Odpylacze są stosowane w celu zapobiegania ryzyku pożaru i wybuchu w procesach przemysłowych, w których zawieszone są bardzo drobne cząstki. Ryzyko to jest jednak często przenoszone na system odpylania, który zasysa i filtruje palny pył. Środki zapobiegawcze i ochronne muszą być zatem stosowane również w odniesieniu do systemu odpylania.
Sommaire
Zasady działania różnych typów odpylaczy
Rozróżnia się odpylacze suche (cyklony, filtry workowe, filtry workowe lub nabojowe, elektrofiltry) i odpylacze mokre.
Cyklony wykorzystują siłę odśrodkową do oddzielania pyłu od unoszącego go powietrza. Od góry do dołu przybierają one kształt cylindryczny, a następnie ściętego stożka. Na szczycie górnego cylindra znajduje się wlot zapylonego powietrza, styczny do obwodu cyklonu. Napływające zapylone powietrze obraca się wokół ścian podczas opadania, oddzielając się od grubszych cząstek pod wpływem grawitacji. Następnie, przez środek cyklonu, powietrze unosi się do góry, gdzie znajduje się wylot. Gruboziarnisty pył gromadzi się na dnie stożka i jest odprowadzany przez urządzenie odciągowe (podwójną klapę, śluzę lub zawór obrotowy). Na wylocie powietrze nadal zawiera najdrobniejszy pył, który może usunąć tylko odpylacz workowy lub nabojowy.
Odpylacz z filtrem workowym, kasetowym lub kieszeniowym działa na tej samej zasadzie, co odkurzacz domowy. Każdy worek filtrujący, kieszeń lub wkład zatrzymuje kurz na swojej powierzchni i przepuszcza bezpyłowe powietrze. Odpylacz składa się z dwóch części: jedna część odbiera zapylone powietrze z urządzenia odpylającego; rękawy filtracyjne zatrzymują pył, jednocześnie przepuszczając powietrze. Zbiornik na dole części odpylającej zbiera pył zgromadzony w rękawach, który jest uwalniany za każdym razem, gdy filtr jest odblokowywany (wstrząsany lub przedmuchiwany sprężonym powietrzem). Zbiornik jest opróżniany do szczelnego pojemnika lub przez zawór obrotowy. W drugiej części odpylone powietrze opuszcza filtr, a następnie jest kierowane do kanału, do którego wentylator zasysa strumień powietrza, usuwając go lub ponownie wprowadzając do pomieszczenia.
Elektrofiltr (lub elektrofiltr) działa na zasadzie wzajemnego przyciągania się dwóch elementów o przeciwnych ładunkach elektrycznych. Odpylacz przemysłowy ujemnie ładuje pył zawieszony w strumieniu powietrza. Odbywa się to poprzez przepuszczenie go przez sieć przewodów o bardzo wysokim napięciu (anoda). Pył jest następnie oddzielany od strumienia powietrza poprzez przyciągnięcie do dodatnio naładowanych ścianek (katoda), do których się przyczepia. Nagromadzony pył jest następnie usuwany z katod poprzez młotkowanie lub czyszczenie wodą. Pył jest gromadzony w zbiorniku.
Odpylacz mokry przepuszcza strumień zapylonego powietrza przez kolumnę wody (bulgotanie), kurtynę ściekającej wody lub mgłę przeciwprądowego strumienia wody. Pył przylega do cząsteczek wody i oddziela się od powietrza.
Ryzyko pożaru lub wybuchu w instalacji odpylania
Ryzyko powstania ATEX
Aby w cyklonie powstał ATEX, zarówno poziom pyłu w strumieniu powietrza musi osiągnąć zakres wybuchowości, jak i procent drobnych cząstek musi być wystarczający. Grube cząstki mają działanie chłodzące na płomień i zapobiegają jego rozprzestrzenianiu się, gdy jest ich bardzo dużo.
Strumień zapylonego powietrza przechodzący przez kanały wchodzi do odpylacza aż do korpusu stacji filtrów workowych i może stanowić zagrożenie ATEX, jeśli stężenie pyłu w strumieniu powietrza mieści się w zakresie wybuchowym. W takim przypadku ATEX wejdzie do kolektora pyłu.
Tworzenie się ATEX może być tymczasowe. W zależności od procesu, poziom pyłu w przepływie powietrza w kanale może zmieniać się w czasie. Szybkość emisji palnych cząstek podczas pracy urządzenia może nie być stała, szczególnie podczas uruchamiania lub wyłączania procesu, operacji nieciągłych, faz operacyjnych itp. Pneumatyczne czyszczenie worków lub wkładów generalnie generuje ATEX, ponieważ najdrobniejsze cząstki są ponownie wprowadzane do nadciśnienia w wyniku czyszczenia, a ponadto potencjalnie po zatrzymaniu urządzenia (czyszczenie na koniec cyklu).
Gdy mokry odpylacz jest używany do filtrowania powietrza zawierającego cząstki metalu (w szczególności aluminium), istnieje ryzyko reakcji chemicznej między wodą a metalem, w wyniku której powstaje wodór. Rodzaj metalu wpływa na kinetykę reakcji, a podczas normalnej pracy odpylacza szybkość emisji wodoru jest niewystarczająca. Gdy odpylacz jest wyłączony, wodór może gromadzić się w czaszy, stwarzając zagrożenie ATEX. Z drugiej strony, odpylanie na mokro jest generalnie najbezpieczniejszym rodzajem odpylania z punktu widzenia ATEX, ponieważ źródła zapłonu są generalnie gaszone przez działanie wody.
