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白糖爆炸,15分钟摧毁美国百年历史糖厂,为什么会这样?

我们经常吃的糖竟然能发生爆炸,不仅如此,它还把一座巨大的糖厂炸成废墟!这个故事狗血到可以写一部科幻小说吧?但是我要告诉你,这可是真实发生过的事,并且它给我们的教训远不止故事本身。

帝国制糖公司又叫帝国糖业,曾经是美国最有名的一家制糖企业,它成立于1843年,在美国占了很大的市场份额。1916年,帝国糖业在佐治亚州小城温特沃斯港建了一座巨大的精制糖厂,糖厂占地0.65平方公里,年产白糖占美国的9%,被称为“帝国糖厂”。然而2008年2月7日晚上7点钟,一切都发生了改变:糖厂包装车间一条输送带轴承过热,输送机周围空气中有许多糖粉,糖粉受热后发生爆炸,爆炸冲击波摧毁了包装车间,同时将相邻厂房犄角旮旯里聚积的糖粉扬起到空中,结果在15分钟内引发一连串强烈的二次粉尘爆炸。

帝国糖厂被炸成废墟

帝国糖厂的爆炸不仅造成14名工人死亡,还有超过36人受到严重烧伤,有些人甚至失去了全身皮肤,生命垂危。糖厂大部分建筑化为废墟,不得不全部拆除,四年后,帝国制糖公司被荷兰一家公司收购。

糖会爆炸?!许多人听到后肯定会摇摇头说“这是造谣”。你经常吃的白砂糖当然不容易发生爆炸,糖是碳水化合物,它能燃烧。

白糖可以燃烧

我们常见的蔗糖里含有许多碳、氢和氧原子,它在186℃时会分解成焦糖,并且能在氧气里燃烧生成二氧化碳和水。如果我们将蔗糖跟硝酸钾(氧化剂)混合在一起可以制成一种“火箭糖”的燃料,许多业余火箭就是利用这种糖燃料来推动的。

蔗糖分子里有许多碳

我们能燃烧糖,却很少见到它爆炸,因为在正常情况下糖的燃烧并不剧烈,远远达不到爆炸的程度。但如果你将糖磨成细粉并扬起就空中,或者吹一个洒了糖粉的生日蛋糕,这时候就要特别小心,它很容易让你受伤。

吹糖粉引发爆燃

我们通常将物体与氧气剧烈反应、释放高温的化学过程称为燃烧。当物体燃烧时,它与氧气接触面积的大小决定了燃烧的剧烈程度,你接触氧气的面积越大,分子在单位时间里发生氧化反应的机会就越多,燃烧就越猛烈。

来做一个简单的数学题:一个边长为1厘米的正方体冰糖,将它平均分成8个正方体,表面积会变成多少?

分割物体会增加其表面积

1厘米边长的立方体有6个面,冰糖的表面积是6平方厘米;平均分成8块后,每一块小冰糖的表面积是1.5平方厘米,8块的总表面积变成了12平方厘米。我们可以看到,当冰糖分割后,它的表面积比之前大了一倍。继续这样分下去,直到分成大约40微米的糖粉颗粒,它的总表面积将达到6144平方厘米,是最初的1024倍。总表面积的增加使得糖燃烧的速度大大加快,如果密闭空间空气中糖粉的浓度达到一定值,剧烈的燃烧就演变为爆燃。

木粉尘爆燃实验

不仅糖粉有爆燃现象,实际上许多粉状物体比如面粉、淀粉、奶粉、可可粉、其它谷物的粉末、木材加工厂的锯末、煤矿里的煤尘等等,当它们在空气中达到一定浓度时也有可能发生爆燃。有些金属粉末比如铁粉、铝粉、钛粉和镁粉等的爆炸会很强烈。

区别于其它粉尘爆燃,铝、镁等活泼金属粉末发生爆炸最初的原因常常是受潮。极细的铝粉末遇到水时会产生氢气,一旦遇到火花,氢气会首先与氧气反应爆燃,紧接着铝粉末发生更猛烈燃烧,从而造成巨大伤害。曾经有一家工厂因为轮毂抛光产生的铝粉在设备中聚积发生爆炸,酿成数百人死伤的重大事故,教训深刻。

爆炸

我们日常生活中遭遇粉尘爆炸的机会极少,只要你了解它的危害,不要在庆祝生日或节日时撒面粉或别的什么粉就基本不会有事。粉尘爆炸更多发生在一些产生粉尘的工厂和仓库,如果管理松懈,生产场所通风不畅、机器长时间不打扫造成粉尘堆积,一旦设备故障产生高热、静电或其它原因着火,都极有可能发生爆炸事件。

到处是粉尘的车间有爆炸危险

帝国糖厂糖粉爆炸事故并不是一个孤立事件,类似的悲剧在许多地方都频繁发生,爆炸不仅造成经济损失,还引起大量人员死伤,这足以引起我们的重视和警惕。

安全生产,警钟长鸣!