粉塵加工企業粉塵危害及防治綜述

陳帥

摘要：近年來，粉塵爆炸事故是比較常見的一種生產安全事故類型，對企業的生產工作有著很大的危害。粉塵爆炸危險性幾乎涉及到所有的工業部門，無論是煤礦粉塵或是其他粉塵加工企業都是極易引起重大事故的潛在危險因素，粉塵具有爆炸性和致病性，無論是粉塵層堆積達到一定濃度，還是粉塵云漂浮達到一定程度，都可能直接爆炸，而長期接觸粉塵，則會引起一系列呼吸性疾病，如塵肺病。一旦企業發生粉塵爆炸，將造成嚴重的人員傷亡和財產損失，威脅人們的生命安全。為了對粉塵爆炸進行有效的防控，首先需要對粉塵爆炸的原理、條件等加以明確，進而采取有效的安全措施加以防治。

關鍵詞：工業粉塵；粉塵爆炸；粉塵防治；防治技術

引言

粉塵爆炸是一種很常見的生產安全事故，第一次有記載的粉塵爆炸發生在1785年意大利的一個面粉廠。我國每年發生多起粉塵爆炸事故，造成嚴重的生命及財產損失。隨著現代工業的發展，如塑料、有機合成、金屬粉末等生產，多采用粉體為原料，粉塵種類的擴大、使用量的增加、工藝的連續化等原因，粉塵爆炸的危險性和事故數量也有所增加。在食品加工、煤炭、輕紡、機械、冶金、化工、石油等不同領域的企業中，都有發生粉塵爆炸事故的可能。

1 粉塵爆炸的產生

1.1 粉塵爆炸原理

粉塵爆炸的威力很大，但粉塵爆炸是一個非常復雜的過程，受很多物理、化學因素影響，對粉塵爆炸機理至今尚不十分清楚。粉塵爆炸的發生，主要是由于環境中存在可燃粉塵，粉塵粒子表面通過熱傳導和熱輻射，從點火源獲得點火能量，使表面溫度急劇上升；達到粉塵粒子的加速分解溫度或蒸發溫度，形成粉塵蒸氣或分解氣體；這種氣體與空氣混合而生成爆炸性混合氣體，就能引起點火粉塵粒子本身從表面一直到內部（直到粒子中心點），相繼發生熔融和氣化，迸發出微小的火花，成為周圍未燃燒粉塵的點火源，使粉塵著火，從而擴大了爆炸火焰范圍。燃燒產生熱能，使粉塵分解加速，不斷釋放可燃性氣體混合空氣，進一步燃燒傳熱。上述著火過程是在微小的粉塵粒子處于懸浮狀態的短時間內完成的。而較大的粉塵粒子因為重力沉降，其懸浮時間短，不能夠著火，或只是粒子表面被燒焦或根本沒有被燒過。

1.2 粉塵爆炸條件

通常條件下，粉塵爆炸需要滿足一定的條件。首先，粉塵需要達到一定的濃度才會發生爆炸，在粉塵爆炸中，應用了不同于氣體爆炸的化學計量濃度單位。必須有足夠數量的塵粒飛揚在空氣中才有可能發生粉塵爆炸。塵粒飛揚與顆粒大小及氣體擾動速度有關。直徑小于10μm的顆粒才能在運動氣流中長時間懸浮，形成爆炸塵云，除了含能粉塵之外，其它粉塵爆炸的發生，都需要一定的含氧量。作為重要的助燃氣體，氧氣在很多粉塵爆炸中都發揮了作用。點火源要充足，才能引起粉塵爆炸。粉塵爆炸的起始能量大，達10mJ的量級，為氣體的近百倍。粉塵的狀態需要是懸浮的，形成粉塵云的形態，才能發生爆炸。懸浮狀態下粉塵和氣體接觸面積更大，才能夠達到足夠引起爆炸的反應速度。粉塵爆炸通常需要相對封閉空間，達到一定溫度和壓力，才能產生爆炸。爆炸產生的沖擊波又使其它堆積的粉塵懸浮在空氣中，而飛散的火花和輻射熱成為點火源，引起第二次爆炸。最后整個粉塵存放場所都受到爆炸破壞。這種連續爆炸會造成極嚴重的破壞。