Ryzyko zapłonu i wybuchu ATEX
Przepływ zapylonego powietrza przez kanał podlega ładowaniu elektrostatycznemu pyłu, gdy ociera się on o ścianę. Zjawisko to może również występować w zanieczyszczonej pyłem części odpylaczy. Wyładowanie elektrostatyczne może wystąpić w rurze lub w odpylaczu. Uwolniona energia jest szacowana na mniej niż 10 mJ. Jeśli uwolniona energia przekroczy minimalną energię zapłonu pyłu w zawiesinie, wyładowanie elektrostatyczne będzie źródłem zapłonu, powodując wybuch ATEX w kanale lub w zapylonej części stacji filtrów workowych.
Elektrofiltr działa w oparciu o różnicę potencjałów między anodą i katodą. W wyniku intensywności tej różnicy, odległość między elektrodami musi być dostosowana, aby uniknąć powstania łuku elektrycznego (przebicia), źródła zapłonu ATEX.
Proces może emitować zarówno pył, jak i żarzące się cząstki (szlifowanie, mielenie itp.). Te ostatnie mogą być źródłem zapłonu dla ATEX obecnego w zapylonej części lub w workach filtracyjnych odpylacza. W takim przypadku preferowane jest odpylanie na mokro lub odpylanie na sucho ze wstępną separacją iskier oraz urządzeniem do wykrywania i gaszenia iskier.
Zagrożenie pożarowe
Doświadczenia z wypadków pokazują, że poeksplozji w stacji filtrów workowych często dochodzi do pożaru pyłu osadzającego się na dnie leja zasypowego i w filtrze, a w konsekwencji w samym filtrze.
Filtrowanie zapylonego powietrza nie powoduje nagrzewania się pyłu. Nie ma zatem ryzyka pożaru w odpylaczach filtracyjnych z powodu samonagrzewania, z wyjątkiem szczególnych przypadków, w których substancje wychwytywane w temperaturze otoczenia mają krytyczną objętość samonagrzewania. Gdy objętość na dnie filtra przekracza tę wartość, ryzyko pożaru staje się oczywiste.
Środki zapobiegania zagrożeniom i ochrony ATEX dla odpylaczy.
Środki zapobiegawcze według typu odpylacza
Zapobieganie pożarom i wybuchom w odpylaczach workowych polega na tłumieniu wyładowań elektrostatycznych za pomocą worków antystatycznych. Badania wypadków pokazują jednak, że zapomnienie o uziemieniu tego typu filtra może prowadzić do wyładowań elektrostatycznych przekraczających minimalną energię zapłonu dla zwykłych pyłów. Taka awaria byłaby bardziej niebezpieczna niż w przypadku filtrów z rękawami nieantystatycznymi.
W przypadku stacji filtrów workowych, regularne kontrole w celu upewnienia się, że worki nie są zużyte, odczepione lub przebite, są częścią zapobiegania ATEX. Sprawdzanie ciśnienia na wlocie/wylocie i montaż dymomierza w strefie niepylącej mogą być wykorzystane do sprawdzenia szczelności worków.
Aby zapobiec zagrożeniu elektrostatycznemu jako źródłu zapłonu, metalowe części stacji filtrów workowych, w tym kanały, muszą być uziemione. To samo dotyczy cyklonu. Elementy elektryczne wewnątrz odpylacza również muszą być zgodne z przepisami ATEX.
Jednym ze środków zapobiegawczych przeciwko żarzącym się cząstkom jest instalacja wstępnego separatora pyłu przed głównym odpylaczem, w postaci cyklonu, separatora udarowego lub urządzenia do wykrywania i gaszenia iskier.
W przypadku elektrofiltru regularne sprawdzanie ustawienia różnicy potencjałów i odległości między elektrodami zapobiega ryzyku powstawania łuków elektrycznych.
Zapobieganie wybuchom ATEX w odpylaczach z mokrym głosem obejmuje: wentylację objętości po zatrzymaniu, aby uniknąć gromadzenia się wodoru, wykrywanie wodoru w powietrzu odpylacza. Ten typ odpylacza powinien być zainstalowany na zewnątrz, aby rozcieńczyć obecność wodoru, lub w pomieszczeniu wyposażonym w wentylację specjalnie zaprojektowaną pod kątem ryzyka wybuchu. Istnieje ryzyko pożaru elementów grzejnych używanych do zamrażania mokrego odpylacza. Należy sprawdzić zanurzenie tych grzałek.
Środki ochrony
Środki ochrony dotyczą :
- Wyposażenie odpylacza w otwory przeciwwybuchowe: część ściany odpylacza, która otwiera się, gdy tylko zaczyna się nadciśnienie wynikające z wewnętrznego wybuchu ATEX, w celu odprowadzenia gazów i nadciśnienia.
- Zastosowanie tłumików wybuchu: urządzenie, które wykrywa początek wybuchu wewnątrz odpylacza, zapobiega osiągnięciu przez wybuch maksymalnego nadciśnienia poprzez wstrzyknięcie środka gaśniczego i chroni ściany odpylacza przed pęknięciem.
- Odłączenie odpylacza od reszty instalacji, aby zapobiec rozprzestrzenieniu się wybuchu w odpylaczu na rurociągi. Obejmuje to zainstalowanie zaworu na rurach łączących odpylacz, który zamyka się automatycznie pod wpływem fali ciśnienia (zawór zwrotny ATEX lub zawór szybkozamykający).
