格邦


星星之火引發的爆炸
在生產加工面粉的過程中,常常會產生大量極細的面粉顆粒。如果未采取有效的通風除塵措施,當這些懸浮于空中的面粉顆粒達到較高的濃度時,一旦遇有火苗、火星、電弧或適當的溫度,瞬間就會燃燒起來,形成猛烈的爆炸,其威力甚至不亞于炸彈,因此面粉廠內嚴禁吸煙及明火作業。
面粉“變身”為“炸藥”的原因是多方面的。首先,面粉的成分中含有碳、氫等元素,它們均可組成可燃性物質。但事實上,面粉絕不會像火藥那樣一點就燃,它們發生爆炸的重要條件是要在密閉的空間內產生大量的極細面粉顆粒。當由明火引發的面粉顆粒燃燒,瞬間產生的高熱量在密閉空間內無法快速散發出去,就會引起強烈的爆炸。
此外,面粉爆炸威力巨大的原因在于面粉爆炸極易引發二次爆炸。在第一次爆炸過程中,產生的氣浪會把擺放或沉積在設備上的面粉吹揚起來,而在一次爆炸時爆炸中心區會形成負壓,周圍的新鮮空氣會由外向內填補進來,與揚起的面粉混合,便會引發二次爆炸。二次爆炸時,由于粉塵濃度會更高,因此爆炸程度也更為劇烈。
巨大的表面能是關鍵
面粉居然會發生爆炸,那日常生活中使用的面粉是不是都有潛在的爆炸危險呢?
面粉爆炸之所以有那么大威力,主要是由于面粉顆粒表面有巨大的表面能,而安靜“躺”在桌上的面粉,即使遇到明火也是不會輕易發生爆炸的。
在面粉加工過程中,粉碎機會將小麥加工成極細粉末。而在此過程中,粉碎機消耗電能所作的部分功便會轉換為儲存在面粉顆粒表面的表面能,這是簡單的能量守恒原理。在這個過程中,物體的表面能可增加數百萬倍!超微顆粒的表面具有很高的活性,在空氣中極易迅速氧化燃燒。這和化學實驗中粉末狀物質的反應速率總是快于同種塊狀物質的道理一樣。
面粉顆粒的表面積顯著增大使得面粉顆粒接觸的空氣面積增大,吸附的氧分子增多,氧化放熱的過程也加快。當面粉顆粒懸浮在空氣中并且達到一定的濃度,便極易形成爆炸性混合物,而這種混合物一旦遇到火星,就可能引起燃燒。密閉空間中,燃燒過程會造成氣壓上升,同時也使得爆炸的可能性增大。
隨著面粉顆粒直徑的減小,化學活性增加的同時也極易帶上靜電,帶電顆粒間碰撞極易引起爆炸。面粉生產過程中,由于互相碰撞、磨擦等作用,產生的靜電不易散失,而易造成靜電積累,出現靜電放電現象。靜電放電產生的火花會引起火災和爆炸事故。
可以避免的粉塵爆炸
面粉爆炸只是眾多粉塵爆炸當中的一例,在日常生產生活中,金屬粉末,煤炭開采,棉、毛、絲、麻、人造纖維及其織物都有可能成為粉塵爆炸的元兇。而一場雷暴、化纖類工作服摩擦產生的靜電,也有可能變成引起粉塵爆炸的熱能源。據統計,全球每年都會發生大量的粉塵爆炸事故,并且有逐漸增長的趨勢,造成了巨大的經濟損失。而在了解粉塵爆炸背后的原因后,便可以有效杜絕這類危險事故再次發生。
在工廠設計、施工時,首當其沖的便是要做好生產裝置和生產環境的合理布設,在消除靜電和防止二次爆炸方面也要統籌規劃。而在有大量可燃性粉塵的空間則需要安裝通風和除塵裝置,必要時需配備單獨的除塵系統,設立吸塵罩等。此外,通過灑水、噴霧等方式保持空間內的濕度、抑制靜電產生,也可有效防止爆炸現象的發生。而對于密閉容器或管道中的可燃性粉塵,可以通過充入氮氣、二氧化碳等氣體以減少氧氣的含量,抑制粉塵爆炸。
當然,加強安全防范意識,嚴禁吸煙及明火作業,定期檢查設備才是杜絕危險事故發生的根本之道。經過嚴密的管理和操作,相信粉塵爆炸定會離我們越來越遠。