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沸腾干燥设备的防爆安全性浅析

日期:2015-09-19 人气:

摘  要:对粉体沸腾所伴有静电和粉尘爆炸的二个问题作理论探讨,从而阐明了沸腾干燥设备防爆安全的重要性,同时插入此方面在此类设备的运用。


  对沸腾干燥、沸腾制粒等沸腾干燥设备来说,基本都是以流化床工作原理为基础的,其物料干燥过程的基础就是粉体的沸腾。同时,在排风作用下,容器内细微粉体经捕集袋过滤后排向室外,其捕集的过程就有大量的超细粉的产生,不管是在流态沸腾还是在捕集运行中,沸腾干燥的整个过程均伴有超细的粉体运动。然而,粉体运动存在的过程常伴有静电和粉尘爆炸的二个问题,在某些因素引导下会引起爆炸现象。目前国内在处理此类问题时,认为只要安置防爆电机就可行了,实属考虑欠妥。本文从粉体沸腾的静电和粉尘爆炸问题作理论的探讨,针对沸腾干燥设备的防爆安全性提出自己的观点,目的是为了此类设备制造和应用得更完整、更可靠和更安全。
 1.沸腾干燥设备中粉体(ti)的不(bu)安全因素(su)浅析


    1.1沸腾干燥设(she)备(bei)粉(fen)体沸腾中(zhong)静电产生的(de)因素(su)探讨

  物料(liao)在沸(fei)腾干(gan)(gan)燥(zao)(zao)设(she)备沸(fei)腾干(gan)(gan)过(guo)程(cheng)中,由(you)于(yu)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)气体(ti)与(yu)物料(liao)颗粒(li)表(biao)面(mian)产生(sheng)(sheng)剧(ju)烈(lie)的(de)(de)(de)摩擦(ca)(ca),干(gan)(gan)燥(zao)(zao)固(gu)(gu)体(ti)粒(li)子(zi)之(zhi)间(jian)也会(hui)(hui)产生(sheng)(sheng)剧(ju)烈(lie)的(de)(de)(de)碰撞(zhuang)与(yu)摩擦(ca)(ca),同时(shi)固(gu)(gu)体(ti)粒(li)子(zi)还与(yu)筒体(ti)壁面(mian)、捕(bu)集袋及管路壁面(mian)发生(sheng)(sheng)剧(ju)烈(lie)的(de)(de)(de)碰撞(zhuang)与(yu)摩擦(ca)(ca),使(shi)得固(gu)(gu)体(ti)粒(li)子(zi)表(biao)面(mian)带(dai)有大量的(de)(de)(de)静电(dian)(dian);另一(yi)(yi)(yi)方面(mian),随着固(gu)(gu)体(ti)粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)不(bu)断细化,产生(sheng)(sheng)了大量的(de)(de)(de)新生(sheng)(sheng)表(biao)面(mian),原粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)电(dian)(dian)荷平衡状(zhuang)(zhuang)态被破坏,使(shi)新生(sheng)(sheng)粒(li)子(zi)表(biao)面(mian)带(dai)上大量电(dian)(dian)荷。由(you)于(yu)聚集、粘附管壁等原因,一(yi)(yi)(yi)旦当整(zheng)机(ji)接地状(zhuang)(zhuang)态不(bu)良时(shi),可(ke)使(shi)积(ji)累的(de)(de)(de)静电(dian)(dian)电(dian)(dian)荷形(xing)成相当高的(de)(de)(de)电(dian)(dian)压(ya),其(qi)在一(yi)(yi)(yi)定条件下会(hui)(hui)导(dao)致(zhi)静电(dian)(dian)释放产生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)电(dian)(dian)火花(hua)。如果被干(gan)(gan)燥(zao)(zao)物料(liao)是易(yi)燃易(yi)爆物,这(zhei)种静电(dian)(dian)火花(hua)极易(yi)引起干(gan)(gan)燥(zao)(zao)物料(liao)的(de)(de)(de)突然(ran)燃烧(shao)或爆炸。

