Le quattro foglie ti insegnano le conoscenze sulla polvere

Con il rafforzamento della consapevolezza ambientale, le persone sono diventate sempre più rigorose riguardo ai gas inquinanti emessi dalle imprese nell'atmosfera. I depolveratori a maniche sono la nemesi dell'inquinamento da fumo e polvere e sono efficienti apparecchiature di rimozione della polvere per il controllo dell'inquinamento atmosferico. Il più grande vantaggio del raccoglitore di polveri a sacco è la sua elevata efficienza di rimozione della polvere, che può raggiungere il 99,9% nelle applicazioni pratiche. La concentrazione delle emissioni di polvere può raggiungere meno di 10 mg per m3 o addirittura 1 mg per m3. È proprio per questi vantaggi che in molte aziende sono stati utilizzati gli aspiratori a maniche. Tuttavia, con la popolarità dei raccoglitori di polveri a sacco, sono in aumento anche gli incidenti dovuti a esplosioni di polvere. Pertanto, all'ordine del giorno è stata menzionata la progettazione a prova di esplosione dei depolveratori a sacco.

1 Condizioni e meccanismi per le esplosioni di polveri
Perché si verifichi un’esplosione di polvere sono necessarie tre condizioni:
① Quando la concentrazione di polvere nell'aria raggiunge un certo livello, rientra nei limiti di esplosione superiore e inferiore. In generale, il limite inferiore di esplosione attira maggiormente l'attenzione;
②Una fonte di accensione con energia sufficiente;
③Contatto di miscelazione di aria o ossigeno sufficiente.
     L'esplosione della polvere è un processo molto complesso, influenzato da molti fattori, quindi il meccanismo dell'esplosione non è ancora molto chiaro. Si ritiene generalmente che l'esplosione della polvere passi attraverso il seguente processo di sviluppo: l'esplosione della polvere comporta innanzitutto il riscaldamento superficiale delle particelle di polvere dopo aver ottenuto energia dalla fonte di accensione (conduzione termica, radiazione termica). Inoltre, dopo che le particelle di polvere hanno ottenuto energia, l'interno e l'esterno vengono riscaldati successivamente per produrre fusione e vaporizzazione e fanno esplodere minuscole particelle protoniche o scintille calde, che formeranno la fonte di accensione della polvere. A causa dell'ampia superficie della polvere, è completamente in contatto con l'aria e, a causa dell'esistenza dello strato di polvere, la temperatura superficiale delle particelle di polvere aumenta notevolmente, accelerando la decomposizione o la gassificazione delle particelle di polvere. Quando miscelato e contattato con l'aria, può formarsi l'accensione in fase gassosa, in modo che nella polvere siano presenti sia la fase gassosa che la fase solida e la combustione sarà più violenta quando le due fasi esistono contemporaneamente. Inoltre, anche l'accumulo di elettricità statica e di attrito può costituire una fonte di ignizione. Quando la concentrazione di polvere mista ad aria raggiunge il limite inferiore di esplosione, può bruciare se incontra una fonte di ignizione. Durante la combustione iniziale, a causa della sufficiente miscelazione di polvere e aria, la polvere può esplodere e rilasciare energia sotto forma di onde di pressione. Pertanto, la polvere nel dispositivo meccanico viene spesso espulsa e lo strato di polvere sul terreno viene sollevato, formando una nuvola di polvere volante. Queste nubi di polvere vengono immediatamente riaccese dai residui caldi dell'esplosione iniziale, quindi si verifica una seconda esplosione e allo stesso tempo può essere generata turbolenza d'aria. Poiché questa esplosione ha fatto esplodere nuovamente una grande quantità di polvere depositata, la sua esplosione è stata molto più potente dell'esplosione iniziale. L'esplosione della polvere è stata influenzata da molti fattori come la formazione della fonte di accensione, l'energia minima di accensione e la concentrazione di polvere. Dal processo di esplosione si può vedere che il diametro delle particelle di polvere determina la difficoltà della detonazione, la fonte di accensione è il fattore chiave nella detonazione e l'esplosione secondaria causata dall'accensione della nuvola di polvere è il pericolo maggiore.

