粉尘威力不容小觑

2015-11-28 12:27汇编刘晓婧
科学之友 2015年15期
关键词:威力粉尘事故

汇编|刘晓婧

粉尘威力不容小觑

汇编|刘晓婧

2014年8月,江苏昆山发生一起特别重大的铝粉尘爆炸事故,造成146人死亡;2015年1月,内蒙古呼伦贝尔市一家人造板工厂发生的粉尘爆炸事故,造成6人死亡;最近,我国台湾地区新北市某水上乐园举办活动时发生爆炸,引起400多人受伤,其罪魁祸首居然是喷洒在空中的彩色粉末。其实,粉尘爆炸已在我国酿成多起事故。一粒小小的粉尘,怎会有如此大的威力?

粉尘也会爆炸

所谓粉尘,就是在空气中依靠自身重量可沉淀下来,但也可持续悬浮在空气中的固体微小颗粒。悬浮在空气中的粉尘,达到一定的浓度后便会形成爆炸性混合物。遇到火源后会瞬间燃烧,其所产生的高温将使燃烧产生的混合气体迅速膨胀,从而发生爆炸。

上海化工研究所研究员肖秋平表示,粉尘爆炸有几个条件:第一,要有粉尘存在,而且是可燃性粉尘。路边的沙土扬起来是不可能发生粉尘爆炸的,因为它不可燃。日常生活中的淀粉是可燃粉,有可能发生粉尘爆炸。第二,发生粉尘爆炸要有氧化剂,就是必须要提供氧气。第三,要有点火源。如果没有点火源,即使所有条件充足也没有办法去触发粉尘爆炸。

能够引发爆炸的粉尘主要有7类:第一类为金属粉:铝粉、锌粉、硅铁粉、镁粉、铁粉、铝材加工研磨粉等;第二类为煤炭粉;第三类为粮食粉:面粉、淀粉、糖、奶粉等;第四类为饲料:血粉、鱼粉等;第五类为农副产品:棉花、烟草、茶叶粉等;第六类为林产品:纸粉、木粉等;第七类为合成材料:塑料、染料粉等。比如电子产品如果普遍使用铝材,在生产过程中产生的粉尘,就属于典型的可燃粉尘。不为大家所知的是,在日常生活中,一场雷暴、甚至工人身上的皮带以及化纤类的工作服摩擦产生的静电,都有可能变成引起粉尘爆炸的热能源。

威力如炸弹一般

粉尘爆炸实际上是一种剧烈的燃烧,或者称之为爆燃。为什么会形成这么猛烈的爆炸?这其实是反应的剧烈程度。比如,木材造炭是把木材放到敞炉里面烧,是一种缓慢地燃烧,没有形成剧烈的反应。如果把木材破裂成粉尘以后,颗粒度降低,与空气的接触度更充分,表面积增大,反应自然就更激烈。

在实际的生产过程中,生产事故里发生的粉尘爆炸很有可能是二次爆炸。所谓二次爆炸,就是在某一个点发生了首次爆炸,威力可能并不是很大,但是首次爆炸的冲击波把管道面上、厂房里面堆积的粉尘都聚集起来,这个量就非常大了,会直接导致二次甚至三次四次爆炸的发生,这也是为什么粉尘爆炸会这么激烈的原因。

粉尘

粉尘爆炸现场

一位国内轮胎轮毂生产企业负责人说,金属粉尘爆炸的威力比面粉、煤粉、锯末更大,在密闭空间中发生,就像炸药一样,因为金属粉尘是导电的,能量传递得更快,爆炸的威力就更大,不亚于一颗炸弹。

防范控制有术

控制粉尘源头生产车间内做好清洁工作,同时采用通风排尘、润湿降尘等措施降低粉尘浓度。可在粉尘车间喷雾状水,增加车间空气水分促使粉尘沉降,防止形成粉尘云。

严格控制点火源电线、燃气等管线禁止穿越粉尘车间,宜在墙内铺设。消除点火源是预防粉尘爆炸最实用有效的措施。在常见的点火源中,电火花、静电、摩擦火花、明火、高温等都是引起粉尘爆炸的主要原因。

采取可靠防护措施在有条件情况下,可在粉尘与助燃气体混合气中添加惰性气体(如氮气),减少氧含量也是防爆方法之一。

扑灭方式不同粉尘爆炸由于性质特殊,因此救援方法也与普通火灾爆炸有所不同,尤以雾状水灭火为佳。不宜用有冲击力的干粉、二氧化碳灭火器,防止沉积粉尘因受冲击悬浮而引起二次爆炸。对一些忌水金属粉尘,如铝、镁粉等,则禁止用水扑救,可用干沙、石灰等;对堆积粉尘,如面粉、棉麻粉等,明火熄灭后内部可能还会发生阴燃。

延伸阅读

德国应对粉尘爆炸的方法

粉尘爆炸是众多工业领域的安全隐患。即使在欧美发达地区,每年也会发生多起大小不同的粉尘爆炸事故。1980—2005年,美国有记录的粉尘爆炸事故共造成100多人丧生,700多人受伤。制造业发达的德国,当然也不能幸免。那么,面对粉尘之灾,德国又是如何应对的?

在德国,为了帮助安全评估机构和企业高效排查隐患,2012年底首次建立了与安全生产相关的粉尘参数网络数据库,供全国机构和企业免费使用。

为了厘清关于粉尘爆炸的庞杂数据,德国联邦材料研究及审核机构在对制糖、金属、煤炭、塑料等行业总共108种工业粉尘的8 000多组数据进行实验和评估基础上,于2012年编纂了粉尘参数在线数据库。通过它可查到各种粉尘在众多特定情况下起燃所需的最低能量值、起燃温度、起爆最低临界值和爆炸产生压力等参数。利用这个数据库,安全评估机构和事故调查机构可以迅速分析粉尘燃烧和爆炸的关键过程。

德国还强调企业在新厂房规划和新生产设备安置等企划阶段,应事先聘请有资质的安全评估人员到现场进行全面安全评估,在不可避免产生粉尘的情况下还须对生产空间进行区间分割。此外,德国还鼓励采用数字模拟等现代化技术,科学、高效和低成本地对粉尘隐患进行安全生产评估。

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