个条件,即粉尘本身具有爆炸性;粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度;有足以引起粉尘爆炸的热能源。

  和气体爆炸相比,粉尘爆炸所要求的最小引燃能较大,达10毫焦耳,为气体爆炸的近百倍。因此,一个足够强度的热能源也是形成粉尘爆炸的必要条件之一。

  (2)粉尘爆炸的过程

  第一步:悬浮粉尘在热源作用下迅速地被干馏或气化而产生可燃气体。

  第二步:可燃气体与空气混合而燃烧。

  第三步:燃烧产生的热量从燃烧中心向外传递,引起邻近的粉尘进一步燃烧。如此循环下去,反应速度不断加快,最后形成爆炸。

  (3) 粉尘爆炸的特点

  (1) 具有二次爆炸的可能。粉尘初始爆炸的气浪可能将沉积的粉尘扬起,形成爆炸性尘云,在新的空间再次产生爆炸,这叫二次爆炸。这种连续爆炸会造成严重的破坏。

  (2) 粉尘爆炸感应期长,达数十秒,为气体的数十倍。

  (3) 粉尘爆炸可能产生两种有毒气体;一种是一氧化碳,另一种是爆炸物质(如塑料等)自身分解产生的毒性气体。

  (4)影响粉尘爆炸的因素

  (1) 物理化学性质。物质的燃烧热越大,则其粉尘的爆炸危险性也越大,例如煤、碳、硫的粉尘等;越易氧化的物质,其粉尘越易爆炸,例如镁、氧化亚铁、染料等;越易带电的粉尘越易此起爆炸。粉尘在生产过程中,由于互相碰撞、磨擦等作用,产生的静电不易散失,造成静电积累,当达到某一数值后,便出现静电放电。静电放电火花能引起火灾和爆炸事故。

  粉尘爆炸还与其所含挥发物有关。如煤粉中当挥发物低于10%时,就不再发生爆炸,因而焦炭粉尘没有爆炸危险性。

  (2) 颗粒大小。粉尘的表面吸附空气中的氧,颗粒越细,吸附的氧就越多,因而越易发生爆炸,而且,发火点越低,爆炸下限也越低。随着粉尘颗粒的直径的减小,不仅化学活性增加,而且还容易带上静电。

  (3) 粉尘的浓度。与可燃气体相拟,粉尘爆炸也有一定的浓度范围,也有上下限之分。但在一般资料中多数只列出粉尘的爆炸下限,因为粉尘的爆炸上限较高。

  掌握了粉尘爆炸的基理,就可据以采取相应的安全措施,如密闭设备,通风除尘,抽风吸尘、润湿降尘、清扫积尘、控制电源,清除静电隔绝火源等。在扑救粉尘的火灾中,应注意不要使沉积粉尘飞扬起来,最好采用喷雾水流,以防发生二次爆炸。

编辑:成展鹏

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