Quatro folhas ensinam-lhe o conhecimento da poeira contra explosões

Com o fortalecimento da consciência ambiental, as pessoas tornaram-se cada vez mais rigorosas com os gases poluentes emitidos pelas empresas na atmosfera. Os coletores de pó de saco são o inimigo da poluição por fumaça e poeira e são equipamentos eficientes de remoção de poeira para controlar a poluição do ar. A maior vantagem do coletor de pó tipo saco é sua alta eficiência de remoção de pó, que pode chegar a 99,9% em aplicações práticas. A concentração de emissão de poeira pode atingir menos de 10 mg por m3, ou até 1 mg por m3. É justamente por essas vantagens que os coletores de pó tipo saco têm sido utilizados em muitas empresas. No entanto, com a popularidade dos coletores de pó de saco, os acidentes com explosão de pó do coletor de pó também estão aumentando. Portanto, o design à prova de explosão dos coletores de pó de saco foi mencionado na agenda.

1 Condições e mecanismos para explosões de poeira
Três condições são necessárias para que ocorra uma explosão de poeira:
① Quando a concentração de poeira no ar atinge um determinado nível, ela está dentro dos limites superior e inferior de explosão. Geralmente, o limite inferior de explosão atrai mais atenção;
②Uma fonte de ignição com energia suficiente;
③Contato de mistura de ar ou oxigênio suficiente.
     A explosão de poeira é um processo muito complexo, afetado por muitos fatores, portanto o mecanismo da explosão ainda não está muito claro. Acredita-se geralmente que a explosão de poeira passa pelo seguinte processo de desenvolvimento: A explosão de poeira envolve primeiro o aquecimento da superfície das partículas de poeira após a obtenção de energia da fonte de ignição (condução térmica, radiação térmica). Além disso, depois que as partículas de poeira obtêm energia, o interior e o exterior são aquecidos sucessivamente para produzir fusão e vaporização, e explodem minúsculas partículas quentes de prótons ou faíscas, que formarão a fonte de ignição da poeira. Devido à grande área superficial da poeira, ela está totalmente em contato com o ar, e devido à existência da camada de poeira, a temperatura superficial das partículas de poeira aumenta acentuadamente, o que acelera a decomposição ou gaseificação das partículas de poeira. Quando misturado e em contato com o ar, pode-se formar ignição em fase gasosa, de modo que haja fase gasosa e fase sólida na poeira, e a combustão será mais violenta quando as duas fases existirem ao mesmo tempo. Além disso, o acúmulo de eletricidade estática e fricção também pode formar uma fonte de ignição. Quando a concentração de poeira misturada com o ar atinge o limite inferior de explosão, ela pode queimar ao encontrar uma fonte de ignição. Durante a combustão inicial, devido à mistura suficiente de poeira e ar, a poeira pode explodir e liberar energia na forma de ondas de pressão. Portanto, a poeira no dispositivo mecânico é frequentemente expelida e a camada de poeira no solo é expelida, formando uma nuvem de poeira voadora. Essas nuvens de poeira são instantaneamente reacendidas pelo resíduo quente da explosão inicial, e então ocorre uma segunda explosão, e a turbulência do ar pode ser gerada ao mesmo tempo. Como esta explosão explodiu novamente uma grande quantidade de poeira depositada, sua explosão foi muito mais poderosa do que a explosão inicial. A explosão de poeira foi afetada por muitos fatores, como a formação da fonte de ignição, a energia mínima de ignição e a concentração de poeira. Pode-se observar pelo processo de explosão que o diâmetro das partículas de poeira determina a dificuldade de detonação, a fonte de ignição é o fator chave na detonação e a explosão secundária causada pela ignição da nuvem de poeira é o maior perigo.