2 Tecnologia antideflagrante
    La tecnologia antideflagrante può essere suddivisa in misure tecniche preventive e misure di progettazione. Le misure preventive si riferiscono alla riduzione della concentrazione di polvere al di sotto del limite inferiore di esplosione e all'accumulo di grandi quantità di polvere, nonché all'eliminazione di fonti di accensione efficaci; le misure di progettazione si riferiscono alle misure adottate per ridurre il grado di rischio di esplosione a un livello sicuro quando le misure per prevenire le esplosioni sono difficili da raggiungere, in modo che l'esplosione non causi vittime e l'apparecchiatura possa essere ripristinata all'uso in breve tempo dopo l'esplosione. Comprende: antisommossa, soppressione delle esplosioni, antideflagrante, sfogo delle esplosioni, ecc.
   Il collettore di polveri a sacco viene utilizzato come luogo di raccolta della polvere per mantenere la concentrazione di polvere sempre al di sotto del limite inferiore di esplosione, il che non è conveniente e difficile da ottenere; ma è possibile ottenerlo senza che si accumuli una grande quantità di polvere. Le fonti di accensione efficaci dovrebbero essere distinte dai seguenti due tipi di fonti di accensione: fonti di accensione ordinarie (come fonti di accensione causate da saldatura, molatura e fumigazione) e fonti di accensione causate da guasti meccanici (scintille meccaniche, superfici ad alta temperatura, accumulo di calore da combustione senza fiamma e scintille elettrostatiche). Tra questi, vari tipi di fonti di attrito del movimento sono i più comuni e la maggior parte degli incidenti dovuti a esplosioni di polvere sono causati da essi. Inoltre, dopo indagini e test, la scarica corona si verifica principalmente in nuvole di polvere e la scarica di fulmini non si è ancora verificata nella produzione industriale. Inoltre, è difficile che questo tipo di fulmini si verifichi negli impianti di produzione industriale, a meno che il volume della nube di polvere formata non sia superiore a 60 m3 o il diametro non sia superiore a 3 m.
Resistenza all'esplosione significa che la struttura stessa può resistere alla pressione dell'esplosione senza scoppiare. Esistono due tipi di strutture resistenti all'esplosione: resistenza alla pressione di esplosione e resistenza alla pressione di impatto di esplosione. Il progetto della resistenza alla pressione dell'esplosione deve essere conforme al design del recipiente a pressione e alle specifiche di produzione, mentre la resistenza alla pressione dell'impatto dell'esplosione può essere adeguatamente rilassata. In generale: la pressione di resistenza all'esplosione è 1,5 volte la resistenza alla pressione di esplosione.
   La soppressione dell'esplosione è una misura per estinguere l'esplosione di materiali combustibili nelle apparecchiature nella fase iniziale per evitare un'eccessiva pressione di esplosione. Un sistema di soppressione delle esplosioni efficace può funzionare quando la pressione di esplosione è 1×104Pa. Dopo la soppressione, la pressione massima nell'apparecchiatura è inferiore a 1×105Pa. Esistono due tipi di soppressione dell'esplosione. Uno è passivo, come le sacche d'acqua e i dispositivi a polvere ritardante di fiamma. Questo tipo di dispositivo si rompe automaticamente e lancia fuori acqua o polvere ritardante di fiamma quando la pressione di esplosione raggiunge un certo intervallo; l'altro è un dispositivo di soppressione dell'esplosione intelligente costituito da un sensore di rilevamento dell'esplosione iniziale, un'unità di controllo e un soppressore di esplosione a spruzzo ad alta velocità (HRD) con azionamento ad alta tensione.
   L'isolamento antideflagrante serve ad evitare che un'esplosione che avviene in un contenitore si propaghi ai contenitori successivi lungo il tubo di collegamento, provocando l'esplosione del sistema e provocando maggiori perdite. Tuttavia, in pratica, l'esplosione più dannosa avviene perché il dispositivo di isolamento dall'esplosione non può funzionare o non è progettato. In genere è possibile installare una sonda di fiamma sulla tubazione per attivare il meccanismo corrispondente e ottenere l'interruzione dell'esplosione.
Le esplosioni di polvere genereranno pressioni fino a 0,7-1 MPa e le misure di protezione dall'esplosione possono limitare l'aumento della pressione entro l'intervallo che la resistenza del materiale del componente può sopportare. Le esplosioni di polveri hanno le caratteristiche mostrate nella Figura 1. La curva a rappresenta l'esplosione in un contenitore chiuso, Pmax rappresenta la pressione massima di esplosione e Pn rappresenta il tasso massimo di aumento della pressione di esplosione; la curva b rappresenta la situazione in cui si verificano perdite di esplosione, Pred rappresenta la pressione massima di esplosione e Pn rappresenta il tasso massimo di aumento della pressione di esplosione. Si può osservare che lo sfogo dell’esplosione gioca un ruolo estremamente importante nel ridurre i rischi di esplosione. 

