Tolmukollektoreid kasutatakse tule- ja plahvatusohu vältimiseks tööstuslikes protsessides, kus väga peened osakesed on suspendeeritud. Kuid need ohud kanduvad sageli üle tolmueemaldussüsteemile, mis imeb põlevat tolmu üles ja filtreerib selle. Seetõttu tuleb ennetus- ja kaitsemeetmeid kohaldada ka tolmueemaldussüsteemi suhtes.
Sommaire
Erinevate tolmukogumisseadmete tööpõhimõtted
Eristatakse kuiva tolmukogujat(tsüklonid, kottfiltrid, kott- või padrunfiltrid, elektrostaatilised filtrid) ja märga tolmukogujat.
Tsüklonid kasutavad tsentrifugaaljõudu, et eraldada tolm seda kandvast õhust. Ülalt alla võttes võtavad nad silindrikujulise ja seejärel koonuse kuju. Ülemise silindri ülaosas on tolmuga saastunud õhu sisselaskeava, mis on tsükloni ümbermõõdu suhtes tangentsiaalne. Sissetulev tolmune õhk pöörleb laskumisel ümber seinte, eraldudes gravitatsiooni mõjul jämedamatest osakestest. Seejärel tõuseb õhk läbi tsükloni keskosa ülespoole, kus asub väljalaskeava. Jämedam tolm koguneb koonuse põhja ja väljub väljavoolusseadme (topeltklapp, sulu või pöördklapp) kaudu. Väljalaskeava juures sisaldab õhk veel peenemat tolmu, mida saab eemaldada ainult kott- või kassett-tolmukoguja.
Kott-, padrun- või taskufiltriga tolmukoguja töötab samal põhimõttel kui kodune tolmuimeja. Iga filterkott, tasku- või padrunfilter peatab tolmu oma pinnal ja laseb tolmuvaba õhu läbi. Tolmukoguja koosneb kahest osast: üks osa võtab tolmuseadmest tuleva tolmuse õhu vastu; filtrihülsid hoiavad tolmu kinni, lastes samal ajal õhu läbi. Tolmuosa allosas asuv punktsioon kogub varrukatesse kogunenud tolmu, mis vabaneb iga kord, kui filter vabastatakse (raputatakse või puhutakse suruõhuga). Mahuti tühjendatakse suletud mahutisse või pöördventiili kaudu. Teises osas väljub tolmutatud õhk filtrist ja suunatakse seejärel kanalisse, kuhu ventilaator tõmbab õhuvoolu, mis paiskab selle välja või suunab selle uuesti ruumi.
Elektrostaatiline filter (või elektrofilter) töötab kahe vastandliku elektrilaenguga elemendi vastastikuse tõmbamise teel. Tööstuslik tolmukoguja laeb õhuvoolus hõljuvat tolmu negatiivselt üles. Selleks juhitakse see läbi väga kõrgepingejuhtmete võrgu (anood). Seejärel eraldub tolm õhuvoolust, tõmmates seda positiivselt laetud seintele (katood), mille külge see kinnitub. Seejärel eemaldatakse kogunenud tolm katoodidelt haamriga või veega puhastades. Tolm kogutakse punkrisse.
Märg tolmukoguja juhib tolmuga koormatud õhuvoolu läbi veesamba (mullivool) või tilkuvast veekardinast või vastassuunalise veepihusti udust. Tolm kinnitub veemolekulide külge ja eraldub õhust.
Tule- või plahvatusoht tolmueemaldusseadme puhul
ATEXi moodustumise oht
Selleks, et ATEX moodustuks tsüklonis, peab nii tolmu sisaldus õhuvoolus jõudma plahvatusohtlikule tasemele kui ka peenosakeste osakaal olema piisav. Jämedatel osakestel on leeki jahutav mõju ja nad takistavad selle levikut, kui neid on väga palju.
Tolmuga saastunud õhuvool, mis läbib kanalisatsiooni, siseneb tolmuga saastunud õhukollektorisse kuni kottkambri korpuseni ja võib kujutada endast ATEXi, kui tolmukontsentratsioon õhuvoolus on plahvatusohtlikus vahemikus. Sellisel juhul siseneb ATEX tolmukollektorisse.
ATEXi moodustamine võib olla ajutine. Sõltuvalt protsessist võib tolmu sisaldus õhuvoolus kanalis aja jooksul muutuda. Põlevate osakeste emissiooni määr seadme töö ajal ei pruugi olla konstantne, eriti protsessi käivitamise või seiskamise ajal, katkendlikel toimingutel, tööetappidel jne. Kottide või kassettide pneumaatiline puhastamine tekitab üldiselt ATEXi, kuna kõige peenemad osakesed satuvad puhastamise käigus tagasi ülepaiskumisse ja lisaks sellele potentsiaalselt ka siis, kui seade on peatatud (tsükli lõpus toimuv puhastamine).
Kui märg tolmukogujat kasutatakse metalliosakesi (eelkõige alumiiniumi) sisaldava õhu filtreerimiseks, on oht, et vee ja metalli vahel tekib keemiline reaktsioon, mille käigus tekib vesinik. Metalli olemus mõjutab reaktsiooni kineetikat ja tolmukoguja tavapärase töö ajal on vesiniku emissiooni määr ebapiisav. Kui tolmukollektor on välja lülitatud, võib vesinik koguneda katusesse, tekitades ATEXi ohu. Teisest küljest on märg tolmupuhastus üldiselt ATEXi seisukohast kõige ohutum tolmupuhastusviis, kuna süttimisallikad kustutatakse tavaliselt vee toimel.