2 Tecnologia à prova de explosão
    A tecnologia à prova de explosão pode ser dividida em medidas técnicas preventivas e medidas de design. As medidas preventivas referem-se à redução da concentração de poeira abaixo do limite inferior de explosão e ao acúmulo de grandes quantidades de poeira, e à eliminação de fontes de ignição eficazes; medidas de projeto referem-se às medidas tomadas para reduzir o grau de risco de explosão a um nível seguro quando as medidas para prevenir explosões são difíceis de alcançar, de modo que a explosão não cause vítimas e o equipamento possa ser restaurado para uso em um curto espaço de tempo após a explosão. Inclui: anti-motim, supressão de explosão, à prova de explosão, ventilação de explosão, etc.
   O coletor de pó do saco é usado como local de coleta de pó para manter sempre a concentração de pó abaixo do limite inferior de explosão, o que não é econômico e difícil de alcançar; mas isso pode ser alcançado sem permitir o acúmulo de uma grande quantidade de poeira. As fontes de ignição eficazes devem ser diferenciadas dos seguintes dois tipos de fontes de ignição: fontes de ignição comuns (como fontes de ignição causadas por soldagem, retificação e fumigação) e fontes de ignição causadas por falhas mecânicas (faíscas mecânicas, superfícies de alta temperatura, acúmulo de calor de combustão sem chama e faíscas eletrostáticas). Entre eles, vários tipos de fontes de atrito de movimento são os mais comuns, e a maioria dos acidentes de explosões de poeira são causados ​​por eles. Além disso, após investigação e testes, a descarga corona ocorre principalmente em nuvens de poeira, e a descarga atmosférica ainda não ocorreu na produção industrial. Além disso, é difícil que esse tipo de descarga atmosférica ocorra em equipamentos de produção industrial, a menos que o volume da nuvem de poeira formada seja superior a 60 m3 ou o diâmetro seja superior a 3m.
Resistência à explosão significa que a própria estrutura pode suportar a pressão da explosão sem explodir. Existem dois tipos de estruturas resistentes à explosão: resistência à pressão de explosão e resistência à pressão de impacto de explosão. O projeto de resistência à pressão de explosão deve estar em conformidade com o projeto do vaso de pressão e as especificações de fabricação, enquanto a resistência à pressão de impacto da explosão pode ser adequadamente relaxada. Geralmente: a pressão de resistência à explosão é 1,5 vezes a resistência à pressão de explosão.
   A supressão de explosão é uma medida para extinguir a explosão de materiais combustíveis em equipamentos no estágio inicial para evitar pressão excessiva de explosão. Um sistema de supressão de explosão bem-sucedido pode operar quando a pressão de explosão for 1×104Pa. Após a supressão, a pressão máxima no equipamento é inferior a 1×105Pa. Existem dois tipos de supressão de explosão. Um é passivo, como bolsas de água e dispositivos de pó retardadores de chama. Este tipo de dispositivo quebra automaticamente e lança água ou pó retardador de chama quando a pressão de explosão sobe para uma determinada faixa; o outro é um dispositivo inteligente de supressão de explosão que consiste em um sensor inicial de detecção de explosão, uma unidade de controle e um supressor de explosão por spray de alta velocidade (HRD) com acionamento de alta tensão.
   O isolamento de explosão evita que uma explosão que ocorre em um contêiner se propague para contêineres subsequentes ao longo do tubo de conexão, causando a explosão do sistema e causando maiores perdas. No entanto, na prática, a explosão mais prejudicial ocorre porque o dispositivo de isolamento contra explosão não pode funcionar ou não foi projetado. Geralmente, pode-se instalar uma sonda de chama na tubulação para acionar o mecanismo correspondente para obter a interrupção da explosão.
Explosões de poeira gerarão pressões tão altas quanto 0,7-1MPa, e medidas de alívio de explosão podem limitar o aumento da pressão dentro da faixa que a resistência do material do componente pode suportar. As explosões de poeira têm as características mostradas na Figura 1. A curva a representa a explosão em um recipiente fechado, Pmax representa a pressão máxima de explosão e Pn representa a taxa máxima de aumento da pressão de explosão; a curva b representa a situação em que ocorre vazamento de explosão, Pred representa a pressão máxima de explosão e Pn representa a taxa máxima de aumento da pressão de explosão. Pode-se observar que a ventilação contra explosão desempenha um papel extremamente importante na redução dos riscos de explosão. 

