安全的无焰泄压系统

利用刚体过滤装置实现无焰泄压

作者:Klaus Rabenstein 文章来源:PROCESS《流程工业》 发布时间:2018-08-08
如果想对过滤系统在结构设计方面采取防爆措施,尤其在室内时,无焰泄压是最佳选择。Herding公司研发生产的刚体过滤器滤芯是可以防止烟尘污染清洁空气的泄压解决方案。

在抽取和抽气装置中,过滤分离器是最常用的颗粒物分离技术装备。尽管这类排气系统的基本结构非常类似,但它们主要的过滤元器件的设计、特性和使用限制条件则各不相同。最常用的滤芯的几何形状和过滤面积是不同的,个别的也在基础材料的化学结构中也有所不同。滤芯使用最多的材料是热塑性塑料,纺织物的滤芯质地柔软,并且需要辅助支撑骨架来保证其有着合适的几何形状。Herding公司所研发生产的板式烧结过滤器是刚性体,其滤芯和过滤器是一个整体。由于这种特殊的结构,它的过滤方式和除尘效果与传统过滤装置不同。

无焰、无烟泄压释放的比较

无焰、无烟泄压释放的比较

最好的除尘过滤介质就是被过滤出来的烟尘本身。在传统的过滤器中,很短时间内就会在滤芯表面积留滤渣,因此新型过滤器。是否需要清除这些积留的灰尘取决于滤芯表面的性质和结构。若使用的滤芯是柔性滤芯,过滤后积留在滤芯表面的灰尘会在滤芯清洁过程中被吹成尘雾,离开滤芯表面。但在刚体过滤器中积留的灰尘则会形成鱼鳞状的结块。这些灰尘不会重新形成灰尘涡流,可以一块块地完全脱落下来,沉降到过滤系统的底部并被清除出去。

由于过滤器的具体结构和过滤介质不同,过滤分离器中或多或少会出现粉尘飞扬的现象。如果过滤出来的粉尘是金属粉末和有机粉尘,则会产生爆炸性气体。因此就要根据吸尘工艺流程中空气体积流量的粉尘负荷情况确定室内和洁净室中空气过滤系统的粉尘爆炸区域性质,也就是Zone等级。

常规无焰泄压释放伴有灰尘释放

常规无焰泄压释放伴有灰尘释放

除了产生爆炸性气体的概率之外,还必须评估发生潜在危险的可能性以及有效点火源。根据粉尘-空气混合气的安全特性、危险等级Zone区域和有效点火源来采取安全保护措施。除了预防性措施之外,必要时还要在结构上采用减少爆燃风险的设计。

常规无焰泄压释放伴有灰尘释放

无焰、无烟泄压释放

按照EN 14460标准核算、验证抗爆性和爆炸压力波阻力是过滤分离设备防爆设计考虑的首要前提。根据过滤系统的性质和设计,可以进行静态水压试验以及动态防爆测试。在使用Atex防爆系统,例如使用防爆盘或者抑爆组件时,必须遵守有关规定并考虑使用限制。另外,过滤器与其上下游设备(裂解气管道、清洁空气管道和排尘管道)的接口必须能很好地切断压力波和火焰。此外,过滤分离器与隔离设备之间的裂解气管道也必须与过滤系统有相同的强度和性质,被保护装置和防爆技术装置之间的管道安装间距也要根据管道的公称直径和粉尘-空气混合气的防爆特性值进行设计。

在抑制爆炸的过程中,必须要能够控制被保护的装置内部的爆炸。通常情况下,这种控制是通过对外释放爆炸压力波和火焰来实现。在防爆盘前方一定区域内要设定一个减压释放区,并禁止人员进入,以避免爆炸冲击波和火焰以及灰尘造成人员损伤和设备损坏。

被保护装置上防爆盘的破裂是最典型的爆炸压力释放方式,由于这种保护方式的安全区域很大,因此最适合安装在户外的分离设备中。对于在室内使用的过滤系统,可以根据距外墙壁的距离,设计一个与防爆盘连接的排气通道,利用这一通道将爆炸压力、火焰以及燃烧的和未燃烧的粉尘引到室外。同样,这一排气通道的设计也要符合前文中安全区域的规定,并考虑使用时的限制条件。

根据过滤系统在室内的位置,以及排气通道长度的限制情况,室内安装的过滤系统必须选用无焰压力释放装置。市场中可用的设备是由例如防爆盘和下游阻火器组成的,它能在大表面(例如金属丝网)上快速地降低爆炸时产生的高温,这就减小了爆炸过程中膨胀的气体(空气)体积。同时,爆炸时产生的高压也可立刻降低。这种有着大表面积的装置同时也具有抑制火焰的效果,但不能抑制每次爆炸都会释放出来的烟尘。因此,传统的无焰压力释放常常是与灰尘或者烟雾释放紧密相连的。

无焰无尘的压力释放

无焰压力释放的基本原理是,首先引导爆炸通过过滤元件,利用过滤分离器中的过滤元件保留燃烧和未燃烧的灰尘,再利用同一过滤元件抑制火焰,然后再通过安装在清洁气体侧的防爆盘将爆炸压力释放到外部环境中去。

Herding公司研发生产并申请了专利保护的板式烧结过滤器能把良好的分离性能和阻燃性能结合到一起。“Pex型”刚体过滤器已经针对200多种气体进行了系统的粉尘爆炸测试,采用多种参数,并在研究成果的基础上进行了进一步的优化。公司根据EN ISO 16852标准的规定,对板式烧结过滤器的阻火性能进行了检验认证。Amberg市Herding公司的板式烧结过滤器通过了欧盟的型式鉴定,并获得了Modul D的质量保证体系认证证书。因此,安装Pex板式烧结过滤器即可满足Atex易燃易爆安全防护系统的要求。

Herding公司阻火的板式烧结过滤器

Herding公司阻火的板式烧结过滤器

Herding公司研发生产的Flamestop保护系统是在清洁空气侧实现无焰泄压释放的前提条件。防爆盘破裂后能够阻止火焰燃烧并将压力释放在室内,实验结果证明:当安装清洁空气侧的防爆盘在裂解气空间环境中破裂时,可以完全释放板式烧结过滤器中的载荷。所安装的Herding板式烧结过滤器在爆炸过程中承受的空气流量是常规工艺条件下的100多倍,且绝不会将爆炸后承受的粉尘传播到清洁空气一侧。Herding公司过滤设备的这一性能使其能够作为无焰、无烟的压力释放系统供流程企业使用。当然使用时也必须同时使用其他的防爆隔离技术并注意使用限制条件。
由于Herding公司研发生产的板式烧结过滤器有着特殊的性能,因此它可以完成其他过滤系统难以完成的过滤任务。Flamestop防护方案和无焰泄压过滤系统是过滤技术中无焰、无烟压力释放的最佳解决方案。

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