粉尘爆炸（化学反应）

粉尘爆炸

化学反应

粉尘爆炸，指粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源（明火或温度），火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。

粉尘爆炸多在伴有铝粉、锌粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等产生的生产加工场所。某些厂矿生产过程中产生的粉尘，特别是一些有机物加工中产生的粉尘，在某些特定条件下会发生爆炸燃烧事故。

基本定义

凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘；浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘；沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。

物质种类

现已发现以下七类物质的粉尘具有爆炸性：

金属（如镁粉、铝粉）；

煤炭；粮食（如小麦、淀粉）；

饲料（如血粉、鱼粉）；

农副产品（如棉花、烟草）；

林产品（如纸粉、木粉）；

合成材料（如塑料、染料）。

某些厂矿生产过程中产生的粉尘，特别是一些有机物加工中产生的粉尘，在某些特定条件下会发生爆炸燃烧事故。

条件

国内外的研究成果表明，这些条件一般有三种：

（1）可燃性粉尘以适当的浓度在空气中悬浮，形成人们常说的粉尘云；

（2）有充足的空气和氧化剂；

（3）有火源或者强烈振动与摩擦。通常认为，易爆粉尘只要满足条件（1）和条件（2），就意味着具备了可能发生事故的苗头。

过程

粉尘的爆炸可视为由以下三步发展形成的：

第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体；

第二步是可燃气体与空气混合而燃烧；

第三步是粉尘燃烧放出的热量，以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行，其反应速度逐渐加快，通过剧烈的燃烧，最后形成爆炸。这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高，并呈跳跃式的发展。

因素

粉尘的爆炸性能受粉尘的颗粒度、粉尘挥发性、粉尘水分、粉尘灰分和火源强度等影响。

特点

（1）多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点；

（2）粉尘爆炸所需的最小点火能量较高，一般在几十毫焦耳以上。

（3）与可燃性气体爆炸相比，粉尘爆炸压力上升较缓慢，较高压力持续时间长，释放的能量大，破坏力强。

主要危害

具有极强的破坏性

粉尘爆炸涉及的范围很广，煤炭、化工、医药加工、木材加工、粮食和饲料加工等部门都时有发生。如1952—1979年间，日本发生各类粉尘爆炸事故209起，伤亡共546人，其中以粉碎制粉工程和吸尘分离工程较突出，各为46起。联邦德国1965—1980年发生各类粉尘爆炸事故768起，其中较严重的是木粉及木制品粉尘和粮食饲料爆炸事故，分别占32％和25％。近几年来，中国每年发生粉尘爆炸的频率为：局部爆炸150-300次系统爆炸1-3次，且呈增长趋势。中国发生的这些粉尘爆炸尤其是系统爆炸，造成了严重损失，仅1987年哈尔滨亚麻厂的亚麻尘爆炸事故，死亡58人，轻重伤177人，直接经济损失882万元。

容易产生二次爆炸

第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来，在爆炸后的短时间内爆炸中心区会形成负压，周围的新鲜空气便由外向内填补进来，形成所谓的“返回风”，与扬起的粉尘混合，在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸时，粉尘浓度一般比一次爆炸时高得多，故二次爆炸威力比第一次要大得多。例如，某硫磺粉厂，磨碎机内部发生爆炸，爆炸波沿气体管道从磨碎机扩散到旋风分离器，在旋风分离器发生了二次爆炸，爆炸波通过爆炸后在旋风分离器上产生的裂口传播到车间中，扬起了沉降在建筑物和工艺设备上的硫磺粉尘，又发生了爆炸。

能产生有毒气体

一种是一氧化碳；另一种是爆炸物（如塑料）自身分解的毒性气体。毒气的产生往往造成爆炸过后的大量人畜中毒伤亡，必须充分重视。

预防

（1）加强强风，控制粉尘浓度低于爆炸下限；

（2）在有爆炸危险性粉尘的场合，应避免高温、明火、电火花及撞击等情况；

（3）对有些与水接触会引起自燃或爆炸的粉尘，应避免与水或有可能发生反应的液体接触；

（4）应注意粉尘的种类及性质，避免会发生相互反应的粉尘混合或接触。

研究进展

由于粉尘爆炸（如煤粉、粮食粉尘等）比气相爆炸现象要复杂得多，因此，人们对它的认识经历了一个相当长的历史过程。早在1785年，世界上第一次有记载的粉尘爆炸发生在意大利Turin的面粉仓库。在1844年，Faradell与Lyell发现在煤矿爆炸事故中，煤粉的爆炸大大增加了甲烷空气的爆炸威力。但各国大量粉尘爆炸的实验研究的兴起，还是在20世纪初期1906年法国Courriers矿爆炸1096人死亡之后。人们在生产和事故中认识到很多粉尘都能引起爆炸，因此，很自然就会想要知道各种粉尘的爆炸的性质及其相对危险性的比较。

但最早进行系统研究的还首推美国，由Nagy和Verakis所著的《粉尘爆炸的发展与控制》一书，详细叙述了美国矿山局近百年来对粉尘爆炸的研究。它对粉尘爆炸的研究方法、装置、粉尘点火、压力发展及防止爆炸都作了详尽的介绍。继美国之后，英国、法国、德国、日本、挪威以及许多其他欧洲国家也相继开展了这方面的研究。研究领域涉及染料、药物、粮食、饮料、金属、塑料、织物、木材等粉尘。而中国开展这方面的研究则是在20世纪80年代，哈尔滨亚麻厂粉尘爆炸、黄埔港粮食筒仓大爆炸等数次恶性爆炸事故之后。

案例

1913－1973年间美国仅工农业领域，就发生过72次比较严重的粉尘爆炸事故。

1952—1979年间，日本发生各类粉尘爆炸事故209起，伤亡共546人，其中以粉碎制粉工程和吸尘分离工程较突出，各为46起。

1965—1980年，联邦德国发生各类粉尘爆炸事故768起，其中较严重的是木粉及木制品粉尘和粮食饲料爆炸事故，分别占32%和25%。

1942年，本溪煤矿曾发生世界上最大的煤尘爆炸，死亡1549人，重伤246人。

1987年哈尔滨亚麻厂的亚麻尘爆炸事故，死亡58人，轻重伤177人，直接经济损失882万元。

2010年2月，河北省秦皇岛发生的玉米淀粉粉尘爆炸事故，造成19人死亡、49人受伤。

2011年5月，富士康抛光车间发生可燃粉尘意外爆炸事故，造成3人死亡，16人受伤。

2012年8月，温州市瓯海区一幢民房在生产中发生铝粉尘爆炸，导致坍塌并燃烧，造成13人死亡、15人受伤。

2014年4月，江苏省南通市如皋市东陈镇发生硬脂酸粉尘爆炸事故，造成8人死亡，9人受伤。

2014年8月2日江苏昆山工厂爆炸致75人死亡。爆炸系因粉尘遇到明火引发的安全事故。

2015年6月27日台湾游乐园粉尘爆炸516人伤，其中4名大陆女性。

电视剧中出现

《伪装者》第45集中明诚就是利用了粉尘爆炸炸毁了面粉厂

参考资料

1.仪征市粉尘爆炸测试 金属打磨粉尘可爆实验·搜了网

2.粉尘爆炸的危害和特点·葫芦岛市人民政府