摘(zhāi) 要(yào):對粉體沸騰所伴有靜(jìng)電(diàn)和粉塵爆炸的二個問題作理論(lùn)探討,從而闡明了沸騰幹燥設備防爆(bào)安全的重要性,同時插入(rù)此方麵在此類設備的運用。
關鍵詞:沸騰(téng)幹燥設備,靜電,粉塵爆炸,防爆安全
對沸騰幹燥設(shè)備,基本都是(shì)以流化床工作原理為基礎的,其物料幹燥過(guò)程的基礎(chǔ)就是粉體的沸騰(téng)。同時,在排風作用下,容器內細微粉體經捕集袋過濾後(hòu)排向室外,其捕集的(de)過(guò)程就有大量的超細粉的產生,不管是在流態沸騰還(hái)是在捕集運行中,沸騰幹燥的整個(gè)過程均伴(bàn)有(yǒu)超細的粉體運動。然而,粉體運動存在的過程常伴有靜電和粉塵爆炸的二(èr)個問題,在某些因素引導下會引起爆(bào)炸現象(xiàng)。目前國內在處理此類問題(tí)時,認為隻要安置防爆電(diàn)機就可行了,實屬考慮欠妥。本文從粉體沸騰的靜電和粉塵爆炸問題作理論的探討,針對(duì)沸騰幹燥設備(bèi)的防爆安全性提出自己的觀點,目的是為了此類設備製造和應(yīng)用得更完整、更可靠和(hé)更(gèng)安全。
1.沸騰幹燥設備中粉(fěn)體的(de)不安全因素淺析
1.1沸騰幹燥設備(bèi)粉體沸騰中(zhōng)靜電產生的(de)因素探(tàn)討
物料在沸騰幹燥設(shè)備沸騰幹過程中,由於幹燥氣體與物料顆粒表麵產生劇烈的摩擦(cā),幹燥固體粒子之間也會產生劇烈的碰撞與摩擦,同時固體粒子還與筒體壁麵、捕集袋及管路壁麵(miàn)發生劇烈的碰撞與摩擦,使得(dé)固體粒子表麵帶有大量(liàng)的靜電;另(lìng)一(yī)方(fāng)麵,隨著固體粒子的不斷細化,產(chǎn)生了大量的新生表麵,原(yuán)粒子的表麵電荷平衡狀態被破壞,使新生粒子表麵帶上(shàng)大量電荷。由於(yú)聚集、粘附管壁等原因,一旦當整機接地狀態(tài)不良時,可使積(jī)累的靜電電(diàn)荷形成相當高的電壓,其(qí)在一定條件下(xià)會導致靜電釋放產生的電火花。如(rú)果被幹燥物料是易燃易爆物,這種靜電火花極易引起幹燥物(wù)料的突然燃燒或爆(bào)炸。
文獻研究認為“靜電^高(gāo)處在於捕(bǔ)集袋內”,這是由於(yú)風(fēng)機運行抽去大量容器(qì)內細小粉塵,這樣在捕集袋內大量積累帶電粉塵(chén)。而產生火花放電的^危險點可認為在捕集袋、分離小管道內。
1.2沸騰幹燥設備中粉塵爆炸產生的因素探討
粉塵爆炸的定義為懸浮於空氣中的粉塵顆粒與空氣中的氧氣充分接觸(chù),在特(tè)定條件下瞬時完成氧(yǎng)化反應,反應中放出大量(liàng)熱,從而產生(shēng)高溫、高壓的現象。一般來說,可燃固體在空氣中燃燒時會(huì)釋放出能量,並產生大量的(de)氣體,而釋放出能(néng)量的快慢既燃(rán)燒速度的大小在固體(粉塵)暴露在空氣中的麵積有關。因此,對於同一種固體(tǐ)物質(zhì)的粉體,其粒度越(yuè)小,比麵積越大,燃(rán)燒擴散(sàn)就越快。若固(gù)體的粒(lì)度很(hěn)細,以至可懸浮起來,一旦有點火源使之引燃,則可在極短的時間內釋放出大量(liàng)的能(néng)量,這些能量來不及散逸到周圍(wéi)的環境中去,致使該空間內氣體(tǐ)受到加熱並^膨脹,而(ér)另一(yī)方麵粉體燃燒時產生大量的氣體,會使體係形成局部高壓,以至產生(shēng)爆炸(zhà)及傳播(bō)。