ATEX-süttimis- ja plahvatusoht
Tolmuga koormatud õhu läbimisel kanalis toimub tolmu elektrostaatiline laeng, kui see hõõrub vastu seina. See nähtus võib esineda ka tolmuga saastunud tolmukogumisseadmete osas. Elektrostaatiline laeng võib tekkida torus või tolmukogumisseadmes. Vabanev energia on hinnanguliselt alla 10 mJ. Kui vabanev energia ületab hõljumisse sattunud tolmu minimaalset süttimisenergiat, on elektrostaatiline lahendus süttimisallikaks, mille tulemuseks on ATEXi kohane plahvatus kanalis või tolmuga saastunud kottkambri osas.
Elektrostaatiline sadestusseade töötab anoodi ja katoodi vahelise potentsiaalierinevusega. Selle erinevuse intensiivsuse tõttu tuleb elektroodide vahelist kaugust reguleerida, et vältida elektrikaare tekkimist (läbikukkumist), mis on ATEXi süttimisallikas.
Protsess võib eraldada nii tolmu kui ka hõõguvaid osakesi (jahvatamine, freesimine jne). Viimased võivad olla ATEXi süttimisallikaks tolmavas osas või tolmukogumisseadme filtrikottides olevale ATEXile. Sellisel juhul eelistatakse üldiselt märga tolmupuhastuslahendust või kuiva tolmupuhastussüsteemi koos sädeme eelsepareerimise ja sädemete tuvastamise ja kustutamise seadmega.
Tulekahjuoht
Õnnetusjuhtumite kogemus näitab, etkottkambris toimuvale plahvatusele järgneb sageli tulekahju punkri põhja ja filtrile ladestunud tolmu ning sellest tulenevalt ka filtrile endale.
Tolmuse õhu filtreerimine ei põhjusta tolmu kuumenemist. Seetõttu ei ole filtritolmu kogumisseadmetes isekuumenemisest tulenevat tulekahjuohtu, välja arvatud erijuhtudel, kui ümbritseva õhu temperatuuril kogutud ainetel on kriitiline isekuumenemise maht. Kui maht filtri põhjas ületab seda, tekib tulekahjuoht.
ATEXi riskide ennetamise ja kaitsemeetmed tolmukogumisseadmete jaoks.
Ennetavad meetmed tolmukogumisseadmete tüübi järgi
Tulekahju- ja plahvatusohu vältimise meede kottpõlevate tolmukogumisseadmete puhul seisneb elektrostaatiliste laengute summutamises antistaatiliste kottide abil. Õnnetusjuhtumite uuringud näitavad siiski, et seda tüüpi filtri maandamise unustamine võib põhjustada elektrostaatilisi laenguid, mis ületavad tavaliste tolmude minimaalset süttimiseenergiat. See talitlushäire oleks ohtlikum kui mitteantistaatiliste muhvidega filtrid.
Kottide puhul on ATEXi ennetamise osa regulaarne kontroll, et tagada, et kotid ei oleks kulunud, lahti võetud või läbitorgatud. Kottide tiheduse kontrollimiseks võib kasutada sisselaske-/väljalaskeava rõhu kontrollimist ja suitsususemõõtja paigaldamist tolmuvabasse tsooni.
Et vältida elektrostaatilist ohtu süttimisallikana, peavad kottkambri metallosad, sealhulgas kanalid, olema maandatud. Sama kehtib ka tsükloni kohta. Tolmukogumisseadme sees olevad elektrilised osad peavad samuti vastama ATEXi eeskirjadele.
Üks ennetav meede hõõguvate osakeste vastu on tolmu eelseparaatori paigaldamine enne peamist tolmukogujat, kas tsükloni, löökseparaatori või sädemete avastamise ja kustutamise seadme kujul.
Elektrostaatilise sadestusseadme puhul välditakse elektrivalguse tekkimise ohtu, kui kontrollitakse korrapäraselt potentsiaalide vahe ja elektroodide vahelise kauguse seadistamist.
ATEXi plahvatuste vältimine märgtolmukogujate puhul hõlmab järgmist: mahu ventileerimine, kui see on peatatud, et vältida vesiniku kogunemist, vesiniku tuvastamine tolmukoguja õhus. Seda tüüpi tolmukogumisseadmed tuleks paigaldada väljas, et vesiniku olemasolu lahjendada, või ruumis, mis on varustatud spetsiaalselt plahvatusohu jaoks ettenähtud ventilatsiooniga. Märg tolmukoguja külmutamiseks kasutatavates küttekehades on tulekahjuoht. Nende küttekehade kastmist tuleb kontrollida.
Kaitsemeetmed
Kaitsemeetmed puudutavad :
- Tolmukoguja varustamine plahvatusavadega: tolmukoguja seina osa, mis avaneb kohe, kui ATEXi sisemisest plahvatusest tulenev ülerõhk algab, et evakueerida gaasid ja ülerõhk.
- Plahvatuse summutite kasutamine: seade, mis tuvastab plahvatuse alguse tolmukogumisseadme sees, takistab plahvatuse maksimaalse ülerõhu saavutamist kustutusaine sissepritsimise teel ja kaitseb tolmukogumisseadme seinu lõhkemise eest.
- Tolmukollektori lahtisidumine ülejäänud seadmestikust, et vältida tolmukollektoris toimuva plahvatuse levikut torustikku. Selleks tuleb tolmukogujat ühendavatesse torustikesse paigaldada ventiil, mis sulgub automaatselt rõhulainetuse mõjul (ATEX tagasilöögiventiil või kiirsulgeventiil).
