A porleválasztókat a tűz- és robbanásveszély megelőzésére használják olyan ipari folyamatokban, ahol nagyon finom részecskék vannak szuszpendálva. Ezek a kockázatok azonban gyakran átkerülnek a porelszívó rendszerbe, amely felszívja és megszűri az éghető port. A megelőzési és védelmi intézkedéseket ezért a porelszívó rendszerre is alkalmazni kell.
Sommaire
A különböző típusú porleválasztók működési elvei
Megkülönböztetünk száraz porleválasztókat (ciklonok, zsákos szűrők, zsákos vagy patronos szűrők, elektrofilterek) és nedves porleválasztókat.
A ciklonok a centrifugális erő segítségével választják el a port a szállított levegőtől. Fentről lefelé haladva hengeres, majd csonka kúp alakot vesznek fel. A felső henger tetején található a porral szennyezett levegő bemeneti nyílása, amely a ciklon kerületéhez érintőlegesen helyezkedik el. A beérkező poros levegő lefelé haladva a falak körül forog, és a gravitáció hatására elválik a durvább részecskéktől. Ezután a ciklon közepén keresztül a levegő felemelkedik a tetejére, ahol a kivezető nyílás található. A durva por a kúp alján gyűlik össze, és egy elszívó berendezésen (kettős csappantyú, zsilip vagy forgószelep ) keresztül távozik. A kimeneti nyíláson a levegő még mindig tartalmazza a finomabb port, amelyet csak zsákos vagy patronos porleválasztó berendezés képes eltávolítani.
A zsákos, patronos vagy zsebszűrős porelszívó ugyanazon az elven működik, mint a háztartási porszívó. Minden szűrőzsák, zseb vagy patron megállítja a port a felületén, és átengedi a pormentes levegőt. A porgyűjtő két részből áll: az egyik rész fogadja a poros levegőt a porgyűjtő készülékből; a szűrőhüvelyek visszatartják a port, miközben átengedik a levegőt. A porszűrő rész alján lévő tartály összegyűjti a porhüvelyekben felgyülemlett port, amely minden egyes alkalommal, amikor a szűrőt felszabadítják (felrázzák vagy sűrített levegővel befújják), kiszabadul. A tartály egy lezárt tartályba vagy egy forgószelepen keresztül üríthető. A másik részben a portalanított levegő kilép a szűrőből, majd egy csatornába kerül, amelybe egy ventilátor szívja be a légáramot, kilökve vagy visszavezetve azt a helyiségbe.
Az elektrosztatikus szűrő (vagy elektroszűrő) két ellentétes elektromos töltésű elem kölcsönös vonzása révén működik. Az ipari porleválasztó negatívan tölti fel a levegőáramban lebegő port. Ez úgy történik, hogy a port egy nagyon nagyfeszültségű vezetékekből álló hálózaton (anódon) vezetik át. Ezután a por a pozitív töltésű falakhoz (katód) vonzódva leválik a légáramról, amelyhez hozzátapad. A felgyülemlett port ezután kalapálással vagy vízzel történő tisztítással távolítják el a katódokról. A port egy tartályban gyűjtik össze.
A nedves porleválasztó a porral terhelt légáramot egy vízoszlopon (buborékos), vagy egy csepegő vízfüggönyön, vagy egy ellenáramú vízpermetből álló ködön keresztül vezeti. A por a vízmolekulákhoz tapad, és elválik a levegőtől.
A tűz vagy robbanás veszélye porelszívó berendezésben
Az ATEX kialakulásának kockázata
Ahhoz, hogy egy ciklonban ATEX alakuljon ki, a légáramban lévő por szintjének el kell érnie a robbanásveszélyes tartományt, és a finom részecskék százalékos arányának is elegendőnek kell lennie. A durva részecskék hűtő hatással vannak a lángra, és megakadályozzák annak terjedését, ha nagyon sok van belőlük.
A csatornán áthaladó, porral terhelt légáram a porral terhelt léggyűjtőbe jut a zsákos léggyűjtő testéig, és ATEX-nek minősülhet, ha a légáramban lévő porkoncentráció a robbanásveszélyes tartományba esik. Ebben az esetben az ATEX belép a porgyűjtőbe.
Az ATEX kialakítása ideiglenes lehet. A folyamattól függően a csatornában a légáramlásban lévő por szintje idővel változhat. Az éghető részecskék kibocsátásának mértéke a készülék működése során nem biztos, hogy állandó, különösen a folyamat indításakor vagy leállításakor, a megszakításos műveletek során, a működési fázisokban stb. A zsákok vagy patronok pneumatikus tisztítása általában ATEX-et eredményez, mivel a legfinomabb részecskék a tisztítás során visszakerülnek a túlterhelésbe, ráadásul potenciálisan a berendezés leállításakor is (ciklus végi tisztítás).
Ha nedves porleválasztót használnak fémrészecskéket (különösen alumíniumot) tartalmazó levegő szűrésére, fennáll a veszélye annak, hogy a víz és a fém között kémiai reakció lép fel, és hidrogén keletkezik. A fém jellege befolyásolja a reakció kinetikáját, és a porleválasztó normál működése során a hidrogénkibocsátás mértéke nem elegendő. A porleválasztó kikapcsolásakor a hidrogén felhalmozódhat a kupolában, ami ATEX-kockázatot jelent. Másrészt a nedves portalanítás általában a legbiztonságosabb portalanítási mód az ATEX szempontjából, mivel a gyújtóforrásokat általában a víz hatása oltja ki.
