Vier Blätter lernen Sie über Staub-Explosionsschutz

Mit der Stärkung des Umweltbewusstseins werden die Menschen immer strenger hinsichtlich der Schadstoffemissionen, die Unternehmen in die Atmosphäre ausstoßen. Beutelstaubsammler sind der Feind der Rauch- und Staubverschmutzung und sind effiziente Staubentfernungsgeräte zur Kontrolle der Luftverschmutzung. Der größte Vorteil des Beutelstaubsammlers ist seine hohe Staubentfernungseffizienz, die in praktischen Anwendungen 99,9 % erreichen kann. Die Staubemissionskonzentration kann weniger als 10 mg pro m3 oder sogar 1 mg pro m3 erreichen. Gerade wegen dieser Vorteile werden in vielen Unternehmen Beutelentstauber eingesetzt. Mit der Beliebtheit von Beutelstaubabscheidern nehmen jedoch auch Unfälle durch Staubexplosionen in Beutelstaubabscheidern zu. Daher wurde die explosionssichere Ausführung von Beutelstaubabscheidern auf der Tagesordnung erwähnt.

1 Bedingungen und Mechanismen für Staubexplosionen
Damit es zu einer Staubexplosion kommt, sind drei Bedingungen erforderlich:
① Wenn die Staubkonzentration in der Luft ein bestimmtes Niveau erreicht, liegt sie innerhalb der oberen und unteren Explosionsgrenzen. Im Allgemeinen erregt die untere Explosionsgrenze die größte Aufmerksamkeit;
②Eine Zündquelle mit ausreichender Energie;
③Ausreichender Luft- oder Sauerstoffmischungskontakt.
     Eine Staubexplosion ist ein sehr komplexer Prozess, der von vielen Faktoren beeinflusst wird, sodass der Explosionsmechanismus noch nicht ganz klar ist. Es wird allgemein angenommen, dass eine Staubexplosion den folgenden Entwicklungsprozess durchläuft: Bei einer Staubexplosion kommt es zunächst zu einer Oberflächenerwärmung von Staubpartikeln nach Energiegewinnung aus der Zündquelle (Wärmeleitung, Wärmestrahlung). Nachdem die Staubpartikel Energie erhalten haben, werden außerdem das Innere und die Außenseite nacheinander erhitzt, um Schmelzen und Verdampfen zu bewirken und heiße, winzige Protonenpartikel oder Funken auszustoßen, die die Zündquelle des Staubs bilden. Aufgrund der großen Oberfläche des Staubes kommt dieser vollständig mit der Luft in Kontakt und aufgrund der Existenz der Staubschicht steigt die Oberflächentemperatur der Staubpartikel stark an, was die Zersetzung bzw. Vergasung der Staubpartikel beschleunigt. Beim Mischen und Kontakt mit Luft kann sich eine Gasphasenzündung bilden, so dass der Staub sowohl eine Gasphase als auch eine feste Phase enthält. Die Verbrennung ist heftiger, wenn beide Phasen gleichzeitig vorliegen. Darüber hinaus kann auch die Ansammlung statischer Elektrizität und Reibung eine Zündquelle darstellen. Wenn die Konzentration des mit Luft vermischten Staubes die untere Explosionsgrenze erreicht, kann er beim Auftreffen auf eine Zündquelle brennen. Bei der ersten Verbrennung kann es aufgrund der ausreichenden Vermischung von Staub und Luft zu einer Explosion des Staubes und der Freisetzung von Energie in Form von Druckwellen kommen. Daher wird der Staub im mechanischen Gerät häufig ausgeblasen und die Staubschicht auf dem Boden wird aufgewirbelt, wodurch eine fliegende Staubwolke entsteht. Diese Staubwolken werden durch die heißen Rückstände der ersten Explosion sofort wieder entzündet, und dann kommt es zu einer zweiten Explosion, bei der gleichzeitig Luftturbulenzen entstehen können. Da diese Explosion eine große Menge an abgelagertem Staub erneut in die Luft sprengte, war ihre Explosion viel heftiger als die ursprüngliche Explosion. Die Staubexplosion wurde von vielen Faktoren wie der Bildung der Zündquelle, der Mindestzündenergie und der Staubkonzentration beeinflusst. Aus dem Explosionsprozess ist ersichtlich, dass der Durchmesser der Staubpartikel die Schwierigkeit der Detonation bestimmt, die Zündquelle der Schlüsselfaktor bei der Detonation ist und die Sekundärexplosion durch die Zündung der Staubwolke die größte Gefahr darstellt.

2 Explosionsgeschützte Technologie
    Explosionsschutztechnik kann in vorbeugende technische Maßnahmen und konstruktive Maßnahmen unterteilt werden. Unter vorbeugenden Maßnahmen versteht man die Reduzierung der Staubkonzentration unter die untere Explosionsgrenze und die Ansammlung größerer Staubmengen sowie die Beseitigung wirksamer Zündquellen; Konstruktionsmaßnahmen beziehen sich auf die Maßnahmen, die ergriffen werden, um den Grad der Explosionsgefahr auf ein sicheres Maß zu reduzieren, wenn Maßnahmen zur Verhinderung von Explosionen schwer zu erreichen sind, so dass die Explosion keine Todesopfer verursacht und die Ausrüstung kurze Zeit nach der Explosion wieder betriebsbereit ist. Dazu gehören: Aufruhrbekämpfung, Explosionsunterdrückung, Explosionsschutz, Explosionsentlüftung usw.
   Der Beutelstaubsammler wird als Staubsammelstelle verwendet, um die Staubkonzentration jederzeit unter der unteren Explosionsgrenze zu halten, was nicht kosteneffektiv und schwer zu erreichen ist; Dies kann jedoch erreicht werden, ohne dass sich große Mengen Staub ansammeln. Wirksame Zündquellen sollten von den folgenden zwei Arten von Zündquellen unterschieden werden: gewöhnliche Zündquellen (z. B. durch Schweißen, Schleifen und Räuchern verursachte Zündquellen) und Zündquellen, die durch mechanische Fehler (mechanische Funken, Hochtemperaturoberflächen, flammenlose Verbrennungswärmeansammlung und elektrostatische Funken) verursacht werden. Unter ihnen sind verschiedene Arten von Bewegungsreibungsquellen am häufigsten, und die meisten Staubexplosionsunfälle werden durch sie verursacht. Darüber hinaus tritt Koronaentladung nach Untersuchungen und Tests hauptsächlich in Staubwolken auf, und Blitzentladungen sind in der industriellen Produktion noch nicht aufgetreten. Darüber hinaus ist es schwierig, dass diese Art von Blitzentladung in industriellen Produktionsanlagen auftritt, es sei denn, das Volumen der gebildeten Staubwolke beträgt mehr als 60 m3 oder der Durchmesser beträgt mehr als 3 m.
Explosionssicherheit bedeutet, dass die Struktur selbst dem Explosionsdruck standhalten kann, ohne zu platzen. Es gibt zwei Arten von explosionssicheren Strukturen: Explosionsdruckfestigkeit und Explosionsstoßdruckfestigkeit. Die Auslegung der Explosionsdruckfestigkeit sollte den Konstruktions- und Herstellungsspezifikationen des Druckbehälters entsprechen, während die Explosionsdruckfestigkeit entsprechend gelockert werden kann. Generell gilt: Der Explosionsdruck beträgt das 1,5-fache des Explosionsdruckwiderstands.
   Explosionsunterdrückung ist eine Maßnahme zur Löschung der Explosion brennbarer Materialien in Geräten im Anfangsstadium, um einen übermäßigen Explosionsdruck zu vermeiden. Ein erfolgreiches Explosionsunterdrückungssystem kann funktionieren, wenn der Explosionsdruck 1×104Pa beträgt. Nach der Unterdrückung beträgt der maximale Druck im Gerät weniger als 1×105Pa. Es gibt zwei Arten der Explosionsunterdrückung. Eine davon ist passiv, wie zum Beispiel Wasserbeutel und flammhemmende Pulvergeräte. Diese Art von Gerät bricht automatisch auf und stößt Wasser oder flammhemmendes Pulver aus, wenn der Explosionsdruck auf einen bestimmten Bereich ansteigt. Das andere ist ein intelligentes Explosionsunterdrückungsgerät, das aus einem ersten Explosionserkennungssensor, einer Steuereinheit und einem Hochgeschwindigkeitsspray-Explosionsunterdrücker (HRD) mit Hochspannungsantrieb besteht.
   Durch die Explosionsisolierung soll verhindert werden, dass sich eine Explosion, die in einem Behälter auftritt, auf nachfolgende Behälter entlang der Verbindungsleitung ausbreitet, wodurch das System explodiert und größere Verluste verursacht werden. In der Praxis entsteht die gefährlichste Explosion jedoch dadurch, dass die Explosionsisolationseinrichtung nicht funktionieren kann oder nicht ausgelegt ist. Im Allgemeinen kann eine Flammensonde an der Rohrleitung installiert werden, um den entsprechenden Mechanismus auszulösen und eine Explosionsunterbrechung zu erreichen.
Staubexplosionen erzeugen Drücke von bis zu 0,7–1 MPa, und Maßnahmen zur Explosionsentlastung können den steigenden Druck auf einen Bereich begrenzen, in dem die Festigkeit des Bauteilmaterials aushält. Staubexplosionen weisen die in Abbildung 1 dargestellten Eigenschaften auf. Die Kurve a stellt die Explosion in einem geschlossenen Behälter dar, Pmax stellt den maximalen Explosionsdruck dar und Pn stellt die maximale Anstiegsgeschwindigkeit des Explosionsdrucks dar; Kurve b stellt die Situation dar, in der eine Explosionsleckage auftritt, Pred stellt den maximalen Explosionsdruck dar und Pn stellt die maximale Anstiegsrate des Explosionsdrucks dar. Es zeigt sich, dass die Explosionsdruckentlastung eine äußerst wichtige Rolle bei der Reduzierung von Explosionsgefahren spielt. 

