如何防止粉塵爆炸

????? 被粉碎成細小顆粒的固體物質(zhì)稱為粉塵。粉塵中有很大部分遇火源或其他能量源易發(fā)生燃燒爆炸。據(jù)有關資料統(tǒng)計，美國1900-1956年共發(fā)生粉塵爆炸事故1000余起，英國近10年發(fā)生240余起。日本1952-1979年也發(fā)生此類事故200余起。在我國，1942年發(fā)生的本溪煤礦煤粉爆炸事故、1987年哈爾濱亞麻廠粉塵爆炸事故等，損失和教訓都十分慘重。特別是隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，粉塵種類的數(shù)量急驟增加，粉塵火災爆炸事故時有發(fā)生，因此，對粉塵的火災爆炸危險性應該高度重視。本文就粉塵特性及其危害作簡要介紹。

??? 一、粉塵爆炸的內(nèi)在原因。

??? 處于粉塵狀態(tài)的物質(zhì)較之固體狀態(tài)物質(zhì)有所不同，尤其是在燃燒特性方面，原來非燃物質(zhì)可能變?yōu)榭扇嘉镔|(zhì)，原來是難燃物質(zhì)可能變成易燃物質(zhì)，可燃、易燃物可能變?yōu)橐妆ㄎ镔|(zhì)，而這一變化是由粉塵的特性所決定的。

??? ——粉塵的表面自由能：

??? 對于任何粉塵粒子來講，其表面分子與內(nèi)部分子所處的能量狀態(tài)是不同的(如圖所示，小圓圈代表分子引力范圍)。在粉塵粒子內(nèi)部的分子1，因四面八方均具有同類分子包圍著，所受周圍分子的引力是對稱的，可以相互抵消而受力總和為零，它做分子運動(震動)時不需要消耗功，而靠近粒子表面的分子2、3，由于內(nèi)部密集的同類分子的引力遠大于外部其他分子(念氣體分子)對它的引力，所以不能相互抵消，這些力的總和垂直于粉塵表面而指向粉塵內(nèi)部，亦即表面分子受到內(nèi)向的拉力，表面上的分子總比內(nèi)部分子具有更高的能量，這種能量叫做表面自由能。

??? ——粉塵的分散度和表面積：

??? 所謂粉塵的分散度就是粉塵按不同粒徑(直徑)分布的一種形式。其中小粒徑粉塵越多，我們就稱其分散度大，而分散度的大小又決定著粉塵的表面積，其分散度越大，則表面積越大，表面分子越多，導致表面自由能越大。

??? ——粉塵的吸附性：

??? 其他物質(zhì)分子在粉塵表面上相對聚集的現(xiàn)象稱為粉塵的吸附現(xiàn)象。由于粉塵具有較大的表面及自由能，而物質(zhì)又具有由高能態(tài)向低能態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢。能態(tài)越低越穩(wěn)定，所以，它對周圍分子尤其是快速移動的氣體分子具有吸附性。通過吸附其他分子來降低部分表面自由能。

??? 綜上所述，由于粉塵的分散度較大，具有較大的表面積，從而具有較高的表面自由能，使粉塵的狀態(tài)不穩(wěn)定，活性增高，在理化性質(zhì)上表現(xiàn)為粉塵較之原物質(zhì)具有較小的點火能量和自燃點。(如塊狀時不能燃燒的鐵塊，在粉碎成粉塵時，最小點火能量小于100mJ，自燃點小于300℃;煤粉的點火能量小于40mJ)。表面積的增大和吸附特性的存在，使得粉塵與空氣中氧分子的接觸面增大，增加了反應速度;表面積的增大，還使固體原有的導熱能力下降，易使局部溫度上升，也有利于反應進行。

??? 同時，粉塵在擴散作用大于重力作用時具有懸浮狀態(tài)的穩(wěn)定性，易與空氣形成粉塵云。當各種條件具備時，粉塵就會發(fā)生爆炸。