Toz toplayıcılar, çok ince partiküllerin süspansiyon halinde bulunduğu endüstriyel proseslerde yangın ve patlama risklerini önlemek için kullanılır. Ancak bu riskler genellikle yanıcı tozu emen ve filtreleyen toz emme sistemine aktarılır. Bu nedenle önleme ve koruma tedbirleri toz emme sistemine de uygulanmalıdır.
Sommaire
Farklı toz toplayıcı tiplerinin çalışma prensipleri
Kuru toz toplayıcılar (siklonlar, torba filtreler, torba veya kartuş filtreler, elektrostatik çökelticiler) ve ıslak toz toplayıcılar arasında bir ayrım yapılır.
Siklonlar, tozu onu taşıyan havadan ayırmak için merkezkaç kuvveti kullanır. Yukarıdan aşağıya doğru önce silindirik sonra kesik koni şeklini alırlar. Üst silindirin tepesinde, siklonun çevresine teğet olan tozlu hava girişi bulunur. Gelen tozlu hava aşağı inerken duvarların etrafında döner ve yerçekimi sayesinde daha iri parçacıklardan ayrılır. Daha sonra hava, siklonun merkezinden geçerek çıkışın bulunduğu tepeye yükselir. Kaba toz koninin dibinde birikir ve bir ekstraksiyon cihazı (çift klape, savak veya döner valf) aracılığıyla boşaltılır. Çıkışta, hava hala sadece bir torba veya kartuş toz toplayıcının çıkarabileceği en ince tozu içerir.
Torba, kartuş veya cep filtreli toz toplayıcı, ev tipi bir elektrikli süpürge ile aynı prensipte çalışır. Her filtre torbası, cebi veya kartuşu, yüzeyindeki tozu durdurur ve tozsuz havanın geçmesine izin verir. Bir toz toplayıcı iki bölümden oluşur: Bir bölüm toz toplama cihazından gelen tozlu havayı alır; filtre kovanları havanın geçmesine izin verirken tozu tutar. Toz bölümünün altındaki bir hazne, filtre her tıkandığında (çalkalandığında veya basınçlı hava ile üflendiğinde) açığa çıkan ve manşonlarda biriken tozu toplar. Hazne kapalı bir kaba veya bir döner valf aracılığıyla boşaltılır. Diğer kısımda, tozdan arındırılmış hava filtreden çıkar ve daha sonra bir fanın hava akışını çektiği, dışarı attığı veya odaya yeniden verdiği bir kanala yönlendirilir.
Bir elektrostatik çökeltici (veya elektrofiltre), zıt elektrik yüküne sahip iki elemanın karşılıklı çekimiyle çalışır. Endüstriyel toz toplayıcı, hava akımında asılı duran tozu negatif olarak yükler. Bu, çok yüksek voltajlı tellerden (anot) oluşan bir ağdan geçirilerek yapılır. Daha sonra toz, kendisine yapıştığı pozitif yüklü duvarlara (katot) çekilerek hava akımından ayrılır. Biriken toz daha sonra çekiçle vurularak veya suyla temizlenerek katotlardan uzaklaştırılır. Toz bir haznede toplanır.
Islak bir toz toplayıcı, toz yüklü hava akımını bir su sütunundan (fokurdama) veya damlayan su perdesinden veya ters akımlı su spreyinden geçirir. Toz su moleküllerine yapışır ve havadan ayrılır.
Toz emme tesisatında yangın veya patlama riski
ATEX oluşumu riski
Bir siklonda ATEX oluşması için hem hava akımındaki toz seviyesinin patlayıcı aralığa ulaşması hem de ince partiküllerin yüzdesinin yeterli olması gerekir. Kaba partiküller alev üzerinde soğutucu bir etkiye sahiptir ve çok fazla olduklarında alevin yayılmasını önlerler.
Kanal sisteminden geçen toz yüklü hava akımı, torbalı gövdenin gövdesine kadar toz yüklü hava toplayıcısına girer ve hava akımındaki toz konsantrasyonu patlayıcı aralıkta ise bir ATEX oluşturabilir. Bu durumda, ATEX toz toplayıcıya girecektir.
Bir ATEX oluşumu geçici olabilir. Prosese bağlı olarak, kanaldaki hava akışındaki toz seviyesi zaman içinde değişebilir. Bir cihazın çalışması sırasında yanıcı partiküllerin emisyon oranı, özellikle işlem başlatıldığında veya durdurulduğunda, kesintili işlemler sırasında, çalışma aşamaları sırasında vb. sabit olmayabilir. Torbaların veya kartuşların pnömatik temizliği genellikle bir ATEX oluşturur, çünkü en ince partiküller temizlik sırasında ve dahası potansiyel olarak ekipman durdurulduğunda (döngü sonu temizliği) tekrar aşırı basınca maruz kalır.
Metal partiküller (özellikle alüminyum) içeren havayı filtrelemek için ıslak bir toz toplayıcı kullanıldığında, su ve metal arasında hidrojen üreten kimyasal bir reaksiyon riski vardır. Metalin yapısı reaksiyon kinetiğini etkiler ve toz toplayıcının normal çalışması sırasında hidrojen emisyon oranı yetersizdir. Toz toplayıcı kapatıldığında, hidrojen kanopide birikerek bir ATEX riski oluşturabilir. Öte yandan, ıslak tozsuzlaştırma genellikle ATEX açısından en güvenli tozsuzlaştırma türüdür, çünkü ateşleme kaynakları genellikle suyun etkisiyle söndürülür.