  文献研究认(ren)为“静电(dian)最(zui)高处在于捕集袋内(nei)”,这(zhei)是(shi)由于风机(ji)运(yun)行抽(chou)去大(da)量容器(qi)内(nei)细小粉尘,这(zhei)样在捕集袋内(nei)大(da)量积累带电(dian)粉尘。而产生火花放电(dian)的最(zui)危险点可(ke)认(ren)为在捕集袋、分离小管(guan)道内(nei)。

    1.2沸腾(teng)干燥设备(bei)中(zhong)粉尘爆炸产生的因(yin)素探讨

  粉(fen)(fen)尘(chen)爆炸的(de)定义为悬(xuan)浮于空气(qi)(qi)中的(de)粉(fen)(fen)尘(chen)颗(ke)粒(li)与空气(qi)(qi)中的(de)氧(yang)气(qi)(qi)充分(fen)接触,在特定条(tiao)件下瞬(shun)时(shi)(shi)完成氧(yang)化反应,反应中放出(chu)大(da)量(liang)热(re),从而产生高(gao)温、高(gao)压的(de)现象。一般来说,可(ke)(ke)燃(ran)(ran)固体(ti)在空气(qi)(qi)中燃(ran)(ran)烧(shao)时(shi)(shi)会释放出(chu)能量(liang),并(bing)产生大(da)量(liang)的(de)气(qi)(qi)体(ti),而释放出(chu)能量(liang)的(de)快慢既燃(ran)(ran)烧(shao)速(su)度(du)的(de)大(da)小(xiao)在固体(ti)(粉(fen)(fen)尘(chen))暴露在空气(qi)(qi)中的(de)面(mian)积有(you)关。因此,对于同一种(zhong)固体(ti)物质(zhi)的(de)粉(fen)(fen)体(ti),其(qi)粒(li)度(du)越(yue)小(xiao),比面(mian)积越(yue)大(da),燃(ran)(ran)烧(shao)扩散(san)就越(yue)快。若固体(ti)的(de)粒(li)度(du)很(hen)细,以(yi)至可(ke)(ke)悬(xuan)浮起来,一旦有(you)点火源使(shi)之引燃(ran)(ran),则(ze)可(ke)(ke)在极短(duan)的(de)时(shi)(shi)间内(nei)释放出(chu)大(da)量(liang)的(de)能量(liang),这些(xie)能量(liang)来不及散(san)逸到周围(wei)的(de)环(huan)境(jing)中去(qu),致使(shi)该(gai)空间内(nei)气(qi)(qi)体(ti)受到加(jia)热(re)并(bing)绝对膨胀,而另一方(fang)面(mian)粉(fen)(fen)体(ti)燃(ran)(ran)烧(shao)时(shi)(shi)产生大(da)量(liang)的(de)气(qi)(qi)体(ti),会使(shi)体(ti)系(xi)形成局部高(gao)压,以(yi)至产生爆炸及传播。

    文献(xian)认为,任何粉(fen)(fen)尘爆(bao)炸(zha)(zha)要(yao)(yao)具(ju)备三个要(yao)(yao)素(su),即(ji)①点火源;②可燃细(xi)粉(fen)(fen)尘;③粉(fen)(fen)尘浮悬于(yu)空气中,形成在爆(bao)炸(zha)(zha)浓度范围内的粉(fen)(fen)尘云。其(qi)中,三个要(yao)(yao)素(su)同(tong)时存在才会发出爆(bao)炸(zha)(zha),因此只要(yao)(yao)消除(chu)其(qi)中一个要(yao)(yao)素(su),就可有效防(fang)止粉(fen)(fen)尘爆(bao)炸(zha)(zha)。


    1.3沸(fei)腾干燥设备中粉体不安全因素的探讨(tao)