文獻(xiàn)認為,任何粉塵爆炸要具備三(sān)個要素,即(jí)①點火源;②可燃細粉塵;③粉塵浮懸於空氣中,形成在(zài)爆炸濃度(dù)範圍內(nèi)的粉塵雲。其(qí)中,三個要素同時存在才會發出爆(bào)炸,因此隻要消(xiāo)除其中一個要素,就可有效防止粉塵爆炸。
1.3沸騰幹燥設備中粉體不安全(quán)因素的探(tàn)討
由於不管是在流態沸騰還是在捕集運(yùn)行(háng)中,物料在沸騰幹(gàn)燥設備(bèi)沸騰(téng)極易產生大量粉塵,粉塵沸(fèi)騰極易造成上述的靜電火花,即可能造成點火源要素。對於“粉塵雲”而言,正如文獻所述的“可燃物粉體顆粒大於400μm時,所形成的粉塵雲不再具有可爆性。”而當“粉體顆粒度在10μm以下時,則具有較大的危險性”,對沸騰幹燥(zào)設備的捕集袋與排出管道之間的粉體粒度極細的情況(kuàng)下,極有(yǒu)可能上述的“粉塵(chén)雲”。故對(duì)一般物(wù)料就極有可能存在著粉塵(chén)爆炸的因素,倘如物料中含有可燃細粉組分的話,就意味著具備粉塵爆炸的三個要素,粉塵爆炸(zhà)的可能性極大。
如果隻在沸騰幹燥設備中(zhōng)設有防爆電機的話,隻是基礎上防(fáng)止“點火源”,其也是此類設備所必須(xū)配置的(de)。上述可知,靜電和粉塵爆炸是此類設備防爆安全的關鍵所在,其常被人們所(suǒ)忘卻,而藥品生產的實際(jì)是確保生產設備的安全、可靠和符合相應工藝(yì)要(yào)求(qiú)。人們不能(néng)隻憑“過去沒有(yǒu)發生此類事故,對此不必太認真”的概念去生產(chǎn)製造此類設備,應科學性和安全性去考慮。
2.沸(fèi)騰幹燥設備(bèi)中粉體安全的預防措施
對沸(fèi)騰幹(gàn)燥設備中粉體沸騰的所引起安全隱患,有文獻(xiàn)對粉體易產生(shēng)此(cǐ)二類隱患的預防作(zuò)了一定闡述,作為沸騰幹燥(zào)設備可作如下的借鑒。
2.1沸騰幹燥設備防靜電的措施
對沸騰幹燥設備中粉體沸騰防止(zhǐ)靜電可(kě)借鑒的措施如下(xià):
1)捕集袋采用防靜電纖維材料製成,及(jí)時消除進入(rù)袋中的粉(fěn)體上的靜電,避免粉體聚集成塊脫落時產生的剝離起電。
2)采用導(dǎo)體材料作送風管道及(jí)各連接部件的(de)連接件,並(bìng)將整個係(xì)統(tǒng)仔細接電,使粉體上(shàng)的靜電能及時地導走。
3)其它方(fāng)法,如增大管道直徑、減少彎頭、定期清灰和出料、操作(zuò)工人穿戴(dài)防靜電服操作等,對抑製、減少和消除粉體沸騰過程中的靜電也是有效的。
2.2沸騰幹燥設備防粉塵爆(bào)炸的措施(shī)
對沸(fèi)騰幹燥設備中粉體沸騰防止防粉(fěn)塵爆(bào)炸可借鑒的措施如下:
