1. 粉尘爆炸机理
粉尘爆炸是因其粒子表面氧化而发生的。其爆炸过程 (图2-23) 包括以下几个阶段：
(1) 粒子表面接受热能时，表面温度上升;
(2) 粒子表面的分子产生热分解或干馏作用成为气体排放在粒子周围;
(3) 该气体同空气混合成为爆炸性混合气体，发火产生火焰;
(4) 这种火焰产生的热，进一步促进粉末的分解不断成为气相，放出可燃气体与空气混合而发火、传播。
图2-23 粉尘爆炸过程
2. 爆炸极限
许多工业可燃粉尘的爆炸下限在20～60g/m3之间，爆炸上限在2～6kg/m3之间。
碳氢化合物一类粉尘如能完全气化燃尽，则爆炸下限可由布尔格斯-维勒(Burgess-Wheeler) 关系式计算。
c×Q=k (2-16)
式中 c——爆炸下限浓度;Q——该物质每摩尔的燃烧热或每克的燃烧热;
k——常数。
碳氢化合物的单位重量燃烧热均大致相等，其爆炸下限约为45～50g/m3。部分粉尘和纤维的爆炸极限如表2-22(a)所示。
粉尘爆炸极限受以下因素影响。
(1) 粒度 粉尘爆炸下限受粒度的影响很大，粒度越高 (粒径越小) 爆炸下限越低。一般当可燃粉尘粒径大于400μm时，强点燃源也很难使其爆炸。当不可爆的粗粉中所含的可爆细粉量超过其爆炸下限时，混合粉尘即有爆炸危险。
表2-21 某些物质的爆炸压力
| 气体或蒸气浓度，V% | |||||||||||||||
| 2 | 2.5 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 12 | 14 | 15 | 16 | 18 | |
| 丙 酮 | |||||||||||||||
| pmax t vmax
| — — — — | — — — — | 4.4 0.44 9.4 7.7 | 4.4 0.20 35.2 21.1 | 5.6 0.07 108.1 70.3 | 5.8 0.08 140.6 84.4 | 5.6 0.08 105.5 70.3 | 5.3 0.16 63.3 33.4 | 4.3 0.52 11.1 7.7 | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — |
| 丙烯腈 | |||||||||||||||
| pmax t vmax
| — — — — | — — — — | — — — — | 4.4 0.132 35.2 21.1 | 5.6 0.104 65.0 54.5 | 6.9 0.049 160.0 140.6 | 7.3 0.044 175.8 168.7 | 7.7 0.042 196.9 182.8 | — — — — | 7.6 0.068 175.8 112.5 | 7.3 0.13 140.6 56.2 | 6.8 0.23 62.6 28.1 | — — — — | — — — — | — — — — |
| 丁 烷 | |||||||||||||||
| pmax t vmax
| — — — — | — — — — | 5.1 0.132 50.3 38.7 | 6.8 0.057 147.7 119.5 | 6.8 0.0567 161.7 119.5 | 4.9 0.407 18.0 12.0 | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — |
| 苯 | |||||||||||||||
| pmax t vmax
| 5.1 0.14 59.8 35.2 | — — — — | 6.5 0.05 130.1 161.7 | 6.8 0.06 161.7 112.5 | 5.4 0.14 70.3 38.7 | 3.0 0.84 4.9 3.5 | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — |
| 丁 醇 | |||||||||||||||
| pmax t vmax
| — — — — | — — — — | 4.9 0.26 29.9 19.3 | 6.7 0.088 135.0 77.3 | 6.6 0.08 140.6 84.4 | 7.3 0.064 189.8 112.5 | — — — — | 6.8 0.11 112.5 68.6 | — — — — | 6.7 0.11 109.0 66.8 | 5.7 0.36 26.4 15.8 | 4.9 0.56 17.6 8.8 | — — — — | — — — — | — — — — |
| 乙 醚 | |||||||||||||||
| pmax t vmax
| 3.3 0.36 25.7 8.8 | — — — — | 5.4 0.107 65.0 51.0 | 5.3 0.101 87.9 52.7 | 7.3 0.051 210.9 140.6 | 7.0 0.056 147.7 126.6 | 5.6 0.40 26.0 14.1 | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — |
| 气体或蒸气浓度，V% | |||||||||||||||
| 5 | 7 | 8 | 10 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 18 | 20 | 25 | 30 | 40 | 35 | |
| 乙 醛 | |||||||||||||||
| pmax t vmax
| — — — — | 5.3 0.088 72.1 59.8 | 2.2 0.070 87.9 80.9 | 6.6 0.049 147.7 133.6 | 6.6 0.051 140.6 126.6 | — — — — | 6.3 0.068 98.4 91.4 | — — — — | 5.5 0.192 35.9 28.1 | 4.6 0.42 14.1 10.5 | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — |
