工业除尘器系列
编辑：澳门在线正规十大手机网站 来源：www.chongjingep.com 发布时间：2019-04-12 16:17:01
【摘要】针对可燃性粉尘发生事故造成重大伤亡的情况，通过对可燃性粉尘湿式除尘装置进行分析，总结湿式除尘系统的危险源及其风险的控制原则，提出可燃性粉尘湿式除尘系统风险控制的思路。
【关键词】可燃性粉尘;除尘系统;风险
在工业生产中，各类切割、抛光、打磨、粉碎、碾磨作业及其普遍，在此类作业过程中，会产生大量的粉尘，因此，粉尘的收集处置成为必然。由于部分可燃性粉尘具有爆炸性，在收集处置过程中，可能引起粉尘爆炸事故。
粉尘是呈粉末状的固体物质。按燃烧特性可分为可燃性粉尘和非可燃性粉尘，其中可燃性粉尘可分为金属粉尘、化学药品粉尘、合成树脂粉尘、天然树脂粉尘、沥青蜡类粉尘、农产品粉尘、纤维鱼粉粉尘、燃料粉尘等。
非可燃性粉尘主要危害在于对人体可能引起致纤维化、中毒、致敏等作用。可燃性粉尘除对人体侵害外，还存在爆炸危险。
粉尘爆炸是指可燃性粉尘在爆炸极限范围内，遭遇激发能源（明火或温度），火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，急速反应，同时释放大量的热，形成高温和高压，系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。
（1）阶段一：粉尘粒子蒸发或分解。粉尘粒子表面受热，使温度积聚上升，使粒子分解或蒸发，生产分解气体或粉尘蒸汽。
（2）阶段二：粉尘粒子燃烧。粉尘的分解气体或粉尘蒸汽与空气混合形成爆炸性混合气体，在温度作用下发生微燃烧，生产的微小火花，成为周围未燃烧粉尘的点火源。
（3）阶段三：传导引爆。粉尘粒子燃烧的微小火花和放出的热量，以火焰辐射和热传导的方式传给附近悬浮的粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去，后形成爆炸。粉尘爆炸的火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高，并呈跳跃式的发展。
归结起来，有以下5个方面的因素：
（1）粉尘浓度
（2）氧含量
（3）激发能源
要有足够的点火源或者强烈振动与摩擦，大多数粉尘云小点火能量在5～50mJ量级范围。
（4）粉尘状态
粉尘必须处于悬浮状态，即粉尘云状态。
（5）相对封闭的空间
封闭空间的温度和压力才能急剧升高。
防止粉尘爆炸事故发生的基本原则有以下几点：
（1）降低粉尘浓度，防止粉尘积聚；
（2）降低、控制氧含量；
（3）消除、减弱激发能源的产生；
（4）避免产生粉尘云状态（切断爆炸传播途径）；
（5）减少封闭空间（减弱爆炸压力和冲击波对人员、设备和建筑的损坏）。
可燃性粉尘只要达到一定浓度和有一定氧含量，就具备了可能发生事故的苗头。实际工程中，利用除尘系统实现降低粉尘浓度、减弱激发能源和避免产生粉尘云状态的效果，从而达到降低事故发生的概率。
除尘系统可分为干法除尘和湿式除尘两大类。其中湿式除尘也叫洗涤式除尘技术，是一种利用水（或其他液体）与含尘气体相互接触，伴随有热、质的传递，经过洗涤使尘粒与气体分离的技术。
湿式除尘相较于干法除尘，收集的粉尘与水（或其他液体）混合后进入收集槽内，避免了干燥粉尘的堆积以及二次扬尘的发生。因此，目前湿式除尘装置已在可燃性粉尘除尘领域得到了广泛应用。
湿式除尘系统一般由集尘、除尘、尾气排放三部分构成。其中集尘部分由集尘罩、风管、风机构成；尾气排放部分是将除去粉尘的气体经气液分离后，引至高空排放的设施；除尘部分的核心部件是除尘器，其结构形式可分为以下几类：
