鋁粉及粉塵為什么會發生鋁粉爆炸、粉塵爆炸呢

鋁粉及粉塵為什么會發生鋁粉爆炸、粉塵爆炸呢？

　　什么是鋁粉呢：又叫銀粉，別名鋁銀粉，傳熱性能好。鋁粉的火災危險性在于，其粉塵飛揚與空氣混合，若遇火星會發生爆炸和燃燒。鋁粉與其他氧化劑混合也能形成爆炸性混合物。若與酸、堿接觸會產生氫氣，而氫氣在空氣中也容易燃燒和爆炸。

　　這次昆山中榮金屬制品有限公司爆炸原因已查明就是鋁合金輪轂在拋光時產生的大量鋁粉、粉塵遇到明火發生鋁粉爆炸、粉塵爆炸事故，造成巨大人員傷亡事故。

　　鋁合金拋光有分好多種的。一般都是打上拋光蠟再用布輪拋，這樣的話就自然有很多鋁粉塵。但一般鋁合金加工工廠都是在拋光機邊上有個吸力很大的排氣排塵裝置。所以鋁粉及粉塵不會有那么多聚集的。

　　鋁粉都是二級遇水燃燒物品，與水能發生反應，產生氫氣，放出熱量。

　　有時會遇到干燥的鋁粉發生爆炸，這是因為顆粒極微小的干燥鋁粉能懸浮在空氣中，增大了與空氣的接觸表面，使其化學活性增加，一旦粉塵在空氣中達到一定的量時，遇到著火源，能迅速爆燃，瞬間產生大量的熱量和燃燒產物，使氣體、蒸汽等劇烈膨脹，造成爆炸的后果。

　　當這個濃度達到爆炸濃度區間后，受一定點火能的影響，就會發生爆炸，如果鋁粉過多，可能導致鋁粉再度揚起，形成二次爆炸，叫殉爆。

　　鋁粉也能爆炸，估計很多人都不知道。具體地說，長時間的拋光作業使得作坊的空氣里彌漫了很多鋁粉，而鋁的燃點又相當低，只要遇到火源或高溫、摩擦，都可能爆炸。

　　由于鋁會和水發生化學反應生成氫氣，這正是不能用水來滅火的原因。以前就曾發生過用水來滅鋁粉爆炸的火，引發再次爆炸的例子。

　　鋁粉爆炸引起的火災不能使用水，而應當使用泡沫滅火機來滅火（鋁型材加工）。通過泡沫覆蓋，將大火和空氣隔離。這就是因為鋁會和水發生化學反應生成氫氣，而不能用水來滅火的原因。以前就曾發生過用水來滅鋁粉爆炸的火，引發再次爆炸的例子。 大多數人并不知道鋁粉也能爆炸，特別是長時間的拋光作業使得作業廠房內的空氣里彌漫了很多鋁粉，而鋁的燃點又相當低，只要遇到火源或高溫、摩擦，都可能爆炸。

　　鋁粉塵的特性：在空氣中遇到較小的著火源即能起火燃燒；在空氣中沾有油脂的鋁粉，如長期堆集存放，集熱不散，也易引起自燃或爆炸，而且鋁粉的顆粒度越小爆炸危險性越大，當其在空氣中濃度達到40克／m3以上時，遇明火即能爆炸。 火焰溫度高、燃燒速度快、爆炸威力大、輻射熱強。燃燒時，一般呈綠藍色火焰，放出銀白色強光，爆炸壓力可達6．3公斤／厘米2。對周圍建筑物及人身安全均具有較大的破壞力和危害性。

　　發生鋁粉塵爆炸事故后該如何撲救？

　　易燃金屬粉末鋁粉化合物易于形成爆炸性粉塵。著火時先用石棉氈(或砂土)覆蓋，再用水撲救。滅火器的選擇 為了有效地撲滅鋁粉火災，必須正確選擇與使用滅火劑。 首先，鋁粉發生火災不能用水和泡沫進行撲救，這是因為鋁粉表面通常有一層氧化膜，遇水一般不會發生反應。但新制成的鋁粉或氧化膜已經脫落的鋁粉以及火場上正在燃燒或處于高溫烘烤下的鋁粉會迅速發生化學反應，放出有爆炸燃燒危險的氫氣與空氣混合形成爆炸性混合物。因此，鋁粉火災禁止用水和泡沫撲救。

　　其次，鋁粉在常溫下能與氯和溴進行燃燒反應，還可與鹵代烷發生反應生成少量氯化鋁起催化作用，往往導致爆炸燃燒。因此，鋁粉火災也不能用四氯化碳、1211滅火劑進行撲救。