1)清除點火源,對於可能產生火源的設備和(hé)裝置應安裝有抑爆(bào)係統,在除塵或濾塵設備(bèi)和管道中設置防爆膜或泄壓閥。
2)經常清除管道和捕集袋內的粉塵,不(bú)得有粉塵堆(duī)積。
3)電器設備要采用防爆裝置,如防爆(bào)電機(jī)、加裝(zhuāng)地線(xiàn)等。
4)廠房設計要符合預防粉塵(chén)爆炸的要求,按抗爆設計,並要有足夠的防爆泄壓麵積。
3.防爆安全性在本公司(sī)沸騰幹燥設備的應用
針對國內有些沸騰幹燥設備防爆意識不(bú)完善性,隻(zhī)是采取簡單的防爆措(cuò)施,不能確保操作人員、廠房的安全,在生產中存在一定的隱患。常固定在“過去沒有發生此類事故,對此不必太認真”的概念中去製造設備,隨著人們對安全意識的加強及(jí)日後幹燥物料組分(fèn)的(de)複雜話,此類設備的防爆要求已提到急切的等級。故常州市常虹(hóng)幹(gàn)燥設備有限公(gōng)司根據多(duō)年來生產沸騰製粒機的生產經驗並結合國外同類設備的特(tè)點,特別是沸騰幹(gàn)燥設備在結(jié)構上采取了必要(yào)的(de)防止措施。現以本公司研發的防爆沸騰幹燥(zào)設備之一(yī)為例,說明防(fáng)爆(bào)結構的應用。
新型防爆製粒包衣機如圖所示,其進風有二至三級過濾,引風機(jī)帶有消音(yīn)裝置,整個製粒、包衣工藝過程從進風、霧化、排風都處於個封閉狀態,達到高效節能效果。除捕集袋采用防靜電纖維材料外,防塵布袋(dài)過濾器的兩端壓(yā)差能自動測量並可控,使床內保持^佳流(liú)化狀態。其中,設備分左右捕集室,共2個捕(bǔ)集布袋,每個捕(bǔ)集布袋(dài)下麵邊緣部分采用氣囊結構與布袋底邊固定,當布袋架和氣囊結構拉到適當位置,氣(qì)囊充氣、膨脹把布袋的下邊邊緣與上筒體內壁密(mì)封。此(cǐ)結構形式操作(zuò)方便,操作人員不需爬至高處裝拆布袋。
主機上(shàng)部設有(yǒu)防(fáng)爆裝置,當主機內部產生(shēng)正壓時,防(fáng)爆門F中的壓力預警機構發出氣信號,經氣電轉換使整個係統斷電,快速閥門a、b迅速關閉,如筒體壓力繼(jì)續升高,迫使防爆門F自動打開,爆炸氣體由泄爆通道排出主(zhǔ)機,以確保人(rén)員和(hé)設備的安全。泄爆試驗經國家經貿委天津(jīn)製藥機械檢測(cè)中心的檢(jiǎn)測,當主機筒體內部(bù)正壓>0.8kg/cm2時,泄爆門自(zì)動打開。
此外,設備電器部分應有防爆措施,風機防爆,觀察燈(dēng)防爆。另在使用說(shuō)明書和電氣安裝方麵都強調(diào)了安全接地等安裝要求,這些都與設備使用廠的總接地設施(shī)有關。
具備上述結構(gòu)的防爆製粒包衣機已推向(xiàng)市場,該設備具有(yǒu)製粒、包衣、幹燥(zào)功能(néng)和防爆性(xìng)能,適用於中、西藥、食品、化工等行業的粉體製粒及粉、粒、丸劑的表麵塗層包衣。
4.小結
以上對粉體沸騰所伴有靜電和(hé)粉塵爆炸的二個(gè)問題作理論探討,從而重申了沸騰(téng)幹燥設備的防爆安全重要性。
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