（1）重力喷雾湿式除尘器，如喷雾洗涤塔。
（2）旋风式湿式除尘器，如旋风水膜式除尘器、水膜式除尘器。
（3）自激式湿式除尘器，如冲激式除尘器、水浴式除尘器。
（4）填料式湿式除尘器，如填料塔、湍球塔。
（5）泡沫式湿式除尘器，如泡沫除尘器、旋流式除尘器、漏板塔。
（6）文丘里湿式除尘器，如文丘里除尘器。
（7）机械诱导湿式除尘器，如拨水轮除尘器。
湿式除尘系统的集尘部分是利用风机的吸力将生产的粉尘进行捕集，该部分的粉尘流动速度较快，且呈粉尘云状态分布。其主要风险如下：
（1）风管的材质导电性差和连接部静电跨接不到位，存在因静电积聚后释放，引发粉尘爆炸事故风险。
（2）粉尘易受管道不规则部分阻挡堆积，风机叶轮与粉尘颗粒撞击，叶轮的材质导电性差和风机轴承的温升，存在激发粉尘爆炸的风险。
（3）风机电气的防爆性能或保护接地不符合要求，释放的电气火花或电流，存在激发粉尘爆炸的风险。
无论是何种类型的湿式除尘器，粉尘与水（或其他液体）接触的充分性，是粉尘去除效果的关键。除尘过程中的主要风险如下：
旋风式、自激式、填料式、泡沫式、机械诱导湿式除尘器，是利用粉尘通过液膜（封）使粉尘与液体充分接触后被液体截留，实现除尘。液膜（封）的状态决定了除尘效果。液膜（封）的确定需考虑风阻影响———若选用风机过大会引起“带水”现象，选用风机过小达不到除尘效果；液膜（封）还受长期使用后液体被尾气夹带、自然蒸发等因素的影响。
重力喷雾、文丘里湿式除尘器需要连续进液并通过喷头形成水雾，粉尘通过水雾后被水滴带走，实现除尘。若断水、喷头被堵等原因导致水雾效果不良，粉尘无法与水雾充分混合，即达不到理想的除尘效果。
综上所述，除尘过程中若粉尘无法与液体充分接触，导致部分粉尘进入尾气排放部分，此类粉尘有一定的液体含量，易粘附在尾气排放部分的内壁上，长期积累后，存在粉尘与液体反应发热并产生少量氢气，进而引发爆炸的风险。
尾气排放部分是将除去粉尘的气体经气液分离后，引至高空排放的设施。气液分离设施的效果不良，会使尾气夹带液体外排，进而影响系统除尘部分的正常运行。高空排放的引管若无防雷设施，存在被雷击的风险。
湿式除尘系统的集尘罩、风管内部应平整光滑，防止在除尘系统运行过程中，粉尘滞留积聚。
湿式除尘器的液膜（封）或水雾应保持在设计允许的偏差范围内，避免粉尘粘附在尾气排放部分的管壁上积聚。
此外，湿式除尘系统需与产尘场所匹配，通过对湿式除尘系统的合理选型和集尘罩的合理布置，使产尘场所内粉尘浓度低于其爆炸下限的浓度。
引起粉尘爆炸事故的激发能源主要有明火、高温表面、摩擦和撞击、化学反应热、电气火花、静电火花、雷击等，在有粉尘爆炸危险场所，对这些激发能源要有严格的控制措施。
湿式除尘系统的集尘罩、风管和尾气排放管需做好静电跨接和接地设施；风机需选用防爆型电气，并做好电气接地设施；尾气排放管需做好防雷设施。
湿式除尘系统正常运行的关键是其除尘器的液膜（封）或水雾保持在设计允许的偏差范围内，因此，设置湿式除尘系统内液体液位或水雾喷头液体流量的检测报警装置，可及时发出提醒，保障湿式除尘系统的正常运行。
湿式除尘系统防雷、防静电设施和防爆电气设施的定期检测，是消除、减弱激发能源的重要保障。
通过上述措施，控制了引发事故发生的条件，做到早发现、早控制、早排除，可防止事故发生。
本文通过对可燃性粉尘特性、危害分析，以及对其湿式除尘系统存在的危险因素辨识，提出了相应的防爆安全技术措施，作为可燃性粉尘湿式除尘系统的风险控制措施。
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