在噴霧干燥操作中,下列狀況,存在燃燒或爆炸的潛在危險(xiǎn)。
1、處理的干粉產(chǎn)品與空氣(或干燥介質(zhì))能形成可燃混合物;
2、料液中含有可燃溶劑;
3、設(shè)備發(fā)生故障引起的火種(產(chǎn)生電火花)。
因此,在噴霧干燥裝置設(shè)計(jì)時(shí),所有燃燒或爆炸的可能性都必須加以考慮,依靠干燥器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的余量和爆炸檢測(cè)設(shè)備,來發(fā)現(xiàn)火災(zāi)或爆炸的危險(xiǎn)信號(hào);當(dāng)然,還要考慮滅火設(shè)備。
火災(zāi)的發(fā)生是可燃物著火燃燒的結(jié)果,火災(zāi)的危險(xiǎn)就不復(fù)存在了。對(duì)于任何噴霧干燥器的操作,操作人員必須充分認(rèn)清其著火條件。操作者的責(zé)任就是要發(fā)現(xiàn)并消除這些潛在的著火源。
引起噴霧干燥系統(tǒng)著火的原因包括:1)某些沉積物干粉的自然、2)熾熱粉體顆粒進(jìn)入有熱空氣存在的干燥器內(nèi)、3)金屬表面間或硬沉積物摩擦產(chǎn)生的摩擦火花、4)電氣設(shè)備故障和放電產(chǎn)生的電火花、5)靜電放電產(chǎn)生的靜電火花
為防止噴霧干燥系統(tǒng)火災(zāi)或爆炸事故的發(fā)生,應(yīng)該消除或控制所有這些可能的著火源。
一、自燃
自燃是由有機(jī)物的氧化放熱引起的,隨著氧化過程的進(jìn)行,本身產(chǎn)生的熱又加速了反應(yīng)過程。沉積物發(fā)生自燃而導(dǎo)致著火的過程通常是比較緩慢的,這是由于自燃過程開始階段產(chǎn)生的熱量散失到周圍的物料、干燥介質(zhì)或金屬中去,只有當(dāng)產(chǎn)生的熱量強(qiáng)度使其周圍環(huán)境溫度達(dá)到某一臨界溫度值,即產(chǎn)生的熱量超過了干粉能夠散失的熱量時(shí),才會(huì)自燃。臨界溫度與干粉層的厚度有關(guān),有油質(zhì)存在時(shí)還會(huì)降低;因此,當(dāng)霧化器的油漏到噴霧干燥室時(shí),必須立即清除。臨界溫度降低,發(fā)生自燃的可能性就會(huì)增加。干粉的成分、臨界溫度及其所處的位置在由自燃而引起著火的過程中起主導(dǎo)作用。可燃干粉只要產(chǎn)生了沉積,并與熱空氣保持接觸,就有發(fā)生自燃的可能。所以在噴霧干燥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮操作的每一階段,特別是開車或停車階段,不要使物料溫度達(dá)到自燃溫度,盡可能避免噴霧干燥器的棱、角、縫等位置有粉塵層的形成,并要定期清掃沉積物。
逆流式噴霧干燥操作的干粉與溫度最高的熱空氣接觸,比并流式的更容易引起自燃或爆炸。可燃性物料不應(yīng)采用逆流式噴霧干燥操作流程。干粉沉積部位的溫度愈高,發(fā)生自燃的危險(xiǎn)就愈大。容易產(chǎn)生沉積物的部位通常是噴霧干燥室的壁面和排氣管(特別是水平管)。這種自燃過程在任何時(shí)候都可能由觸及到一種輔助熱源(例如干燥室的照明燈)而加速。
正常操作條件下,干粉在噴霧干燥室壁面沉積的厚度遠(yuǎn)低于引起自燃的水平。然而,個(gè)別位置的物料沉積層厚度可能在不進(jìn)行生產(chǎn)的條件下增大。這些位置包括;1)如果噴霧干燥室和管道的表面清洗不夠干凈,就會(huì)在其表面上殘留下濕料塊;這些濕料塊將在噴霧干燥操作的加熱過程被烘干,成了進(jìn)一步產(chǎn)生沉積物的“好底子”;2)如果錯(cuò)誤的啟動(dòng)或操作使料液噴射到噴霧干燥室壁面上產(chǎn)生濕粉沉積,這些沉積濕粉干燥后就成了進(jìn)一步產(chǎn)生沉積干粉的“好底子”。
二、熾熱顆粒
過濾不凈的熱空氣將熾熱粉粒帶進(jìn)干燥室會(huì)造成很大的危險(xiǎn)。外來粉粒通過加熱器后變成熾熱,這種危險(xiǎn)對(duì)直接加熱器和間接加熱器都存在。如果這種熾熱粉粒大到能夠穿過霧化器周圍的濕區(qū),進(jìn)入干燥室中較干的區(qū)域后仍相當(dāng)熱,有這種粉粒的存在,就有會(huì)燃燒引起爆炸。噴霧干燥器在高的熱空氣進(jìn)口溫度下操作的危險(xiǎn)性很大,盡管熱空氣進(jìn)口溫度高干燥熱效率高,但對(duì)易燃性粉料或熱空氣中含有一定的可燃的混合物時(shí),很少采用高的熱空氣進(jìn)口溫度。有時(shí),為了團(tuán)聚得到大顆粒而使細(xì)干粉重新進(jìn)入干燥室;在這種情況下,如果細(xì)顆粒有機(jī)會(huì)進(jìn)入或停留在熱空氣分布器附近,也有可能形成熾熱顆粒;為避免這種情況的出入噴霧干燥室。因此,當(dāng)采用部分廢氣循環(huán)噴霧干燥操作流程時(shí),如果要選用直接加熱系統(tǒng),就必須保證沒有可燃性粉塵顆粒被帶入燃燒室內(nèi);要定期清掃加熱爐,使其在適宜的空氣-燃燒比下操作,確保燃燒完全;風(fēng)機(jī)應(yīng)處于無粉塵吸入的位置,否則,就應(yīng)在風(fēng)機(jī)入口處安裝粉塵過濾器,并要定期檢查和清掃。
三、表面摩擦
金屬表面間或硬沉積物間的摩擦?xí)a(chǎn)生高溫,可能達(dá)到著火溫度。風(fēng)機(jī)或旋轉(zhuǎn)閥上有可能產(chǎn)生摩擦火花。如果采用旋轉(zhuǎn)式霧化器,裝配不當(dāng)或清洗不好的霧化輪與料液分布器能形成這種危險(xiǎn)的摩擦面。噴霧干燥過程形成的高含固量黏稠沉積物最終干燥后與霧化輪也會(huì)形成這種摩擦表面。
四、電氣火花
電氣設(shè)備故障、接觸式開關(guān)、熔斷器、電路開關(guān)等電氣元件都有可能產(chǎn)生電火花。在具有可燃性粉料-空氣混合物中,電火花容易引起爆炸。因此,必須保證這樣一些電氣設(shè)備不與粉塵或可燃性蒸氣接觸,還要經(jīng)常對(duì)這些電氣設(shè)備進(jìn)行防護(hù)維修,以免發(fā)生火災(zāi)或爆炸。
五、靜電火花
所有金屬或良好導(dǎo)電體都能貯存足夠的電能,當(dāng)放出全部電荷時(shí),常發(fā)展為火花放電,進(jìn)而可能引起噴霧干燥系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)或爆炸。在某些情況下,例如粉料的輸送,由靜電引起的電火花可能產(chǎn)生爆炸。為防止電荷積累,最常用的方法是將所有導(dǎo)電體接地,并要定期檢查。通常噴霧干燥器全部是金屬結(jié)構(gòu),其靜電接地很少成問題,接地后形成的靜電被限制在不會(huì)產(chǎn)生靜電火花的水平。
對(duì)于高電阻的絕緣體,直接接地移走電荷時(shí)比較困難的,常用的方法是在其中加入某些導(dǎo)體來減小電阻,例如,濾袋器的濾袋一般為電阻相當(dāng)高的合成纖維材料,可以加入某種鋼材或碳素纖維材料等使其電阻值降低。