粉尘必须悬浮在助燃气体中
从粉尘爆炸的反应历程看,若可燃粉尘没有悬浮在空气中,则形成沉聚粉尘,即使与助燃物混合均匀,有点火源的作用,但由于可燃粉尘和助燃物充分混合的数量有限,其受热分解或干馏分解的可燃气体量(或直接与助燃气体发生剧烈氧化还原反应的粉尘量)有限,反应产生的能量会被快速释放到空气中,能量难以聚集,则持续反应的能量不足,不会发生爆炸。
可燃粉尘在助燃气体中的浓度处在爆炸浓度极限范围内
可燃粉尘在助燃气体中的浓度处在爆炸浓度极限范围内,这是粉尘爆炸形成的另一重要条件。当粉尘悬浮在助燃物中浓度过高时,可燃物的数量过大,助燃物的数量过小,两者反应的剧烈程度小,反应产生的能量会被很快释放到空气中,难以聚集,不会发生爆炸,反之也一样。只有当可燃物和助燃物的数量混合较为均匀,反应比例恰当时,两者反应最为剧烈,放出的能量最大,大量的能量聚集在一起瞬间释放,形成化学爆炸。因此可燃粉尘能爆炸必须在其爆炸浓度极限范围内,一般常见粉尘的爆炸浓度极限在20—6000 g/m3之间,但在实际生产、加工场所,由于粉尘具有沉降性,可燃粉尘很难达到爆炸浓度极限上限,因此研究可燃粉尘爆炸浓度极限的上限没有实际意义,而应关注可燃粉尘的爆炸浓度极限下限。常见可燃粉尘的爆炸浓度极限下限见以下:
常见可燃粉尘的爆炸浓度极限下限
Common combustible dust explosion concentration lower limit
粉尘名称 爆炸浓度极限下限(g/m3) 粉尘名称 爆炸浓度极限下限(g/m3)
35 镁 20
小麦 60 煤 35
聚氨酯泡沫塑料 25 乙烯纤维树脂 20
酚醛树脂 25 聚苯乙烯树脂 20
存在足以引起粉尘爆炸的点火源
从粉尘爆炸形成过程可以看出,可燃粉尘爆炸是点火源导致可燃粉尘受热分解或干馏分解出可燃气体,或点火源导致可燃粉尘与助燃物发生剧烈的氧化还原反应,使高温空气迅速膨胀,从而导致粉尘爆炸的发生。因此,足以引起粉尘爆炸的点火源是粉尘爆炸形成不可或缺的因素。常见可燃粉尘爆炸的最小点火能量如下表:
常见可燃粉尘的最小点火能量
Common the minimum ignition energy of combustible dusts
粉尘名称 最小点火能量(mJ) 粉尘名称 最小点火能量(mJ)
硫 15 镁 80
小麦 160 煤 35
聚氨酯泡沫塑料 15 乙烯纤维树脂 15
酚醛树脂 10 聚苯乙烯树脂 40