3 Explosionsschutzmaßnahmen für Beutelstaubabscheider

 1 Kontrollieren Sie die Staubansammlung im Beutelstaubsammler
     Die gefährliche Konzentration von brennbarem Industriestaub beträgt im Allgemeinen 20-6000 g/m3. Normalerweise ist der Beutelstaubabscheider der letzte Teil des Prozesssystems. Das staubhaltige Gas wird über die Rohrleitung zum Beutelstaubabscheider geleitet und dort gesammelt, um eine Staubschicht zu bilden. Der Staub wird durch Impulsrückspülung entfernt und fällt in den Aschebehälter. Während dieser Prozesse liegt die Staubkonzentration in der Filteranlage wahrscheinlich innerhalb des oben genannten gefährlichen Konzentrationsbereichs. Daher ist es notwendig, die Belüftung des Systems, insbesondere die Staubreinigung, rechtzeitig zu verstärken, damit die Staubkonzentration im Beutelstaubsammler und in den Rohren unter der unteren Grenze des gefährlichen Bereichs liegt. Die rechtzeitige Entfernung des Staubs aus dem Trichter ist für den sicheren und normalen Betrieb des Beutelstaubabscheiders von entscheidender Bedeutung. Bei dem Staub, den der Beutelstaubabscheider verarbeitet, handelt es sich größtenteils um brennbaren Staub. Wenn der Staub nicht rechtzeitig aus dem Trichter entfernt wird, sammelt sich im Staub Hitze an und der Staub kann sich leicht spontan entzünden. Der angesammelte Staub ist kein festes Ganzes. Da ist Luft drin. Der angesammelte Staub ist eigentlich ein Mischkolloid aus Luft und Staub. Dies wird zur Quelle sekundärer Staubexplosionen und birgt versteckte Gefahren für die Sicherheit. Durch den Einsatz eines doppelschichtigen pneumatischen Ascheaustragsventils kann eine rechtzeitige Ascheaustragung gewährleistet, die Luftleckrate verringert, das Austreten von Staub an losen Stellen vermieden und eine sekundäre Staubverschmutzung verhindert werden.

