可燃粉尘的特性及测定方法

可燃粉尘是具有高分散度、很大的比表面、很强的吸附性和化学活性、较低的自燃点及较强动力稳定性的固—气非均相体系，其燃烧爆炸危险性大小与这些特性有关。

（一）具有高分散度

在一定粒径范围内，细小粉尘颗粒数占总粉尘颗粒数的百分数，称为粉尘在该粒径范围的分散度。

任何粉尘，不论用什么方法产生，都是由大大小小的粒子组成的。在粉尘的整体中，如果细小粒子含量越高，粉尘的分散度就越大。粉尘的分散度可用筛分法来测定，见表9-2。

表9-2 粉尘的分散度 （%）

从表9-2中可以看出，在1～50µm的粒径范围内，糖粉尘中细小粒子的含量比棉花粉尘的高，因此，糖粉尘的分散度大于棉花粉尘。

粉尘的分散度不是固定的，它因条件的不同而异。不同物质在不同条件下产生的粉尘分散度不同：空气湿度越大，会使粒度很小的粉尘被吸附在水蒸气表面而降低分散度；在空间中不同高度处的粉尘分散度也不相同，通常地面附近的粉尘分散度最小，距地面越高，粉尘的分散度越大。

分散度大的可燃粉尘，则比表面积大，化学活性强，能长时间悬浮在空气中，因而燃烧爆炸危险性大。

（二）具有很大的比表面积

粉尘的比表面积，主要决定于粉尘的粒度。同一体积的物体，粒度越小，表面积就越大。表9-3列出了1cm³的固体物质，逐渐粉碎为小颗粒时，其表面积增加的情况。当然，实际中的粉尘粒子并非正方体，而是呈不规则的形状，粒子大小也不同，但粒度越小，表面积越大，比表面积也就越大。

表9-3 粒度与表面积的关系

（三）具有很强的吸附性和化学活性

任何物质的表面都具有能把其他物质吸向自己的吸附作用。这是因为，对于物体内部的分子，四周都被具有相等吸引力的分子所包围，而处于平衡状态，而表面分子只是在它的旁边和内侧受到具有相同吸引力的分子的吸引，有一部分吸引力没有得到满足，这种不饱和力称为剩余力，剩余力是造成表面吸附作用的主要原因。

可燃粉尘有很大的比表面积，必然具有很强的吸附作用，可大量吸附空气中的氧气与之接触并反应，化学活性大大增强，反应速度增快，燃烧爆炸的危险性增大。例如，很多金属，像Al、Mg、Zn等在块状时一般不能燃烧，而呈粉尘时，不仅能燃烧，若悬浮于空气中达到一定浓度时，还能发生爆炸。

（四）具有较低的自燃点

就同一种可燃粉尘而言，粒度越小，化学活性越强，自燃点越低。而且，沉积粉尘的自燃点比悬浮粉尘的自燃点低见表9-4。这是由于悬浮粉尘粒子间距比沉积粉尘粒子间距大，因而在氧化过程中热损失增加，导致悬浮粉尘的自燃点高于沉积粉尘的自燃点。(www.xing528.com)

表9-4 常见可燃粉尘的自燃点

（五）具有较强的动力稳定性

粉尘始终保持分散状态而不向下沉积的特性称为动力稳定性。

粉尘悬浮在空气中同时受到两种作用，即重力作用与扩散作用。重力作用使粉尘不断沉降，而扩散作用会使粉尘有向空间中均匀分布的趋势。粒度较大的粉尘因扩散速度较慢，不足以抗衡重力的作用，而产生了沉积，粒度越大，沉积速度越快。而对于粒度较小的粉尘，在受重力作用下降的同时，扩散作用使之向空间中分布均匀，这样，粉尘浓度就随高度有一定的分布，在高处要比低处小。当粉尘粒度小到一定程度以后，扩散作用与重力作用平衡，粉尘就不会沉降了。

粒度大小是粉尘动力稳定性的决定性因素，分散度越大，粒度越小，动力稳定性越强。粉尘的扩散系数D（即单位浓度梯度时，单位时间通过单位截面积的扩散物质流）可用下式表示

式中 r——球形粒子半径（m）；

η——介质黏度（mPa·s）；

N——阿佛伽德罗常数（Na）；

R——气体常数，对任意理想气体而言，R约为8.314J/（mol·k）；

T——气体的热力学温度（K）。

由以上公式可知，当粉尘的分散度越大，粒子半径γ越小，其扩散系数D就越大，说明粉尘的动力稳定性越强。

【思考与练习题】

1.可燃粉尘的概念是什么？

2.可燃粉尘如何分类？

3.可燃粉尘有哪些特性？