　　鋁粉比重輕，細度小，一旦遇到風吹或氣噴極易飛揚在空中形成爆炸性混合物。因此，鋁粉火災也不能用二氧化碳等氣體滅火機進行撲救。

　　根據上述特點，撲救鋁粉火災應當選用7150滅火劑或化學干粉、干砂以及石墨粉、干鎂粉等進行撲救。因為這類滅火劑可以覆蓋在燃燒鋁粉的表面，使其與空氣隔絕，并能有效地防止鋁粉飛揚與空氣混合，從而達到窒息滅火的目的。

　　什么是鋁粉塵爆炸 ？

　　就是粉塵在爆炸極限范圍內，遇到熱源（明火或溫度），火焰瞬間傳播于整個混合粉塵空間，化學反應速度極快，同時釋放大量的熱，形成很高的溫度和很大的壓力，系統的能量轉化為機械功以及光和熱的輻射，具有很強的破壞力。

　　鋁粉塵爆炸的特點

　　(1)多次爆炸是粉塵爆炸的大特點；

　　(2)粉塵爆炸所需的小點火能量較高，一般在幾十毫焦耳以上；

　　(3)與可燃性氣體爆炸相比，粉塵爆炸壓力上升較緩慢，較高壓力持續時間長，釋放的能量大，破壞力強。粉塵的燃燒速度比氣體的要小，由于其燃燒時間長及產生的能量大，所以造成的破壞及燒毀的程度嚴重得多。這是因為粉塵中的碳、氫含量高，即可燃物含量多。如果按產生能量的高值進行比較，粉塵爆炸是氣體爆炸的好幾倍，溫度可達2000—3000℃以上，大爆炸壓力為345—690kpa；（4）粉塵燃燒要經過加熱熔融、離解、蒸發等復雜過程，粉塵從接觸火源到發生爆炸所需的時間即感應期要比氣體爆炸長，達數十秒；（5）粉塵爆炸能引起建筑物其它部位的粉塵再次爆炸。而且第二次爆炸壓力比第一次爆炸壓力大，破壞性更嚴重。

　　如何預防鋁粉塵爆炸

　　一是要減少粉塵在空氣中的濃度。采用密閉性能良好的設備，盡量減少粉塵飛散逸出，同時要安裝有效的通風除塵設備，加強清掃工作。二是要控制室內溫度。三是要改善設備，控制火源。有粉塵爆炸危險的場所，都要采用防爆電機、防爆電燈、防爆開關。四是應事先控制爆炸的范圍。五是要控制溫度和含氧程度。凡有粉塵沉積的容器，要有降溫措施，必要時還可以充入惰性氣體，以沖淡氧氣的含量。

　　鋁合金、鋁型材等鋁制品打磨拋光車間的滅火措施、應急方案

　　1．建立強有力的火場指揮部。鋁粉一旦發生爆炸燃燒，往往造成人員傷亡，而且火場情況較為復雜，并有二次爆炸的危險。因此，在撲救過程中應成立強有力的火場指揮部，以對整個滅火任務進行統盤考慮。火場指揮部的任務主要是迅速組織力量偵察火情，制訂正確的戰術措施，布置戰斗任務，下達戰斗命令，調集各種車輛進行救人、疏散物資、供給滅火劑（運砂）等。

　　2．注意正確使用滅火劑。7150滅火機和化學干粉滅火機都用壓縮氮氣作動力，將藥劑噴射在燃燒物上，所以，在使用這兩種滅火機時噴射壓力不宜過大，以防引起粉塵飛揚發生爆炸。在使用干砂、石棉被滅火時，可采用“一圍、二蓋、三埋”的方法，即在圍攻火勢時，先用干砂將燃燒的鋁粉從四周圍起來，圍到一定程度，再用石棉被覆蓋，后，用砂子輕輕地掩埋（一般砂厚達30—50公分即可）。此外，上述滅火劑還可聯合使用。如果是生產車間發生火災，可先用化學干粉或7150滅火劑撲滅車間內生產所用的煤油池（罐）和部分設備的燃燒，然后，在車間內溫度相對減弱的情況下，再用7150滅火劑、石棉被和干砂圍殲燃燒的鋁粉。

　　3．先阻擊，后圍殲。若少量鋁粉發生燃燒未形成大范圍的火災時，可采取速戰速決的戰術，利用石棉被、干砂直接消滅火災。如果發生爆炸形成大面積燃燒，則應采取先阻擊，后滅火的戰術。

