如何防止粉尘爆炸

      被粉碎成细小颗粒的固体物质称为粉尘。粉尘中有很大部分遇火源或其他能量源易发生燃烧爆炸。据有关资料统计，美国1900-1956年共发生粉尘爆炸事故1000余起，英国近10年发生240余起。日本1952-1979年也发生此类事故200余起。在我国，1942年发生的本溪煤矿煤粉爆炸事故、1987年哈尔滨亚麻厂粉尘爆炸事故等，损失和教训都十分惨重。特别是随着我国经济的发展，粉尘种类的数量急骤增加，粉尘火灾爆炸事故时有发生，因此，对粉尘的火灾爆炸危险性应该高度重视。本文就粉尘特性及其危害作简要介绍。

    一、粉尘爆炸的内在原因。

    处于粉尘状态的物质较之固体状态物质有所不同，尤其是在燃烧特性方面，原来非燃物质可能变为可燃物质，原来是难燃物质可能变成易燃物质，可燃、易燃物可能变为易爆炸物质，而这一变化是由粉尘的特性所决定的。

    ——粉尘的表面自由能：

    对于任何粉尘粒子来讲，其表面分子与内部分子所处的能量状态是不同的(如图所示，小圆圈代表分子引力范围)。在粉尘粒子内部的分子1，因四面八方均具有同类分子包围着，所受周围分子的引力是对称的，可以相互抵消而受力总和为零，它做分子运动(震动)时不需要消耗功，而靠近粒子表面的分子2、3，由于内部密集的同类分子的引力远大于外部其他分子(念气体分子)对它的引力，所以不能相互抵消，这些力的总和垂直于粉尘表面而指向粉尘内部，亦即表面分子受到内向的拉力，表面上的分子总比内部分子具有更高的能量，这种能量叫做表面自由能。

    ——粉尘的分散度和表面积：

    所谓粉尘的分散度就是粉尘按不同粒径(直径)分布的一种形式。其中小粒径粉尘越多，我们就称其分散度大，而分散度的大小又决定着粉尘的表面积，其分散度越大，则表面积越大，表面分子越多，导致表面自由能越大。

    ——粉尘的吸附性：

    其他物质分子在粉尘表面上相对聚集的现象称为粉尘的吸附现象。由于粉尘具有较大的表面及自由能，而物质又具有由高能态向低能态转化的趋势。能态越低越稳定，所以，它对周围分子尤其是快速移动的气体分子具有吸附性。通过吸附其他分子来降低部分表面自由能。

    综上所述，由于粉尘的分散度较大，具有较大的表面积，从而具有较高的表面自由能，使粉尘的状态不稳定，活性增高，在理化性质上表现为粉尘较之原物质具有较小的点火能量和自燃点。(如块状时不能燃烧的铁块，在粉碎成粉尘时，最小点火能量小于100mJ，自燃点小于300℃;煤粉的点火能量小于40mJ)。表面积的增大和吸附特性的存在，使得粉尘与空气中氧分子的接触面增大，增加了反应速度;表面积的增大，还使固体原有的导热能力下降，易使局部温度上升，也有利于反应进行。

    同时，粉尘在扩散作用大于重力作用时具有悬浮状态的稳定性，易与空气形成粉尘云。当各种条件具备时，粉尘就会发生爆炸。