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粉塵的危害 粉塵有功也有過,其過之一是污染大氣,危害人類的健康。飄逸在大氣中的粉塵往往含有許多有毒成分,如鉻,錳,鎘,鉛,汞,砷等。當人體吸入粉塵后,小于5μm的微粒,極易深入肺部,引起中毒性肺炎或矽肺,有時還會引起肺癌。沉積在肺部的污染物一旦被溶解,就會直接侵入血液,引起血液中毒,未被溶解的污染物,也可能被細胞所吸收,導致細胞結(jié)構(gòu)的破壞。此外,粉塵還會沾污建筑物,使有價值的古代建筑遭受腐蝕。降落在植物葉面的粉塵會阻礙光合作用,抑制其生長。
粉塵其過之二是爆炸危害。相傳,早在風車水磨時代,就曾發(fā)生過一系列磨坊糧食粉塵爆炸事故。到了20世紀,隨著工業(yè)的發(fā)展,粉塵爆炸事故更是屢見不鮮,爆炸粉塵的種類也越來越多。據(jù)統(tǒng)計,1913~1973年間美國僅工農(nóng)業(yè)方面就發(fā)生過72次比較嚴重的粉塵爆炸事故。1919年俄亥俄州一家淀粉廠發(fā)生粉塵爆炸,廠房幾乎全部被毀,有43人喪生。日本1952~1975年共發(fā)生重大粉塵爆炸事故177次,累計死亡75人,受傷410人。
1977年美國路易斯安那州一座現(xiàn)代化糧庫發(fā)生爆炸,造成一半以上糧食簡倉被毀,連辦公大樓也未幸免,36人死亡,直接經(jīng)濟損失達3000萬美元。英國和加拿大在化工和造紙等行業(yè)中也發(fā)生過多起粉塵爆炸事故,僅英國就243次,死傷204人。
1987年3月15日,哈爾濱亞麻紡織廠發(fā)生的爆炸事故,死亡56人,傷179人,廠房設(shè)備嚴遭破壞。
2014年8月2日上午7時37分許,江蘇昆山開發(fā)區(qū)中榮金屬制品有限公司汽車輪轂拋光車間在生產(chǎn)過程中發(fā)生爆炸。目前已造成97人死亡,163人受傷,直接經(jīng)濟損失3.51億元。事故原因直接原因是:事故車間除塵系統(tǒng)較長時間未按規(guī)定清理,鋁粉塵集聚。除塵系統(tǒng)風機開啟后,打磨過程產(chǎn)生的高溫顆粒在集塵桶上方形成粉塵云。1號除塵器集塵桶銹蝕破損,桶內(nèi)鋁粉受潮,發(fā)生氧化放熱反應,達到粉塵云的引燃溫度,引發(fā)除塵系統(tǒng)及車間的系列爆炸。
粉塵和其他物質(zhì)一樣具有一定能量。由于粉塵的粒徑小,表面積大,從而其表面能也增大。一塊1 g重的煤其表面積只有5~6c㎡,而1 g的煤粉飄塵,其表面積可達2㎡。粉塵與空氣混合,能形成可燃的混合氣體,若遇明火或高溫物體,極易著火,傾刻間完成燃燒過程,釋放大量熱能,使燃燒氣體驟然升高,體積猛烈膨脹,形成很高的膨脹壓力。
燃燒后的粉塵,氧化反應十分迅速,它產(chǎn)生的熱量能很快傳遞給相鄰粉塵,從而引起一系列連鎖反應。粉塵發(fā)生爆炸必須具備一定的條件,歸納如下:
(1)粒徑大小——這是影響其反應速度和靈敏度的重要因素。顆粒越小越易燃燒,爆炸也越強烈。粒徑在200 μm以下,且分散度較大時,易于在空中飄浮,吸熱快,容易著火。粒徑超過500μm,其中并含有一定數(shù)量的大顆粒則不易起爆。
(2)化學成分——有機物粉塵中若含有COOH,OH,NH2,NO,C=N,C=N和N=N的基團時,發(fā)生爆炸的危險性較大;含鹵素和鉀,鈉的粉塵,爆炸趨勢減弱。
(3)爆炸濃度——在一個給定容積中,能夠傳播火焰的懸浮粉塵的小重量稱為爆炸濃度。通常,達到粉塵爆炸濃度的粉塵才會發(fā)生爆炸。面粉的爆炸濃度約為15~20 g/m3,散糧爆炸濃度大約是30~40g/m3。
(4)空氣濕度——當空氣濕度較大時,親水性粉塵會吸附水份,從而使粉塵難以彌散和著火,傳播火焰的速度也會減小。濕度大的粉塵即使著火,其熱量首先消耗在蒸發(fā)粉塵中的水份,然后才用于燃燒過程。粉塵濕度超過30%便不易起爆。
(5)有足夠的點火溫度——粉塵爆炸大都起源于外部明火,如機械撞擊,電焊和切割,靜電火花或電火花,摩擦火花,火柴和高溫體傳熱等。這類火源低點火溫度為300~500 ℃。
(6)足夠的氧氣——粉塵懸浮環(huán)境中需含有足夠維持燃燒的氧氣。
(7)粉塵紊動程度——懸浮在空氣中的粉塵,紊動強度越大,越易吸收空氣中的氧氣而加快其反應速率,從而容易爆炸。