  由于不管是在(zai)流态沸(fei)腾(teng)(teng)(teng)还是在(zai)捕(bu)集运行中,物(wu)料在(zai)沸(fei)腾(teng)(teng)(teng)干(gan)燥(zao)设备(bei)(bei)沸(fei)腾(teng)(teng)(teng)极(ji)易(yi)产生大(da)量粉(fen)(fen)(fen)尘(chen)(chen),粉(fen)(fen)(fen)尘(chen)(chen)沸(fei)腾(teng)(teng)(teng)极(ji)易(yi)造成上(shang)述(shu)的(de)(de)静(jing)电(dian)火(huo)花(hua),即可(ke)(ke)(ke)能(neng)造成点火(huo)源要素(su)。对(dui)于“粉(fen)(fen)(fen)尘(chen)(chen)云(yun)(yun)(yun)”而言,正如文(wen)献(xian)所述(shu)的(de)(de)“可(ke)(ke)(ke)燃物(wu)粉(fen)(fen)(fen)体(ti)颗(ke)粒(li)大(da)于400μm时,所形成的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)尘(chen)(chen)云(yun)(yun)(yun)不再具(ju)有可(ke)(ke)(ke)爆(bao)性(xing)。”而当(dang)“粉(fen)(fen)(fen)体(ti)颗(ke)粒(li)度在(zai)10μm以(yi)下时,则具(ju)有较大(da)的(de)(de)危(wei)险性(xing)”,对(dui)沸(fei)腾(teng)(teng)(teng)干(gan)燥(zao)设备(bei)(bei)的(de)(de)捕(bu)集袋与(yu)排(pai)出管道之间的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)体(ti)粒(li)度极(ji)细(xi)(xi)的(de)(de)情(qing)况下,极(ji)有可(ke)(ke)(ke)能(neng)上(shang)述(shu)的(de)(de)“粉(fen)(fen)(fen)尘(chen)(chen)云(yun)(yun)(yun)”。故对(dui)一般物(wu)料就极(ji)有可(ke)(ke)(ke)能(neng)存在(zai)着(zhe)粉(fen)(fen)(fen)尘(chen)(chen)爆(bao)炸的(de)(de)因素(su),倘如物(wu)料中含(han)有可(ke)(ke)(ke)燃细(xi)(xi)粉(fen)(fen)(fen)组分的(de)(de)话,就意味(wei)着(zhe)具(ju)备(bei)(bei)粉(fen)(fen)(fen)尘(chen)(chen)爆(bao)炸的(de)(de)三个要素(su),粉(fen)(fen)(fen)尘(chen)(chen)爆(bao)炸的(de)(de)可(ke)(ke)(ke)能(neng)性(xing)极(ji)大(da)。

    如果只在沸腾干燥设备中设有防爆(bao)电机的(de)(de)话,只是基础上防止“点火源”,其(qi)也是此(ci)类(lei)设备所(suo)必须配置的(de)(de)。上述可知,静电和粉尘爆(bao)炸(zha)是此(ci)类(lei)设备防爆(bao)安全的(de)(de)关键(jian)所(suo)在,其(qi)常被人们(men)所(suo)忘却(que),而药品生(sheng)产的(de)(de)实际是确保生(sheng)产设备的(de)(de)安全、可靠和符合相应(ying)工艺要求。人们(men)不能只凭“过去没有发生(sheng)此(ci)类(lei)事故,对此(ci)不必太认(ren)真”的(de)(de)概念(nian)去生(sheng)产制造(zao)此(ci)类(lei)设备,应(ying)科学性和安全性去考(kao)虑。

 
    2.沸(fei)腾干燥设备(bei)中粉(fen)体安全的预防措施

    对沸腾(teng)干燥(zao)设备中粉体(ti)沸腾(teng)的所引起安全隐(yin)(yin)患(huan),有文献对粉体(ti)易产(chan)生(sheng)此二类隐(yin)(yin)患(huan)的预防作了一(yi)定阐述,作为沸腾(teng)干燥(zao)设备可作如下的借鉴。