3 Medidas à prova de explosão para coletores de pó de saco

 1 Controle o acúmulo de poeira no coletor de pó do saco
     A concentração perigosa de poeira combustível industrial é geralmente: 20-6000g/m3. Normalmente, o coletor de pó do saco é a última parte do sistema de processo. O gás contendo poeira é enviado para o coletor de pó do saco através da tubulação e coletado para formar uma camada de poeira. A poeira é limpa por retrolavagem pulsada e cai no depósito de cinzas. Durante estes processos, a concentração de poeira no filtro de mangas provavelmente estará dentro da faixa de concentração perigosa acima. Portanto, é necessário fortalecer a ventilação do sistema, principalmente a limpeza do pó a tempo, para que a concentração de pó no coletor de pó do saco e nas tubulações seja inferior ao limite inferior da faixa perigosa. A remoção oportuna do pó da tremonha é crucial para a operação segura e normal do coletor de pó do saco. A maior parte da poeira manuseada pelo coletor de pó de saco é poeira inflamável. Se a poeira da tremonha não for removida a tempo, o calor se acumulará na poeira e será fácil a ignição espontânea da poeira. A poeira acumulada não é um todo sólido. Há ar nele. A poeira acumulada é na verdade uma mistura de ar e poeira. Isto se tornará a fonte de explosões secundárias de poeira e criará perigos ocultos para a segurança. O uso de válvula pneumática de descarga de cinzas de camada dupla pode garantir a descarga oportuna de cinzas, reduzir a taxa de vazamento de ar, evitar derramamento de poeira em locais soltos e prevenir a poluição secundária por poeira.

  2 Remova fontes de ignição
    As fontes de ignição no coletor de pó do saco são principalmente as seguintes: fontes de ignição comuns, cremação causada por impacto ou fricção, cremação eletrostática e temperatura da casca, etc. 
① As fontes de ignição comuns são trazidas principalmente diretamente de fontes externas de fogo, especialmente chamas de corte de gás e faíscas de soldagem. Como os coletores de pó de saco geralmente são peças soldadas, chamas de corte de gás e faíscas de soldagem são geradas principalmente durante o reparo de instrumentos. Portanto, podem ser controladas através do reforço da gestão e da melhoria da sensibilização dos trabalhadores para a prevenção de explosões. Ao reparar instrumentos, a poeira ao redor das peças de reparo também deve ser removida.
② Faíscas geradas por impacto ou fricção são geralmente causadas pela colisão de objetos metálicos, como porcas ou blocos de ferro, sendo sugados para dentro do filtro de mangas. Os principais métodos de eliminação são: instalação de malha metálica apropriada e dispositivos eletromagnéticos de remoção de ferro na capa de coleta de pó para evitar que o metal entre no tubo de coleta de pó e no filtro de mangas. Após a manutenção, os materiais metálicos que caem no tubo devem ser removidos a tempo. Em segundo lugar, é melhor posicionar o ventilador no lado do ar limpo após o coletor de pó do saco para evitar que objetos estranhos de metal colidam com as pás giratórias de alta velocidade do ventilador para produzir faíscas e para evitar poeira inflamável e explosiva por fricção, calor e combustão com as pás giratórias de alta velocidade. Finalmente, a velocidade do vento na rede de tubulações deve ser razoável. A velocidade excessiva do vento pode fazer com que a poeira acelere o desgaste dos tubos. Testes mostraram que a taxa de desgaste tem uma relação cúbica com a velocidade do vento, trazendo assim mais substâncias metálicas para dentro do coletor de pó.
③O mecanismo de geração de eletricidade estática ainda não foi esclarecido, mas podem ser tomadas as medidas necessárias para evitar a eletricidade estática. Selecione substâncias semelhantes à sequência carregada ou combine-as com substâncias opostas à sequência carregada para minimizar a diferença de potencial de contato, de modo que a geração de eletricidade estática possa ser suprimida ao máximo. As cargas positivas e negativas que carregam neutralizam-se para atingir o objetivo de eliminar a eletricidade estática. Em segundo lugar, o aterramento é uma das medidas de vazamento mais importantes e comuns. Equipamentos, recipientes, tubulações, etc. devem ser mantidos em potenciais iguais. Dependendo da situação real, use um sistema de aterramento descentralizado ou centralizado para um aterramento confiável, e a resistência de aterramento deverá estar na faixa de 1-2Ω. Além disso, para aumentar a condutividade, utilize condutores ou substâncias condutoras em vez de substâncias altamente isolantes. Especialmente o material de filtro antiestático é usado. Isto ocorre principalmente porque os testes mostram que o material do filtro é a parte mais concentrada da eletricidade estática. Além disso, a camada de poeira acumulada na bolsa filtrante aumenta a intensidade do campo elétrico espacial, que pode decompor o ar e causar descarga de faíscas. Finalmente, você pode usar o método de aumentar a umidade ambiente para vazar eletricidade estática ou pode adicionar água diretamente durante o processo de produção.
④Mantenha a temperatura do invólucro do coletor de pó não muito alta. Como uma grande quantidade de poeira é adsorvida pela parede interna do invólucro, a superfície do pó é aquecida quando a temperatura do invólucro é muito alta. Depois de obter energia, ele derrete e vaporiza para liberar minúsculas partículas quentes de prótons ou faíscas, que também formam uma fonte de ignição para a poeira. Portanto, controle a temperatura ambiente e não coloque o saco coletor de pó fora de casa.