3 Misure antideflagranti per depolveratori a maniche

 1 Controllare l'accumulo di polvere nel sacco raccoglipolvere
     La concentrazione pericolosa di polvere combustibile industriale è generalmente: 20-6000 g/m3. Solitamente il depolveratore a sacco è l'ultima parte del sistema di processo. Il gas contenente polvere viene inviato al collettore di polveri a sacco attraverso la tubazione e viene raccolto per formare uno strato di polvere. La polvere viene eliminata mediante controlavaggio a impulsi e cade nella tramoggia della cenere. Durante questi processi, è probabile che la concentrazione di polvere nel filtro a maniche rientri nell'intervallo di concentrazione pericolosa sopra indicato. Pertanto, è necessario rafforzare tempestivamente la ventilazione del sistema, in particolare la pulizia della polvere, in modo che la concentrazione di polvere nel raccoglitore di polvere a sacco e nei tubi sia inferiore al limite inferiore dell'intervallo pericoloso. La rimozione tempestiva della polvere dalla tramoggia è fondamentale per il funzionamento normale e sicuro del raccoglitore di polveri a sacco. La maggior parte della polvere gestita dal raccoglitore di polveri a sacco è polvere infiammabile. Se la polvere dalla tramoggia non viene rimossa in tempo, il calore si accumulerà nella polvere ed è facile che la polvere si accenda spontaneamente. La polvere accumulata non è un insieme solido. C'è aria dentro. La polvere accumulata è in realtà un colloide misto di aria e polvere. Ciò diventerà la fonte di esplosioni secondarie di polveri e creerà pericoli nascosti per la sicurezza. L'uso della valvola di scarico della cenere pneumatica a doppio strato può garantire uno scarico tempestivo della cenere, ridurre il tasso di perdite d'aria, evitare fuoriuscite di polvere in luoghi sciolti e prevenire l'inquinamento secondario da polvere.

  2 Rimuovere le fonti di accensione
    Le fonti di accensione nel depolveratore a sacco sono principalmente le seguenti: fonti di accensione ordinarie, cremazione causata da impatto o attrito, cremazione elettrostatica e temperatura del guscio, ecc. 
① Le comuni fonti di accensione sono principalmente portate direttamente da fonti di fuoco esterne, in particolare fiamme da taglio a gas e scintille di saldatura. Poiché i depolveratori a sacco sono generalmente parti saldate, le fiamme da taglio del gas e le scintille di saldatura vengono generate principalmente durante la riparazione degli strumenti. Pertanto, possono essere controllati rafforzando la gestione e migliorando la consapevolezza dei lavoratori sulla prevenzione delle esplosioni. Durante la riparazione degli strumenti è necessario rimuovere anche la polvere attorno alle parti riparate.
② Le scintille generate da urti o attriti sono solitamente causate dalla collisione di oggetti metallici come dadi o blocchi di ferro che vengono aspirati nel filtro a maniche. I principali metodi di eliminazione sono: predisporre adeguate reti metalliche e dispositivi elettromagnetici per la deferrizzazione in corrispondenza della cappa di raccolta polveri per impedire l'ingresso di metalli nel tubo di raccolta polveri e nel filtro a maniche. Dopo la manutenzione, i materiali metallici caduti nel tubo devono essere rimossi in tempo. In secondo luogo, è meglio disporre il ventilatore sul lato dell'aria pulita dopo il sacco di raccolta delle polveri per evitare che oggetti metallici estranei entrino in collisione con le pale rotanti ad alta velocità della ventola producendo scintille e per evitare che la polvere infiammabile ed esplosiva venga generata da attrito, calore e combustione con le pale rotanti ad alta velocità. Infine, la velocità del vento nella rete di tubazioni deve essere ragionevole. Una velocità eccessiva del vento può far sì che la polvere acceleri l'usura dei tubi. I test hanno dimostrato che il tasso di usura ha una relazione cubica con la velocità del vento, portando così più sostanze metalliche all'interno del depolveratore.
③Il meccanismo di generazione dell'elettricità statica non è stato ancora chiarito, ma è possibile adottare le misure necessarie per prevenire l'elettricità statica. Selezionare sostanze simili alla sequenza carica o combinarle con sostanze opposte alla sequenza carica per ridurre al minimo la differenza di potenziale di contatto, in modo che la generazione di elettricità statica possa essere soppressa al massimo. Le cariche positive e negative che trasportano si neutralizzano per raggiungere lo scopo di eliminare l'elettricità statica. In secondo luogo, la messa a terra è una delle misure di dispersione più importanti e comuni. Attrezzature, contenitori, tubi, ecc. devono essere mantenuti a potenziali uguali. A seconda della situazione reale, utilizzare un sistema di messa a terra decentralizzato o centralizzato per una messa a terra affidabile e la resistenza di terra deve essere compresa nell'intervallo 1-2Ω. Inoltre, per aumentare la conduttività, utilizzare conduttori o sostanze conduttrici al posto di sostanze altamente isolanti. Viene utilizzato soprattutto il materiale filtrante antistatico. Ciò è dovuto principalmente al fatto che i test dimostrano che il materiale del filtro è la parte più concentrata di elettricità statica. Inoltre, lo strato di polvere accumulato sul sacchetto filtro aumenta l'intensità del campo elettrico spaziale, che può degradare l'aria e provocare scariche di scintille. Infine, è possibile utilizzare il metodo di aumento dell'umidità ambientale per eliminare l'elettricità statica oppure aggiungere acqua direttamente durante il processo di produzione.
④Mantenere la temperatura del guscio del raccoglitore di polvere non troppo alta. Poiché una grande quantità di polvere viene assorbita dalla parete interna del guscio, la superficie della polvere viene riscaldata quando la temperatura del guscio è troppo elevata. Dopo aver ottenuto energia, si scioglie e vaporizza per far esplodere minuscole particelle protoniche o scintille calde, che costituiscono anche una fonte di accensione per la polvere. Controllare quindi la temperatura ambiente e non posizionare il sacchetto raccoglipolvere fuori casa.

