粉尘爆炸的原理

近期，随着昆山爆炸事件事故原因的揭晓，人们开始对粉尘爆炸这一名词熟悉起来，下面小编也从几个方面跟大家聊聊关于粉尘爆炸哪些事儿。

什么是粉尘爆炸？

粉尘爆炸就是粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源（明火或温度），火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射，具有极强的破坏力。

什么条件下易发生粉尘爆炸？

粉尘爆炸的条件归结起来有5个方面：

1. 要有一定的粉尘浓度  粉尘爆炸所采用的化学计量浓度单位与气体爆炸不同，气体爆炸采用体积百分浓度表示。而粉尘浓度采用单位体积所含粉尘粒子的质量来表示。如果浓度太低，粉尘粒子间距过大，火焰难以传播。

2. 要有一定的氧含量  这是粉尘得以燃烧的基础。

3. 要有足够的点火源或者强烈的振动与摩擦  粉尘爆炸所需的最小点或能量比气体爆炸大1~2个数量级，大多数粉尘云最小点火能量在5mJ--50mJ量级范围。

4. 粉尘必须处于悬浮状态  即粉尘云状态，这样可以增加气固接触面积，加快反应速度。

5. 粉尘云要处在相对封闭的空间  这样温度和压力才能急剧升高。

通常认为，易爆粉尘只要满足条件1和条件2，就意味着具备了可能发生事故的苗头。

粉尘爆炸条件图

粉尘爆炸过程

粉尘爆炸主要有以下三步发展形成：

1.粉尘粒子表面通过热传导或热辐射，从点火源获得点火能量，使表面温度急剧上升，达到粉尘粒子加速分解温度或蒸发温度，形成粉尘蒸汽或分解气体。

2.可燃气体与空气混合而燃烧，气体与空气混合生成爆炸性混合气体，进而发火产生火焰，另外粉尘粒子本身从表面到内部，相继发生熔化和气化，并发出微小的火花，成为周围未完成燃烧粉尘的点火源。

3.粉尘燃烧放出的热量，以热传导和火焰辐射的方式传给附近粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。火焰产生热能，加速粉尘分解，循环往复放出气相的可燃性物质与空气混合，进一步发火传播。随着每个循环的逐次进行，其反应速度逐渐加快，通过剧烈的燃烧，最后形成爆炸。

粉尘爆炸原理图