2 針對企業粉塵爆炸的防治

2.1 管理方面

粉塵加工工作場所，或可能發生粉塵爆炸的場所，必須嚴格禁止點火源。粉塵類場所中一般可能存在較多不同形式的點火源，例如電火花、高熱、自燃品、靜電、熔斷熔接、摩擦沖擊火花、明火等。所以，在粉塵場所中，應當結合實際的操作環境，對點火源進行有效的控制。對于可以消除的點火源，必須嚴格禁止，對于不能消除的點火源，也要加強控制和預防。其次，應加強通風除塵管理，對粉塵濃度較高的地方，保證良好的通風除塵，降低粉塵濃度。對于工廠防塵來說，這種方法十分重要。可以采用自然排風、機械排風的方法，對工廠粉塵做無害化處理后，向大氣排放。針對企業容易產生粉塵的存儲和加工場所，需要建立嚴格的安全管理制度。在粉塵類場所中，必須要對相應的消防供水設施、消防滅火設施完整配備，并定期檢查確保其有效性。

2.2 技術方面

提高空氣相對濕度，促使粉塵濃度的降低。對于粉塵場所，可以適當提高環境相對濕度，進而使空氣中的粉塵濃度降低。除塵設備的風管發生爆炸的實例較多，這是因為粉塵在管內沉積，當受到某種沖擊時，可燃性粉塵再次飛揚，在瞬間形成高濃度粉塵云，若遇上火源，很容易爆炸。粉塵在風管內沉積的主要原因，是輸送風速太小或有漏風現象。所以為防止發生爆炸，可燃性粉塵的除塵管路應盡可能短些，并要求同一系統的除塵器所擔負的產塵設備（生產加工中能形成粉塵的產塵源）最多不超過四臺。

3 粉塵爆炸的防治

3.1 防塵措施

一般企業防塵措施可分為干式除塵方式與濕式除塵方式，二者相比，粉塵的回收和利用較為方便，不需考慮冬季的防凍措施和污水處理問題，且造價和運行費用都較低。同時，建筑物的換氣次數和通風口的比例按防止粉塵爆炸的要求來設計，要防止可燃性粉塵泄漏飄散，車間內的房梁、支架、頂棚等處不能有粉塵堆集

3.2 個體防護

實施上述防塵措施作用，少部分的微細粉塵依然存在分布于場所空氣中，實施綜合防塵措施也應加強個體防護工作。個體防塵措施主要通過采用防塵口罩過濾呼入口鼻的污濁空氣，企業應根據各工作作業環境的差異變化及健康危害要求，為工人選擇可滿足要求的防塵口罩，加強勞保用品使用教育，特別是直接接觸粉塵源頭粉碎、篩分等工種。目前，通常使用的主要是簡易口罩和專用防塵口罩。

3.3 防止粉塵爆炸的措施

預防粉塵發生爆炸、限制粉塵爆炸范圍發展擴大是控制粉塵爆炸性危害的主要目的，一般可采取的措施有：除塵與降塵、防止粉塵被引燃、抑制爆炸產生與隔絕爆炸傳播等方面。采取措施減少粉塵在生產過程中產生量，從而減少粉塵在空氣中的含量，是預防分塵爆炸的最為根本性措施。另外還應定期清理積塵，防止發生二次爆炸，常用的清掃方法包括負壓清掃和濕式清掃，一般禁止使用正壓清掃。

4 結語

粉塵爆炸是生產活動中比較容易發生的一種安全事故，主要是固體粉塵達到一定濃度，與空氣混合后，遇到點火源發生連環傳遞的燃燒，進而形成爆炸。粉塵爆炸具有較大的危害性，爆炸會產生巨大的能量沖擊，對周圍造成嚴重破壞，同時還會燃燒產生有毒有害氣體，進而威脅生命及財產安全，造成較大的損失。為了有效避免這種安全事故，應明確粉塵爆炸的發生原理和形成條件，從管理、技術等不同角度入手，采取有效的對策加以防治，以保證生產安全。

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（作者單位：西安航天動力試驗技術研究所）