 3 Installare la membrana di sfogo dell'esplosione
     Per i depolveratori a maniche, la misura antideflagrante più efficace ed economica è l'installazione di una membrana antideflagrante. La chiave per l'installazione di una membrana antideflagrante risiede nel calcolo dell'area antideflagrante. Se l'area a prova di esplosione è troppo piccola, non funzionerà, mentre se è troppo grande aumenterà i costi. I metodi di calcolo più comunemente utilizzati per le aree di sfogo di esplosioni nel mondo sono il metodo del diagramma Kst Nomo e il metodo del diagramma St Nomo. Anche la posizione di sfogo dell'esplosione del sacco di raccolta delle polveri è molto importante. È principalmente vicino al punto in cui si verifica l'esplosione, quindi l'effetto di sfogo dell'esplosione è migliore. Come mostrato nella Figura 2, viene mostrato lo schema strutturale del raccoglitore di polveri a sacco. 
 

 4 A prova di esplosione e soppressione dell'esplosione
      Il dispositivo antideflagrante può utilizzare una valvola di arresto di emergenza, realizzata azionando rapidamente una valvola a molla pneumatica tramite un sensore di fiamma a infrarossi. Può attivare la valvola di arresto di emergenza installata sufficientemente lontano dal sensore per impedire che fiamme o esplosioni ed esplosivi si diffondano in altri luoghi per formare esplosioni secondarie, controllando così l'area specifica dell'incidente dell'esplosione ed evitando il deterioramento della situazione e conseguenze più gravi. Se si tratta di un piccolo aspiratore a sacco, è facile utilizzare un sacco d'acqua pressurizzato passivo o un dispositivo a polvere ritardante di fiamma. Se la polvere è idrofila, è facile utilizzare una sacca d'acqua pressurizzata e, per le altre cose, viene utilizzato un dispositivo a polvere ritardante di fiamma. Se si tratta di un aspiratore a sacco di grandi dimensioni, è facile utilizzare un dispositivo di spruzzatura ad alta pressione intelligente.

 altri 5
    La maggior parte delle esplosioni di polvere sono causate dalla negligenza del personale. Rafforzare la gestione del personale è la cosa più fondamentale e importante. ① Fornire formazione teorica e pratica agli operatori per renderli consapevoli dei pericoli delle esplosioni di polveri e su come prevenire efficacemente polveri ed esplosioni; ② Rafforzare la disciplina del lavoro e prestare attenzione al funzionamento del raccoglitore di polveri a sacco in ogni momento durante il lavoro; ③ È assolutamente vietato eseguire operazioni quali saldatura elettrica e taglio del gas sul sacco di aspirazione durante l'orario di lavoro e consentire l'ingresso o l'avvicinamento del fuoco all'area di lavoro.