Пылевоздушные смеси и особенности их горения

Некоторые промышленные производства сопровождаются образованием пылевоздушных смесей (ПЛВС), способных в определенных условиях взрываться. Все взрывы ПЛВС происходят в ограниченном пространстве (внутри технологического оборудования, где происходит, например, измельчение, шлифование материала; внутри пылеулавливающего вентиляционного оборудования, в окрасочных камерах, в шахтах). ПЛВС называют пылевым облаком.

Такие взрывы происходят в мукомольном производстве, на зерновых элеваторах (мучная пыль), при окраске изделий методом распыления красителей, при производстве сахарной пудры, лекарств, пластмасс, на установках дробления топлива, в текстильном производстве и др.

При взрыве ПЛВС процесс окисления протекает на поверхности твердых частиц. Чем более развита эта поверхность, тем лучше контакт с кислородом и тем более вероятен взрыв и выше его энерговыделение. В свою очередь, суммарная площадь поверхности всех пылевых частиц будет тем больше, чем мельче эти частицы. Мелкодисперсная пыль обладает большей активностью, более низкой температурой самовоспламенения и более широким интервалом между нижним и верхним концентрационными пределами взрываемости, т.е. она более взрывоопасна.

Если концентрация пыли в определенном объеме недостаточна (расстояние между отдельными частицами, находящимися во взвешенном состоянии, велико), то перенос пламени от частицы к частице невозможен, и взрыв не произойдет. Чрезмерно большое количество пыли также препятствует взрыву, т.к. в этом случае слишком мало кислорода для сгорания пыли.

Взрывоопасные ПЛВС могут возникнуть спонтанно, например, при встряхивании осевшей пыли. В замкнутом объеме оборудования начавшееся горение и распространение пламени в ПЛВС приводит к быстрому нарастанию давления, что может вызвать разрыв этого оборудования, а затем и взрыв в помещении.

Максимальное давление взрывов различных ПЛВС составляет 700-1200 КПа, что в 7-12 раз выше атмосферного давления, но в десятки и сотни раз ниже, чем при взрывах КВВ. Для снижения вероятности взрыва ПЛВС необходимо заземлять технологическое оборудование для отвода зарядов статического электричества и исключения искрообразования. Если по условиям технологии возможно без ущерба для качества продукции максимально повысить влажность воздуха (мелкое распыление воды), то этот метод также резко снизит вероятность взрыва ПЛВС, а увлажнение самого перерабатываемого материала вообще исключает образование пыли, а значит и взрыва.