塑料生产的防爆除尘系统应用

文/昆山蒂恒环保设备技术有限公司

在塑料产品生产过程中,经常会产生粉尘。本文从除尘器处理工艺、除尘负压收集装置、不同使用场所的选型、维护保养等方面，介绍了防爆除尘系统在塑料生产系统的应用。

塑料是指以合成树脂为主要成分，适当加入填料、增塑剂及其他助剂（如着色剂、防老剂、阻燃剂等），在一定温度与压力下，可塑制成一定形状并在常温下能保持既定形状的材料及其制品。不加任何助剂的塑料称为单组分塑料，如聚四氟乙烯塑料等。合成树脂是塑料最基本的、最重要的成分，例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸脂、酚醛树脂、聚氨酯与环氧树脂等。

在塑料产品生产过程中，由于产品的不同，其生产设备不同，故所产生的粉尘位置及数量也不同。主要工艺基本相似，如图1表示。

塑料粉尘用除尘器处理工艺

粉尘的主要来源是原料在投料/拌料时产生的扬起的细颗粒原料，失重称排气口，以及喂料口的排气口产生少量的原料。其收集装置采用就近收尘罩，配合其机械旋转、伸缩就近负压抽取收集粉尘，如图2所示。特别需要注意的是，塑料除尘不可与烟气及水汽管道合并，或采用同一设备处理使用。

图1 生产塑料产品主要工艺

图2 塑料粉尘用除尘器处理工艺流程图

粉尘除尘负压收集装置

集尘罩设计要求

在一般情况下，塑料加工生产设备根据生产工艺均分布在多层结构平台上，1层侧喂料口，1.5层失重称排气口，2层投料口或混料间。吸尘罩或吸尘柜应按照《排风罩的分类及技术条件》要求设计，吸尘口设计风速应符合《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》的要求，吸尘罩或吸尘柜应无积尘；且采用钢质金属材料制造。一般采用负压式。

管道设计要求

风管必须采用圆形铁管或不锈钢管；风管间隔6 m及90°弯头处需设置检修口，管内积尘厚度＜1 mm；风管整体导静电接地，最终接地电阻＜100 Ω；风管必须设置风速检测口，主管风速设计约为20 m/s；风速按照风管内的粉尘浓度不大于爆炸下限的50%计算。

除尘器的选装

采用袋式外滤形式除尘器，滤袋采用防静电材质、阻燃材质；除尘器的灰斗溜角应＞70°，设备下料装置采用锁气装置(建议采用双段插板阀)；除尘器有满足泄爆需求面积的泄爆片，且进入除尘器管道径向处需设泄爆片；除尘器的进、出风口安装温度监测报警装置，当温度大于70℃时，发出声光报警信号并停机，当接近90℃时，则自动喷水同时持续声光报警。脉冲空气清灰的压缩空气压力在线监控；布袋使用差压监控，一般不超过正常使用压差值的±20%；

必要的防护安全防爆措施

除尘器匹配必要的抑爆、控爆措施(隔离阀)，以及静电火花监控及熄灭装置。

风机的选择

风机叶轮尽量采用铝合金，或喉口镶铜，以保证不易产生火花；电机采用应符合《爆炸危险环境电力装置设计规范》的相关规定，根据防爆区域的划分，选择对应的防爆等级；运转正常，不产生碰撞、摩擦和异常杂音。

电控柜的选择

电控柜采用PLC（可编程逻辑控制器），可集中显示监控系统运行状态，监测数据可查，整体停机信号可传输至总控制室；除尘器各机械设备先后启动程序互锁；监控内容真实，反馈信息与除尘器系统互锁；室内声光点报警；风管低风速监测传感报警(≤20 m/s)；除尘器温度监测传感报警(≥70 ℃)；滤材监测传感报警(正常运行时布袋压差的±20%)；旋转下料阀动作监测；压缩空气使用压力监控(≤6 bar)。

不同使用场所的选型

存在塑料粉尘的场所用电力装置应符合《爆炸危险环境电力装置设计规范》的相关规定。根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间或出现可燃粉尘层的程度，按照《可燃性粉尘环境用电气设备》将塑料粉尘爆炸性危险场所按下列规定划分为三个区域。

20区：在正常运行过程中，塑料粉尘连续出现或经常出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物，或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。

21区：在正常运行过程中，可能出现的塑料粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物，但未划入20区的场所。

22区：在异常条件下，塑料粉尘云偶尔出现并且只是短时间存在、或出现塑料粉尘的堆积并可能存在粉尘层，且在空气中产生塑料粉尘混合物而未划分为21区的场所。如果不能保证排除塑料粉尘堆积或粉尘层，则应划分为21区。

维护保养

相关行业企业应设置必要的安全告示、标识上墙；塑料生产企业应按照《企业安全生产标准化基本规范》的要求，建立健全各级安全生产责任制和安全规章制度及岗位安全操作规程；按《粉尘防爆安全规程》的要求，制定防爆实施细则并进行定期检查；按有关消防规定建立企业防火制度和动火制度，定期进行防火检查；存在易爆易燃塑料粉尘的厂房及设备，建立定期清扫制度并制定详细清扫规程；制定事故应急救援预案，在应急预案中应有粉尘防爆专篇，并定期组织演练与总结；除进行一般安全培训外，还应对相关人员进行有关塑料粉尘防爆的专业培训，员工培训应有记录并存档，当工作条件改变时（如设备、工艺、防爆设施变更或材料储存、传送方式变更等），应对培训计划和程序进行检查更新。