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防爆除尘配件在袋式除尘行业的应用

时间:2015-03-23  点击:1635次

随着袋式除尘器在广大工业场所的普及,袋式除尘配件产品的种类和性能也在不断的提高。而在一些爆炸性气体粉尘环境的场所,防爆除尘配件的应用显得至关重要,本文以煤化工业为例,分析了爆炸性气体粉尘工况环境除尘概况,给出了在粉尘爆炸环境下使用袋式除尘的措施,同时,浅谈了防爆电磁阀的防爆原理。

除尘布袋

袋式除尘器在除尘系统中的重要作用

袋式除尘器是治理大气污染的高效除尘设备。其最大优势是除尘效率高,在实际应用中排除浓度可控制到99. 99%,粉尘排放浓度可达到lOmg/ Nm3以下,甚至2mg/Nm3,这是袋式除尘器的过滤机理所决定的。在我国实行可持续发展战略,大力加强环境保护,实行污染物总量控制、一控双达标的情况下,袋式除尘器在治理粉尘、烟尘、二氧化硫、二恶英等污染方面,将大有作为。

近10年国内的煤化工发展非常迅速,煤直接或间接液化:煤制氢、煤制合成氨、煤制甲醇、煤基烯烃及煤制石油等化工产品,其生产工艺都离不开高浓度袋式收粉器。

我国钢铁工业有1600多家企业,是袋式除尘器的第大用户。袋式除尘器在钢铁工业中使用相当广泛,从矿石破碎、筛分、皮带转运、烧结、炼铁、炼钢、轧钢、铁合金冶炼、焦化、石灰、耐火材料等等,在生产过程中的各道工序,都可采用袋式除尘器,特别是高炉煤气净化由袋式除尘器干法净化代替原湿法,是将能源进行到最大利用高度,并防止污染水源,取得良好的经济效益和社会效益。宝钢、首钢、武钢、攀钢等大型钢铁联合公司都拥有袋式除尘器200台以上。

2013年我国水泥工业的总产量超过25亿吨,新型干法水泥的生产能力也已突破15亿吨,新型干法水泥的生产技术装备水平己接近国际先进水平。至2013年底,已建成投产的4000t/d以上规模的新型干法水泥的生产线有360余条.

除了上述钢铁、水泥、有色冶金工业外,机械、蓄电池、炭黑、电力、煤炭、陶瓷、化工、化 肥、医药、农药、轻工、烟草、面粉、词料、油料加工、粮库、港口转运、交通筑路、垃圾焚烧等 二十多个行业都广泛采用了袋式除尘器。尤其是在各种产业领域的中小规模发生源设施上,采用袋式除尘器更为广泛,效果良好,为我国保护大气环境,治理粉尘、烟尘和S02二恶英等有害气体污染做出了很大贡献。

2爆炸的概念

但是,在整个的除尘过程中,包括旋风除尘器和袋式除尘器在内的所有整体,都处在一个可燃性粉尘一煤粉可能存在的环境中。这个环境中极大可能的存在着爆炸危险。

燃烧和爆炸本质都是可燃物质在空气中的氧化反应。区别在于氧化速度不同。可燃物、助燃物 (氧化剂)和点火源是燃烧和爆炸的三个基本条件,统称三要素。如果去掉任何一个因素,燃烧是不可能发生的,举个例子,如果不存在氧气或者只有很少氧气存在,无论热量有多大,有多少燃料,都不会燃烧。同样的,如果没有充足的热量,没有一定浓度的燃料和氧气也无法燃烧。