ATEX gyulladás- és robbanásveszély
A porral terhelt levegő áthaladása a csatornán a por elektrosztatikus feltöltődésének van kitéve, amikor az a falhoz súrlódik. Ez a jelenség a porleválasztók porral szennyezett részében is előfordulhat. A csőben vagy a porgyűjtőben elektrosztatikus kisülés keletkezhet. A felszabaduló energia becslések szerint kevesebb, mint 10 mJ. Ha a felszabaduló energia meghaladja a szuszpendált por minimális gyulladási energiáját, az elektrosztatikus kisülés lesz a gyújtóforrás, ami ATEX-robbanáshoz vezet a csővezetékben vagy a porral szennyezett porgyűjtő részben.
Az elektrofilter az anód és a katód közötti potenciálkülönbség alapján működik. E különbség intenzitása miatt az elektródák közötti távolságot úgy kell beállítani, hogy elkerülhető legyen az ATEX gyújtóforrását jelentő elektromos ív (átütés) kialakulása.
Egy folyamat por és izzó részecskéket is kibocsáthat (csiszolás, őrlés stb.). Ez utóbbiak gyújtóforrást jelenthetnek a poros részen vagy a porleválasztó szűrőzsákokban lévő ATEX számára. Ebben az esetben általában a nedves portalanítási megoldás előnyben részesül, vagy a száraz portalanítás szikraelőválasztással és szikraérzékelő és -oltó berendezéssel.
Tűzveszély
A baleseti tapasztalatok azt mutatják, hogy azsákos üzemben bekövetkezőrobbanást gyakran követi tűz a tartály alján és a szűrőben lerakódott porban, és következésképpen magában a szűrőben.
A poros levegő szűrése nem okozza a por felmelegedését. Ezért a szűrőporgyűjtőkben nincs önmelegedés miatti tűzveszély, kivéve azokat a speciális eseteket, amikor a környezeti hőmérsékleten felfogott anyagok kritikus önmelegedési térfogattal rendelkeznek. Ha a szűrő alján lévő térfogat ezt meghaladja, a tűzveszély nyilvánvalóvá válik.
ATEX kockázatmegelőzési és védelmi intézkedések a porgyűjtőkre vonatkozóan.
Megelőző intézkedések porleválasztó típusonként
A zsákos porleválasztók tűz- és robbanásvédelmi intézkedése az elektrosztatikus kisülések elfojtása antisztatikus zsákok használatával. A baleseti tanulmányok azonban azt mutatják, hogy az ilyen típusú szűrő földelésének elfelejtése a szokásos porok minimális gyulladási energiáját meghaladó elektrosztatikus kisülésekhez vezethet. Ez a meghibásodás veszélyesebb lenne, mint a nem antisztatikus hüvelyekkel ellátott szűrőknél.
Zsákházak esetében az ATEX-megelőzés részét képezi a rendszeres ellenőrzés annak biztosítására, hogy a zsákok nem kopnak, nem akadnak ki, illetve nem lyukadnak ki. A zsákok tömítettségének ellenőrzésére a be- és kimeneti nyomás ellenőrzése és a nem poros zónában egy füstölésmérő felszerelése használható.
Annak érdekében, hogy az elektrosztatikus veszély ne legyen gyújtóforrás, a zsákház fémrészeit földelni kell, beleértve a csatornákat is. Ugyanez vonatkozik a ciklonra is. A porgyűjtő belsejében lévő elektromos alkatrészeknek szintén meg kell felelniük az ATEX-előírásoknak.
Az izzó részecskék elleni egyik megelőző intézkedés a fő porleválasztó előtti por előleválasztó telepítése, akár ciklon, akár ütközésleválasztó, akár szikraérzékelő és szikraoltó berendezés formájában.
Elektrofilter esetén a potenciálkülönbség beállításának és az elektródák közötti távolságnak a rendszeres ellenőrzése megelőzi az elektromos ívek kialakulásának veszélyét.
Az ATEX-robbanások megelőzése a nedves hangú porgyűjtőkben a következőket foglalja magában: a térfogat szellőztetése, amikor az leáll, a hidrogén felhalmozódásának elkerülése érdekében, a hidrogén kimutatása a porgyűjtő levegőjében. Ezt a típusú porgyűjtőt a hidrogén jelenlétének hígítása érdekében kültéren, vagy egy kifejezetten a robbanásveszélyre tervezett szellőzéssel ellátott helyiségben kell elhelyezni. A nedves porgyűjtő megfagyásához használt fűtőelemek tűzveszélyesek. Ezeknek a fűtőelemeknek a bemerítettségét ellenőrizni kell.
Védelmi intézkedések
A védelmi intézkedések a következőkre vonatkoznak :
- A porgyűjtő felszerelése robbanónyílásokkal: a porgyűjtő falának egy része, amely kinyílik, amint az ATEX belső robbanásából eredő túlnyomás megindul, hogy a gázokat és a túlnyomást elszívja.
- Robbanásgátlók használata: olyan eszköz, amely érzékeli a robbanás kezdetét a porgyűjtő belsejében, oltóanyag befecskendezésével megakadályozza, hogy a robbanás elérje a maximális túlnyomást, és megvédi a porgyűjtő falait a felrobbanástól.
- A porgyűjtő leválasztása a berendezés többi részétől, hogy megakadályozza a porgyűjtőben bekövetkező robbanás átterjedését a csővezetékekre. Ehhez a porgyűjtőt összekötő csövekre olyan szelepet kell felszerelni, amely a nyomáshullám hatására automatikusan záródik (ATEX visszacsapó szelep vagy gyorszáró szelep).