  2 Zündquellen entfernen
    Die Zündquellen im Beutelstaubsammler sind hauptsächlich die folgenden: gewöhnliche Zündquellen, Einäscherung durch Stöße oder Reibung, elektrostatische Einäscherung und Schalentemperatur usw. 
① Übliche Zündquellen werden hauptsächlich direkt von externen Feuerquellen eingebracht, insbesondere Gasschneidflammen und Schweißfunken. Da es sich bei Beutelstaubabscheidern in der Regel um Schweißteile handelt, entstehen bei der Reparatur von Instrumenten vor allem Brennschneidflammen und Schweißfunken. Daher können sie durch eine Stärkung des Managements und eine Verbesserung des Bewusstseins der Arbeitnehmer für den Explosionsschutz unter Kontrolle gebracht werden. Bei der Reparatur von Instrumenten muss auch der Staub rund um die Reparaturteile entfernt werden.
② Funken, die durch Stöße oder Reibung entstehen, werden normalerweise durch die Kollision von Metallgegenständen wie Muttern oder Eisenblöcken verursacht, die in den Beutelfilter gesaugt werden. Die wichtigsten Eliminierungsmethoden sind: Anbringen geeigneter Metallgitter und elektromagnetischer Enteisenungsgeräte an der Staubsammelhaube, um zu verhindern, dass Metall in das Staubsammelrohr und den Beutelfilter gelangt. Nach der Wartung sollten in das Rohr fallende Metallmaterialien rechtzeitig entfernt werden. Zweitens ist es am besten, den Ventilator auf der Reinluftseite nach dem Beutelstaubabscheider anzuordnen, um zu verhindern, dass metallische Fremdkörper mit den schnell rotierenden Flügeln des Ventilators kollidieren und Funken erzeugen, und um zu verhindern, dass brennbarer und explosiver Staub durch Reibung, Hitze und Verbrennung mit den schnell rotierenden Flügeln entsteht. Schließlich muss die Windgeschwindigkeit im Rohrnetz angemessen sein. Eine zu hohe Windgeschwindigkeit kann dazu führen, dass Staub den Verschleiß der Rohre beschleunigt. Tests haben gezeigt, dass die Verschleißrate in einem kubischen Verhältnis zur Windgeschwindigkeit steht und somit mehr Metallsubstanzen in den Staubabscheider gelangt.
③Der Mechanismus der Erzeugung statischer Elektrizität ist noch nicht geklärt, es können jedoch notwendige Maßnahmen ergriffen werden, um statische Elektrizität zu verhindern. Wählen Sie Substanzen aus, die der Ladungssequenz ähnlich sind, oder kombinieren Sie sie mit Substanzen, die der Ladungssequenz entgegengesetzt sind, um die Kontaktpotentialdifferenz zu minimieren, sodass die Erzeugung statischer Elektrizität weitestgehend unterdrückt werden kann. Die positiven und negativen Ladungen, die sie tragen, neutralisieren sich selbst, um den Zweck der Beseitigung statischer Elektrizität zu erreichen. Zweitens ist die Erdung eine der wichtigsten und häufigsten Leckagemaßnahmen. Geräte, Behälter, Rohre usw. sollten auf gleichem Potential gehalten werden. Verwenden Sie je nach tatsächlicher Situation ein dezentrales oder zentrales Erdungssystem für eine zuverlässige Erdung. Der Erdungswiderstand muss im Bereich von 1–2 Ω liegen. Um die Leitfähigkeit zu erhöhen, verwenden Sie außerdem Leiter oder leitfähige Substanzen anstelle von stark isolierenden Substanzen. Dabei kommt besonders das antistatische Filtermaterial zum Einsatz. Dies liegt vor allem daran, dass Tests zeigen, dass das Filtermaterial den konzentriertesten Teil der statischen Elektrizität enthält. Darüber hinaus erhöht die auf dem Filterbeutel angesammelte Staubschicht die Intensität des räumlichen elektrischen Feldes, was zu einer Zersetzung der Luft und einer Funkenentladung führen kann. Schließlich können Sie die Methode der Erhöhung der Umgebungsfeuchtigkeit nutzen, um statische Elektrizität abzuleiten, oder Sie können während des Produktionsprozesses direkt Wasser hinzufügen.
④Achten Sie darauf, dass die Temperatur des Staubsammelgehäuses nicht zu hoch ist. Da eine große Menge Staub von der Innenwand der Hülle adsorbiert wird, erwärmt sich die Stauboberfläche, wenn die Temperatur der Hülle zu hoch ist. Nachdem es Energie erhalten hat, schmilzt es und verdampft, wobei heiße, winzige Protonenpartikel oder Funken freigesetzt werden, die auch eine Zündquelle für den Staub bilden. Kontrollieren Sie daher die Umgebungstemperatur und stellen Sie den Beutelstaubsammler nicht außerhalb des Hauses auf.