　　滅鋁粉火災應注意的問題

　　根據鋁粉火災燃燒的特點，在撲救過程中，應當注意以下幾個問題。

　　1．在撲救中，不準隨意打開窗戶，以免形成過堂風使鋁粉飛揚，造成爆炸傷人。

　　2．消防人員要注意觀察和運用地形地物作掩護，以防輻射熱、灼熱體、房屋倒塌以及爆炸造成人員傷亡。

　　3．充分利用安全設備、裝備作好自身保護，便于隊員行動。

　　4．及時關閉車間內球磨機和工藝系統的各種閥門，先停機、停電然后再進行撲救。

　　想要弄清昆山鋁粉塵爆炸事故的原因，首先得弄清什么是粉塵爆炸。

　　粉塵爆炸是懸浮于空氣中的可燃粉塵觸及明火或電火花等火源時發生的爆炸現象，因為固體物質的微小顆粒，相比較相同重量的塊狀物質，它的表面積要大得多，所以很容易著火。常見易燃粉塵包括：金屬(如鎂粉、鋁粉）、煤炭、糧食(如小麥、淀粉)、飼料(如血粉、魚粉)、農副產品(如棉花、煙草)、林產品(如紙粉、木粉)、合成材料(如塑料、染料)。

　　粉塵可燃，并不意味著一定會爆炸。研究成果表明，粉塵爆炸一般要具有五種條件：

　　1.粉塵濃度適度。濃度低了，粉塵粒子間距過大，火焰難以傳播，不會爆炸；濃度太高，氧氣就會不足，也不會爆炸（一般三十克到四十克每立方米鋁鎂粉塵就達到爆炸濃度了）

　　2.要有一定含氧量。這是粉塵燃燒的必要條件。

　　3.要有足夠的點火源。粉塵爆炸所需的小點火能量，比氣體爆炸要大1-2個數量級。

　　4.粉塵必須呈粉塵云狀態，即處于懸浮狀態。

　　5.粉塵云要處在相對密封的空間，這樣溫度和壓力才能急劇升高。

　　通常認為，易爆粉塵只要滿足條件1和條件2，就意味著具備了可能發生事故的苗頭。所以，煤礦、面粉廠、糖廠、紡織廠、硫黃廠、飼料、塑料、金屬加工廠及糧庫等一些空氣流通差的地方，都容易發生粉塵爆炸。

　　粉塵爆炸往往不止于一次，極有可能發生二次爆炸。第一次爆炸把沉積在地面上、設備上的粉塵吹起來，而爆炸后短時間內，爆炸中心會形成負壓，把周圍新鮮空氣吸進來，與揚起的粉塵混合，從而引發二次爆炸。二次爆炸時，粉塵的濃度一般比較高，所以威力會更大。

　　哪個環節容易出問題

　　根據官方披露的信息，爆炸是由于明火引爆了粉塵。也就是說，當時車間內至少存在兩個安全隱患：出現明火和粉塵達到爆炸濃度。而按照規定，這種車間的安全要求極高，無論是粉塵濃度、通風還是明火方面都有嚴格規定。

　　附近企業員工說，這家企業早上7點半上班，事故發生的時間正處于早班和晚班交接期間，人員混亂，事故發生或與此有關。

　　出事企業的員工小王說，他看到過有個吸灰塵的管道，里面堆著灰，但沒看到有人清理過。

　　東北大學工業爆炸及防護研究所副教授鐘圣俊在接受快報記者采訪時說，盡管事故原因還在調查中，但拋光工藝都很相似，主要是由拋光機和除塵系統組成，其中，除塵系統容易造成粉塵聚集，引發爆炸。

　　根據東大防爆所的統計數據，從2010年至2011年5月，我國共發生8起金屬拋光粉塵爆炸事故，并釀成11死53傷的慘劇，大約占同期粉塵爆炸事故的30%。

　　鐘圣俊介紹說，事發工廠為合金輪轂進行拋光，可能會產生鎂鋁合金粉末。該成分與煙花爆竹中的鎂、鋁、鐵粉混合物類似，靜電、機械摩擦、碰撞、電氣故障和自燃都是可能的點火源，但對于金屬拋光粉塵爆炸的新聞報道，通常將點火原因歸結為電氣設備故障，或者用事故原因正在調查中敷衍了事，從未提及監管不善的深層原因。

　　從新聞報道來看，以上事故有個共同點：除塵系統內發生了爆炸，造成人員傷亡的，均在車間發生了二次爆炸。鐘圣俊分析，過去拋光工藝單元規模小，除塵系統單獨設置，危險相對分散；而現在集中式除塵系統將多個拋光工藝單元連接在一起，一旦發生事故，危害程度大大增加。

　　鐘圣俊說，目前除塵系統分布袋式除塵器和水除塵器兩種。因為維護成本低，前者備受企業青睞,占所有除塵系統的90%以上，但往往會出現一個問題：通風除塵系統沒有嚴格按規范來做，造成粉塵堆積。比如控制風速沒達到要求，或者通風除塵系統沒有按照防爆的要求來設置，包括管道的設置、串聯并聯的設置、除塵器的選擇是否防爆、是否有火星探測和熄滅措施。

　　上海交通大學汽車工程研究院副院長殷承良同樣認為，本次事故或因該公司為節約成本而忽視抽風集塵設備、粉塵預警裝置而造成的。