如何有效处理可燃性和爆炸性尘气

某些金属冶炼和化工生产工艺产生的烟气中含有一氧化碳、氢等可燃气体或炭、镁、铝等易爆粉尘，在除尘系统及除尘设备设计时，必须采取可靠的防燃、防爆措施。

1.控制可燃气体和易爆粉尘的浓度

表9-2为某些可燃气体的爆炸界限和危险度，表9-3为常见的易爆粉尘的爆炸界限和危险性质。

表9-2 若干可燃气体特性

表9-3 若干可燃性易爆粉尘特性

在除尘系统及其气力输灰设计时，在条件许可范围内，应注意控制除尘器入口以及输灰管路和容器内的粉尘含量，使其规避爆炸浓度上、下限之间的范围。一般地，除尘器应控制在下限之下，气力输灰及粉碎分级应控制在上限之上。图9-15为利用掺混稀释法，调制粉尘成分及浓度的一例。通过设计合理的集尘罩，吸入定量的气体进行稀释，或掺混粘土类不燃性粉料，以改变粉尘成分，防止发生爆炸。

图9-15 稀释法调制易爆粉尘

2.控制含氧量

对于含有CO等可燃气体的混合气体，可以助燃引爆的最低含氧量为5.6%，折合空气量为26%，此为爆炸必需条件，只要控制含氧量低于5%，即使是可燃气体或易爆粉尘的浓度达到爆炸界限，也不至于发生爆炸。

在工程实践中，将煤粉、焦粉、炸药、锯末、农药等可燃易爆粉尘置于惰性气体中进行粉碎、干燥和输送，已有大量成功实例。图9-16为利用热风炉惰性气体对易爆粉料进行干燥处理的典型工艺流程，控制氧含量低于5%。

干熄焦是近期开发并广泛采用的一项节能先进技术，利用氮气作为循环介质，冷却灼热焦炭，回收红焦显热。吨焦可回收压力为4.6MPa的蒸汽450kg，吨钢节煤26kg。

图9-16 惰性气体循环干燥装置

3.防止火种引燃起爆

可燃气体和易爆粉尘的点燃温度见表9-2、表9-3，对除尘系统，应采取相应的灭火降温措施，防止引燃起爆：

1）增设火花捕集器或其他预除尘器，捕集灼热粗粒尘；

2）增设喷雾冷却塔，进一步凝聚微细粉尘，并将尘气温度降至着火温度以下，抑制静电荷产生；(www.xing528.com)

3）在除尘器入口管道上安装火星探测器，采用光电管或光电放大器作为传感器，予以报警或灭火控制，如图9-17所示。

图9-17 火星探测装置

4.除尘器设计选型对策

1）除尘器箱体应能承受最大泄爆压力，宜采用圆筒形箱体，按照压力容器设计规范和标准进行设计。

2）箱体内避免一切可能积灰的平台和死角，水平构件上表面设防尘板，防止积灰堵料，灰斗倾角不小于70°。除尘器整体漏风率不大于1%。

3）选用消静电滤料，表面电阻＜10¹⁰Ω，半衰期＜1s，滤袋框架及箱体采取静电接地，接地电阻≤100Ω，防止滤料表面因静电积聚激发火花。

4）优先选用脉冲清灰方式，采用高压氮气作为清灰动力，当选用反吹风清灰方式时，应全部采用循环风，严禁采用振动清灰方式。

5）在灰斗及过滤段设紧急冲氮接口，顶部设快速放散装置。

6）对除尘器的入口和灰斗的温度进行严密监控，若有异常，及时报警并尽快处理。

5.泄爆阀防护

在除尘器各箱体安装泄爆阀是最后一道防护措施，有降低减少爆炸强度，缩小爆炸范围，减轻爆炸危害。泄爆面积与围包体容积V以及粉尘的爆炸指数K_max和最大泄爆压力P_red有关，按“粉尘爆炸泄压指南”（GB/T15605）规定的方法计算确定。

泄爆阀的形式多种多样，对袋式除尘器最常用的有泄爆门和爆破片：

1）泄爆门。由泄爆盖、夹持器、限位器等组成。通过增减夹持器的弹簧张力，调节爆破压力，如图9-18所示。用于煤粉磨的PPW、FGM系列气箱脉冲袋式除尘器，采用安全锁作为夹持器打开泄爆门。

2）爆破片。由爆破膜及夹持器组成。爆破膜通常采用刻有沟纹的奥氏体不锈钢片、铝膜、镍膜制成，常采用正拱形，由专业生产厂家制造，如图9-19所示。高煤煤气袋式除尘器顶部通常安装正拱形爆破片。

图9-18 泄爆门

图9-19 爆破片