ATEX tutuşma ve patlama riski
Kanal boyunca toz yüklü hava akışı, duvara sürtünürken tozun elektrostatik yüklenmesine maruz kalır. Bu olay toz toplayıcıların tozla kirlenmiş kısmında da mevcut olabilir. Boruda veya toz toplayıcıda elektrostatik bir boşalma meydana gelebilir. Açığa çıkan enerjinin 10mJ’den az olduğu tahmin edilmektedir. Açığa çıkan enerji süspansiyon halindeki tozun minimum tutuşma enerjisini aşarsa, elektrostatik deşarj tutuşma kaynağı olacak ve kanalda veya bir torbalı deponun toz yüklü kısmında ATEX patlamasına neden olacaktır.
Elektrostatik çökeltici, anot ve katot arasındaki potansiyel farka göre çalışır. Bu farkın yoğunluğunun bir sonucu olarak, bir ATEX’in tutuşma kaynağı olan bir elektrik arkının (arıza) oluşmasını önlemek için elektrotlar arasındaki mesafe ayarlanmalıdır.
Bir işlem hem toz hem de parlayan parçacıklar yayabilir (öğütme, frezeleme vb.). İkincisi, tozlu kısımda veya bir toz toplayıcının filtre torbalarında bulunan bir ATEX için ateşleme kaynağı olabilir. Bu durumda, genellikle ıslak bir tozsuzlaştırma çözümü veya kıvılcım ön ayırma ve bir kıvılcım algılama ve söndürme cihazı ile kuru tozsuzlaştırma tercih edilir.
Yangın tehlikesi
Kaza deneyimleri,bir torbalı dep oda meydana gelen birpatlamayı genellikle haznenin dibinde ve filtrede biriken tozda ve dolayısıyla filtrenin kendisinde çıkan bir yangının izlediğini göstermektedir.
Tozlu havanın filtrelenmesi tozun ısınmasına neden olmaz. Bu nedenle, ortam sıcaklığında yakalanan maddelerin kritik bir kendi kendine ısınma hacmine sahip olduğu özel durumlar dışında, filtreli toz toplayıcılarda kendi kendine ısınma nedeniyle yangın riski yoktur. Filtrenin altındaki hacim bunu aştığında, yangın riski belirgin hale gelir.
Toz toplayıcılar için ATEX risk önleme ve koruma önlemleri.
Toz toplayıcı tipine göre önleyici tedbirler
Torbalı toz toplayıcılar için yangın ve patlama önleme tedbiri, antistatik torbalar kullanarak elektrostatik deşarjları bastırmaktan ibarettir. Ancak kaza çalışmaları, bu tür bir filtrenin topraklanmasının unutulmasının, yaygın tozlar için minimum ateşleme enerjisini aşan elektrostatik boşal malara yol açabileceğini göstermektedir. Bu tür bir arıza, antistatik olmayan kılıflara sahip filtrelerden daha tehlikeli olacaktır.
Torbalı bir tesis söz konusu olduğunda, torbaların aşınmadığından, kancalarının açılmadığından veya delinmediğinden emin olmak için yapılan düzenli kontroller ATEX önleminin bir parçasıdır. Torbaların sızdırmazlığını kontrol etmek için giriş/çıkış basınçlarının kontrol edilmesi ve tozsuz bölgeye bir opasimetre takılması kullanılabilir.
Elektrostatik riskin bir tutuşma kaynağı olmasını önlemek için, kanallar da dahil olmak üzere torbahanenin metal parçaları topraklanmalıdır. Aynı durum siklon için de geçerlidir. Toz toplayıcının içindeki elektrikli bileşenler de ATEX yönetmeliklerine uygun olmalıdır.
Parlayan parçacıklara karşı önleyici tedbirlerden biri, ana toz toplayıcıdan önce bir siklon, bir darbeli ayırıcı veya bir kıvılcım algılama ve söndürme cihazı şeklinde bir toz ön ayırıcısının kurulmasıdır.
Elektrostatik çökeltici kullanılması durumunda, potansiyel fark ayarının ve elektrotlar arasındaki mesafenin düzenli olarak kontrol edilmesi elektrik arkları riskini önleyecektir.
Islak sesli toz toplayıcılarda ATEX patlamalarının önlenmesi şunlardan oluşur: hidrojen birikimini önlemek için durdurulduğunda hacmin havalandırılması, toz toplayıcının kanopisinde hidrojenin tespit edilmesi. Bu tür bir toz toplayıcı, hidrojen varlığını seyreltmek için dışarıya veya patlama riski için özel olarak tasarlanmış havalandırma ile donatılmış bir odaya kurulmalıdır. Islak toz toplayıcıyı dondurmak için kullanılan ısıtma elemanlarında yangın riski vardır. Bu ısıtıcıların daldırılması kontrol edilmelidir.
Koruma önlemleri
Koruma önlemleri şunlarla ilgilidir
- Toz toplayıcının patlama delikleri ile donatılması: ATEX’in iç patlamasından kaynaklanan aşırı basınç başlar başlamaz gazları ve aşırı basıncı tahliye etmek için açılan toz toplayıcının duvarının bir parçası.
- Patlama bastırıcıların kullanımı: toz toplayıcının içinde bir patlamanın başladığını tespit eden, bir söndürme maddesi enjekte ederek patlamanın maksimum aşırı basınca ulaşmasını önleyen ve toz toplayıcının duvarlarını patlamaya karşı koruyan bir cihaz.
- Toz toplayıcıdaki bir patlamanın boru tesisatına yayılmasını önlemek için toz toplayıcının tesisatın geri kalanından ayrılması. Bu, toz toplayıcıyı bağlayan borulara basınç dalgasının etkisi altında otomatik olarak kapanan bir vana (ATEX geri dönüşsüz vana veya hızlı kapanan vana) takılmasını içerir.