 3 Instale a membrana de ventilação contra explosão
     Para coletores de pó de saco, a medida à prova de explosão mais eficaz e econômica é instalar uma membrana à prova de explosão. A chave para instalar uma membrana à prova de explosão está no cálculo da área à prova de explosão. Se a área à prova de explosão for muito pequena, não funcionará e, se for muito grande, aumentará o custo. Os métodos de cálculo mais comumente usados ​​para áreas de ventilação de explosão no mundo são o método do diagrama Kst Nomo e o método do diagrama St Nomo. A posição de ventilação de explosão do coletor de pó do saco também é muito importante. Está principalmente próximo ao ponto de ocorrência explosiva, então o efeito de ventilação da explosão é melhor. Conforme mostrado na Figura 2, é mostrado o diagrama estrutural do coletor de pó do saco. 
 

 4 À prova de explosão e supressão de explosão
      O dispositivo à prova de explosão pode usar uma válvula de corte de emergência, que é realizada acionando rapidamente uma válvula de mola pneumática por um sensor infravermelho de chama. Pode acionar a válvula de corte de emergência instalada longe o suficiente do sensor para evitar que chamas ou explosões e explosivos se espalhem para outros locais para formar explosões secundárias, controlando assim a área específica do acidente de explosão e evitando a deterioração da situação e consequências mais graves. Se for um coletor de pó de saco pequeno, é fácil usar um saco de água pressurizado passivo ou um dispositivo de pó retardador de chama. Se a poeira for hidrofílica, é fácil usar uma bolsa de água pressurizada e, para outras coisas, é usado um dispositivo de pó retardador de chama. Se for um coletor de pó de saco grande, é fácil usar um dispositivo inteligente de pulverização de alta pressão.

 5 outros
    A maioria das explosões de poeira é causada por negligência do pessoal. O fortalecimento da gestão de pessoas é o mais fundamental e importante. ① Fornecer treinamento de conhecimentos teóricos e práticos aos operadores para conscientizá-los sobre os perigos das explosões de poeira e como prevenir eficazmente poeira e explosões; ② Fortalecer a disciplina de trabalho e prestar atenção ao funcionamento do coletor de pó do saco em todos os momentos do trabalho; ③ É absolutamente proibido realizar operações como soldagem elétrica e corte a gás no coletor de pó do saco durante o horário de trabalho e permitir que fogo entre ou se aproxime da área de trabalho.