粉塵爆炸的爆炸機理，直至今日其實尚未完全揭示清楚，雖實質屬于氣體爆炸，但又比單純的氣體爆炸要復雜得多。隨著工業的發展，可燃粉體的應用量大增，導致其爆炸的風險也水漲船高，如果不能想到合適的方法進行防護，一旦發生意外后果便不堪設想。幸運的是，隨著人們對粉塵爆炸的基礎原理的認識加深，人們慢慢地“掌握”了應對它的方法，其中“惰性防護”是很關鍵的一部分。

粉塵爆炸具有極大的破壞力

惰性防護是基于粉塵爆炸本質安全原則，通過降低爆炸系統中的氧含量或者可燃粉塵濃度，阻止火焰的自主傳播，是一種預防爆炸的可能性和減弱爆炸的嚴重程度的方法。因此，在針對工業粉塵爆炸災害防治時，如果采取惰化措施基礎上進行的抗爆、泄爆、抑爆和隔爆等措施，能夠使目前的粉塵防爆技術的適用性和有效性得到更大程度的發揮。

惰化防護的分類

防爆技術措施可分為兩類：一類是預防性技術措施，即通過控制和消除爆炸發生條件，以減少或避免爆炸事故發生；另一類是防護性措施，即通過控制爆炸破壞力的形成，以減輕爆炸事故造成的災害程度或避免爆炸事故的產生。可見，惰化防爆既是一種預防性技術措施，又是一種防護性技術措施。

當前對惰化條件下工業粉塵爆炸的研究主要分為3種：①以固體介質進行惰化，如碳酸氫鈉粉、碳酸鈣粉等；②以液態水為主的惰化抑爆，如水、水蒸氣等；③采用氣相介質進行惰化，如N₂，CO₂等。

氣相惰化技術

由于降低氧氣含量不僅可以避免粉塵層火災事故，也能抑制粉塵云的爆炸事故，并且在我國現行防爆標準中有所應用，所以氣相惰化的研究倍受關注。

氣流粉碎機中常用惰性氣體進行保護

目前，氣相惰化主要有真空惰化、壓力惰化、壓力-真空聯合惰化、使用惰性混合氣體進行真空和壓力惰化、吹掃惰化以及虹吸惰化。氣相惰化介質有CO₂、N₂、熱風爐尾氣和惰性氣體如氬氣等，可根據粉塵加工過程中對粉塵潔凈要求不同而采用不同的惰性介質。

熱風爐尾氣中含有大量惰性氣體，但雜質較多，主要用于對粉體潔凈程度要求不高同時需求量較大的場所，如發電、煉鐵和水泥生產過程中的煤粉制備系統；對于二氧化氮、氬氣、氮氣等潔凈的惰性介質一般用于化工、醫藥等行業的粉塵防爆；有些金屬粉塵在氮氣中也能燃燒，如鎂粉等，因此必須用氬氣或氦氣進行保護。

液相惰化技術

液態惰性介質水、水蒸氣也可用于惰化抑爆，因為水不僅比熱容很大、吸熱的能量強能夠阻止火焰傳播，更重要的就是水會導致粉塵發生團聚現象，減小粉塵的受熱及其與氧氣的接觸面積，阻止粉塵揮發分的析出以及其與氧氣混合并發火的過程，所以具有很強的惰化作用。由于水的高效吸熱性以及對粉塵的團聚作用，所以相對于惰性粉體來說，它具有最優的惰性效能，但水、水蒸氣通常會影響粉體制備工藝，主要用于在緊急情況下滅火。

惰性粉塵惰化技術

關于惰性粉塵防爆技術，最早的應用是在煤礦開采行業——在煤礦開采的過程中，煤塵容易與空氣形成爆炸混合物，因此通過在煤塵中混入大量固體惰性顆粒，可有效降低煤塵爆炸事故的發生。因此為降低可燃粉塵加工處理過程中的危險系數，在其他行業中也經常采用固體顆粒惰化技術。

煤礦是粉塵爆炸的高危地帶

在惰性粉體惰化抑爆方面，惰性粉體粒徑、濃度、種類、粒度分布等因素與抑制效果密切相關。大量的研究結果表明，硅酸鹽、鹵化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽等都具有抑制燃燒作用，且每種惰性粉塵抑爆的原理都有所不同：如碳酸鈣能在粉塵燃燒爆炸過程中充當冷源吸收粉塵燃燒反應釋放的熱量，使粉塵爆炸猛烈度降低；磷酸二氫銨除充當冷源吸收熱量之外，也通過自身化學分解進一步消耗反應熱量；氫氧化鋁的惰化行為則與磷酸二氫銨相似。

另外根據研究，碳酸鈣與磷酸二氫銨兩者之間會發生抑制燃燒爆炸的附加反應，二者復配比會比單一惰化劑具有更高的惰化效能，存在明顯的協同效應，因此針對不同惰性粉塵的抑爆性能展開研究具有重要意義。

資料來源：

粉塵爆炸中惰性介質抑制機理及協同作用任一丹，劉龍，袁旌杰，杜兵，黃衛星。

工業粉塵惰化抑爆技術研究現狀分析，胡東濤，陳曦。

粉體圈 小榆 整理