易爆物质:很多生产场所都会产生某些可燃性物质。煤矿井下约有三分之二的场所有存在爆炸 性物质;化学工业中,约有80%以上的生产车间区域存在爆炸性物质。

氧气:空气中的氧气是无处不在的。

点燃源:在生产过程中大量使用电气仪表,各种磨擦的电火花、机械磨损火花、静电火花、高温等不可避免,尤其当仪表、电气发生故障时。

粉尘爆炸的机理和特点:粉尘爆炸首先是粉尘粒子从点燃源获得能量后热传导、热辐射)表 面受热,另外粉尘粒子获得能量后内外相继受热而产生熔融和气化迸发出炽热微小质子颗粒或火花,也形成粉尘的点火源。而由于粉尘表面积大,与空气能够充分接触,加之粉尘层的存在,故粉尘粒 子表面温度急剧上升,使粉尘粒子加速分解或气化,当与空气混合接触时即可形成气相点火,这样 粉尘中既有气相也有固相,两相同时存在燃烧时更加剧烈。当然,静电的积聚摩擦也形成点火源。当粉尘浓度与空气混合达到爆炸下限时遇到点火源即可燃烧,在初始燃烧时,由于粉尘与空气混合 较充分,粉尘即可爆炸,并以压力波的方式释放能量,所以常常把机械装置中的粉尘吹出来,把地面上的粉尘层吹起,形成了飞扬的粉尘云。这些粉尘云再被初始的爆炸的灼热残余物瞬间再次点燃, 接着发生第二次爆炸,同时可产生空气湍流。这次爆炸由于把大量的沉积的粉尘再次吹起,其爆炸的威力比初始爆炸大得多。粉尘的爆炸受到点火源的形成、最小点火能量和粉尘浓度等多种因素的影响,因此,粉尘爆炸是一个很复杂的过程。

客观上很多工业现场满足爆炸条件。当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时,若存在爆炸源,将会发生爆炸。因此采取防爆就显得很必要了。

另一方面,对于爆炸现象的出现,需要以下5个因素同时存在:当燃料,热和氧气,悬浮,并且在密闭空间中,形成了爆炸五边型。去除任何一个所需要因素,都可以阻止爆炸的传播。举个例子,如果燃料,热源和氧气在密闭空间中,处在一个合适的范围内,但并不是悬浮状态,则不会发 生爆炸,但是在该情形下,会发生燃烧。如果燃烧的燃料被阵风吹起悬浮起来,则同时满足了爆炸五边型所需的所有条件,爆炸即将发生。

3以煤化工业为例的爆炸性气体粉尘工况环境除尘概况

世界上有很多工厂需要处理煤炭,比如制剂厂。很多其它工厂以煤炭为生产原料,如水泥厂和石灰石厂。

虽然煤炭能安全的处理并有效的燃烧,但随着煤炭颗粒尺寸的减小,存在爆炸的危险在增大。颗粒尺寸的原煤可以燃烧并导致连锁性爆炸,爆炸经常出现在热干燥系统,旋风除尘系统,库房和 粉状燃料系统,磨机和其它工艺或输送设备中。对于煤化工里面的粉尘都有一系列措施进行防爆,比如粉尘收集器、煤粉仓等。相对于煤化工业的除尘系统,也需要采取一定的防爆措施。

当煤粉被研磨到足够的细度,循环空气将其从顶部带出,并进入一个分离器中。当细煤粉颗粒通过分离器后,将通过管道被输送到一个旋风除尘器中。带着煤粉的空气流进入旋风除尘器后,将同循环空气分离,空气完成再次利用,旋风除尘器设计煤粉落入除尘器底部,干净的循环空气从除尘器顶部离开。

然而,旋风除尘器只能除掉循环风中95%的煤尘,其它5%的煤风会通过循环除尘器顶部并且继续通过系统风扇。

从旋风除尘.器顶部经过的气流包含5%的煤尘,该部分被输送到袋式除尘器中,该除尘器有许多垂直过除尘布袋组成,可以除去循环空气中残留的煤粉。在袋式除尘器中,所有的煤尘被捕捉在滤袋中, 循环空气被系统风扇排放到大气中。到此,结束一个煤气粉尘的过滤循环,最终,通过袋式除尘器完成接近于“零排放”的空气过滤。

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