 3 Installieren Sie die Explosionsentlastungsmembran
     Bei Beutelstaubabscheidern ist die Installation einer explosionssicheren Membran die effektivste und wirtschaftlichste explosionssichere Maßnahme. Der Schlüssel zum Einbau einer explosionsgeschützten Membran liegt in der Berechnung der explosionsgeschützten Fläche. Wenn der explosionsgeschützte Bereich zu klein ist, funktioniert er nicht, und wenn er zu groß ist, erhöhen sich die Kosten. Die weltweit am häufigsten verwendeten Berechnungsmethoden für Explosionsdruckbereiche sind die Kst-Nomo-Diagramm-Methode und die St-Nomo-Diagramm-Methode. Die Explosionsentlüftungsposition des Beutelstaubsammlers ist ebenfalls sehr wichtig. Es befindet sich hauptsächlich in der Nähe des Explosionsortes, sodass der Effekt der Explosionsentlüftung besser ist. Wie in Abbildung 2 dargestellt, ist das Strukturdiagramm des Beutelstaubsammlers dargestellt. 
 

 4 Explosionsschutz und Explosionsunterdrückung
      Das explosionsgeschützte Gerät kann ein Notabsperrventil verwenden, das durch schnelles Betätigen eines pneumatischen Federventils durch einen Infrarot-Flammensensor realisiert wird. Es kann das Notabsperrventil auslösen, das weit genug vom Sensor entfernt installiert ist, um zu verhindern, dass sich Flammen oder Explosionen und Sprengstoffe an andere Orte ausbreiten und sekundäre Explosionen bilden. Dadurch wird der spezifische Bereich des Explosionsunfalls kontrolliert und eine Verschlechterung der Situation und schwerwiegendere Folgen vermieden. Wenn es sich um einen Staubsammler mit kleinem Beutel handelt, ist es einfach, einen passiven Druckwasserbeutel oder ein flammhemmendes Pulvergerät zu verwenden. Wenn der Staub hydrophil ist, kann einfach ein Druckwasserbeutel verwendet werden, und für andere Zwecke wird ein flammhemmendes Pulvergerät verwendet. Wenn es sich um einen Staubsammler mit großen Beuteln handelt, ist es einfach, ein intelligentes Hochdrucksprühgerät zu verwenden.

 5 andere
    Die meisten Staubexplosionen werden durch Fahrlässigkeit des Personals verursacht. Die Stärkung des Personalmanagements ist das grundlegendste und wichtigste. ① Bereitstellung theoretischer und praktischer Wissensschulungen für Bediener, um sie auf die Gefahren von Staubexplosionen aufmerksam zu machen und ihnen zu zeigen, wie Staub und Explosionen wirksam verhindert werden können; ② Stärken Sie die Arbeitsdisziplin und achten Sie während der Arbeit jederzeit auf die Funktion des Beutelstaubsammlers. ③ Es ist absolut verboten, während der Arbeitszeit Arbeiten wie Elektroschweißen und Gasschneiden am Beutelstaubabscheider durchzuführen und zuzulassen, dass Feuer in den Arbeitsbereich eindringt oder sich diesem nähert.