 
    2.1沸腾干燥设备防静(jing)电的措施

    对沸腾(teng)干燥设备(bei)中粉体沸腾(teng)防止静电可借鉴的(de)措施如下:

1)捕集(ji)(ji)袋(dai)采用防静电(dian)纤维(wei)材料制成,及时消除进入袋(dai)中的(de)粉(fen)体(ti)上的(de)静电(dian),避免粉(fen)体(ti)聚集(ji)(ji)成块(kuai)脱落时产生的(de)剥离(li)起电(dian)。

2)采用导(dao)体材料作送风管(guan)道及各连(lian)接部件的连(lian)接件,并将整个系统仔(zi)细(xi)接电,使(shi)粉(fen)体上(shang)的静电能(neng)及时地导(dao)走。

3)其(qi)它方法,如增大管道(dao)直径、减少(shao)弯头(tou)、定期清灰(hui)和出料、操作工(gong)人穿戴(dai)防静电(dian)服操作等(deng),对(dui)抑(yi)制、减少(shao)和消除(chu)粉体沸腾过(guo)程中的静电(dian)也是有效(xiao)的。

 

    2.2沸腾(teng)干燥设备防粉尘爆炸的措施

对沸腾(teng)干燥设(she)备(bei)中粉体沸腾(teng)防止防粉尘爆炸(zha)可借鉴(jian)的措施如下:

1)清除(chu)点火源,对于可能产(chan)生火源的设备(bei)和装(zhuang)置应安装(zhuang)有(you)抑(yi)爆(bao)系统(tong),在(zai)除(chu)尘或滤尘设备(bei)和管道(dao)中设置防爆(bao)膜(mo)或泄(xie)压阀。

2)经(jing)常清(qing)除管道和(he)捕集(ji)袋内(nei)的(de)粉尘,不得(de)有粉尘堆(dui)积。

3)电器设备要(yao)采(cai)用防爆装置,如防爆电机、加装地线等。

4)厂房设(she)计(ji)要(yao)符合预防粉尘爆炸的(de)要(yao)求,按(an)抗爆设(she)计(ji),并(bing)要(yao)有(you)足够的(de)防爆泄压面积.


    3、小(xiao)结

    对(dui)(dui)(dui)粉体(ti)沸腾(teng)所伴有(you)静电(dian)和粉尘爆(bao)炸的(de)(de)(de)(de)二个问题作理论探讨,从而重(zhong)申了沸腾(teng)干(gan)燥(zao)(zao)设备(bei)的(de)(de)(de)(de)防(fang)爆(bao)安(an)全(quan)重(zhong)要性(xing)。同时,对(dui)(dui)(dui)新型防(fang)爆(bao)制(zhi)(zhi)(zhi)粒(li)(li)包衣(yi)机结(jie)构(gou)的(de)(de)(de)(de)阐述(shu)(shu),也是对(dui)(dui)(dui)此类(lei)设备(bei)制(zhi)(zhi)(zhi)造的(de)(de)(de)(de)一(yi)个准绳,围绕着这些结(jie)构(gou)要素才能制(zhi)(zhi)(zhi)造出既节能、可(ke)靠,又安(an)全(quan)实用的(de)(de)(de)(de)产品。本文(wen)所阐述(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)新型防(fang)爆(bao)沸腾(teng)制(zhi)(zhi)(zhi)粒(li)(li)包衣(yi)机的(de)(de)(de)(de)结(jie)构(gou)的(de)(de)(de)(de)探索(suo),只是起(qi)抛砖(zhuan)引玉的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de),设备(bei)有(you)待(dai)进一(yi)步的(de)(de)(de)(de)提高,有(you)待(dai)于(yu)我国的(de)(de)(de)(de)沸腾(teng)制(zhi)(zhi)(zhi)粒(li)(li)包衣(yi)干(gan)燥(zao)(zao)机踏上一(yi)个新的(de)(de)(de)(de)台阶。
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