在處理可燃粉塵過程中,廣泛使用集塵器。通過集塵器將粉塵從氣相中分離下來,然後將乾淨的空氣從工藝系統排放至大氣;或者在局部引風系統中,通過集塵器除去空氣中的粉塵,使排放的空氣達標(滿足環保的要求)。
粉塵爆炸通常需要滿足五個基本的條件,如下圖所示。在集塵器中,這五個條件都能具備。以往的粉塵爆炸事故統計表明,約40%的粉塵爆炸事故發生在集塵器中,正是因為集塵器容易具備發生粉塵爆炸的各種條件所致。
通常可以從兩個方面降低集塵器內發生粉塵爆炸的風險,一是預防發生粉塵爆炸,一是當爆炸發生時,儘量減緩事故的後果。
從造成事故的原因入手,控制著火源是防止在集塵器內發生爆炸的重要手段。靜電是集塵器內的主要著火源,因此,集塵器需要有妥善靜電接地。對於著火能(MIE)較低的粉塵,避免集塵器的濾袋(或過濾濾芯)形成靜電積累非常重要。常見的一些事故原因是過濾器的濾袋或濾芯採用了不能導靜電的材料製成,能形成靜電累積和放電,引燃可燃粉塵與空氣的爆炸性混合物。或者,雖濾袋或濾芯是由可導靜電的材料製成,但有絕緣材料將它們和集塵器的本體隔離了,使濾袋或濾芯成了孤立的導體(即沒有接地的導體),當它聚集足夠靜電後,會向已經接地的集塵器本體放電,形成火花放電。火花放電能提供高達1000mJ的能量,足以引燃大部分可燃粉塵。如果濾袋(或濾芯)與集塵器本體之間存在絕緣墊片,需要如下圖做好跨接,這一點至關重要!
在緩和事故後果的方面,通常在集塵器上設置爆破板(如下圖)。爆破板一定要釋放至室外,並且朝向安全的地方(避開操作區域或人行走的區域、也避開其它重要的設施)。在爆破板的出口端應避免形成太大的背壓,例如不能在出口處設置密集的絲網(有些工廠為了防止鳥進入而設置絲網,這樣會明顯增大洩爆時的背壓)。
當集塵器內發生粉塵爆炸時,壓力會升高,除了從爆破板處洩壓外,高溫的氣體可能逆流回到上遊(工藝系統),因此,為了防止集塵器內的爆燃或爆炸蔓延至上遊,通常在集塵器的上遊設置阻火閥,如下圖所示。但是,對於Kst超過300的粉塵,不能採用這種阻火閥設計方案,應避免採用乾式除塵,溼式除塵是可取的解決方案。
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