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某石化公司聚丙烯粉体物料气力输送静电的危害与防治

文章出处:admin 人气: 发表时间:2016-04-15

  某石化公司5×10^4t聚丙烯粉料在循环气鼓风机作用下呈流化状态进行气相聚合反应,反应生成物经气体分离及干燥、去活后,加入稳定剂,经挤压造粒制成聚丙烯产品。7×10^4t聚丙烯粉料经袋式过滤器、汽蒸、干燥至挤压造粒、掺混均化、储存包装。

  聚丙烯粉体输送系统起电与输送速度、物料转移量关系的研究通过模拟装置试验确定聚丙烯物料在不同风送速度、不同物料转移量时的起电变化情况。由数据可以看出,物料起电受输送速度影响较大,输送速度越高,起电越高。物料起电与物料转移量(或载荷量)成反比,物料转移量越小,起电荷质比越大。带电物料进入料仓后,电荷积累会在仓内产生很强的电场。为了解料仓内电场变化,进行料仓内各点电位测量。

  1-罗茨风机;2-油水分离器;3-松动风流量计;4-输送风流量计;5、6-料仓;7-试验料仓;8-储料仓;9-布袋过滤器;10-呼吸阀;11-输送管线;12-计量罐

  由实验数据可以看出,料仓的料面电位高,仓内空间点位随料面距离增加而降低,所以在治理时应注重下部料堆表面。

  物料在管道中运动一定距离时,起电可以达到饱和状态,此时靠近管壁处的电场强度最大,通过计算,聚丙烯颗粒输送管道内电场强度为0.16MV/m,其中5*10^4t粉料输送管道内电场强度为0.09MV/m,7*10^t粉料输送管道内电场强度为0.076MV/m,均小于空气击穿电场强度3MV/m,所以管道内不会发生电场击穿现象,即管道内静电危险性较小。

  应该注意的问题是,如果管道内有毛刺、突出物,会使电场畸变,局部电场增大,从而发生局部放电,造成危害。另外,如果管道与地绝缘,就会产生危险的强放电。

  取料位1m来分析料仓内静电电场强度和电位分布情况。由柱型接地金属筒仓粉体灌充期间电场分布数学物理模型软件,可得出仓内静电电场强度。根据数据可看出料仓物料堆表面的电场强度均超过空气击穿场强(3MV/m),所以料仓内存在堆表面放电现象。堆表面放电能量一般为10MJ,而聚丙烯粉尘的最小点火能为25MJ,所以料仓的堆表面放电一般不会引起粉尘闪爆。但如果料仓内存在少量可燃气体,则混合物的最小点火能有可能小于10MJ,此时料仓极其危险。粉料装袋时料袋静电电位大于55kV,颗粒料装袋时料袋静电电位大于80kV。

  日本《静电安全指南》提出的静电安全管理指标为:可燃物最小点火能在1-10MJ以及10MJ以上时,非导体带电电位供应小于10kV;为了防止产生电击,非导体的带电电位不得超过10kV。

  在现场聚丙烯物料料袋静电电位远超过10kV,同时包装现场存在聚丙烯粉尘,如果粉尘浓度达到爆炸极限,很可能由于火花放电造成闪爆事故。

  聚丙烯物料输送以及仓储系统静电防护措施:在粉体料仓上部入料口处安装粉体静电消除器;设备、容器必须接地,接地电阻值不得大于10Ω,断接卡必须用2个大于M10的螺栓连接;管线必须接地,所有的法兰、阀门必须进行跨接,跨接电阻应小于0.03Ω;经常检查料仓及其他容器设备的过滤器,避免发生过滤器堵塞现象、布袋过滤器必须是防静电过滤器,固定布袋的金属金箍必须接地;必须严格控制料仓内的可燃气体浓度,达到其设计指标要求;输送管道内不得有毛刺、突出物;料仓内壁不得涂有绝缘性涂层;定期检查料仓内壁的粉料粘壁情况,出现粘壁时要及时清理,防止发生传播型刷形放电。处理前要把料仓内的物料全部排放干净,增加料仓内湿度,使仓内的相对湿度不小于80%,增湿时间不得小于1h。防止处理过程中带电粘壁脱落时发生传播型刷形放电,使仓内粉尘闪爆;去除料仓内孤立导体;去除料仓内的金属突出物,如料位报警器前端的金属放电点,料位计的金属放电点。建议使用防静电型的料位报警器和料位计;必须穿防静电工作服和防静电工作鞋;往不合格料仓输送物料时应采用氮气输送。

  下料包装的静电防护措施:下料口处的法兰、阀门必须进行跨接接地;接料容器必须接地,容器下部不得有不接地金属板;下料包装口安装静电消除器;包装袋下部的小车、运送物料的叉车和罐车必须接地;必须穿防静电工作服和防静电工作鞋;聚丙烯物料罐车卸料系统的管线、储料仓必须接地,法兰必须进行跨接接地。