化工设计行业粉尘防护与设计优化

摘要易燃、可燃气体化学爆炸的事故比较常见，容易引起人们的重视。但生产性粉尘爆炸因所需的浓度较大，一般不易发生爆炸，人们容易滋生麻痹大意的心理，忽略了其危害性。本文从实际应用出发，结合具体设计工作，分析生产性粉尘爆炸的成因及设计工作中的注意事项，提高人们对粉尘危害性的认识，避免意外的发生。

关键词粉尘危害粉尘防护优化设计

概述

粉体工程是一门跨学科、跨技术的综合性技术学科，与基础科学、工程应用之间有着广泛的联系。在设计工作中涉及两方面内容，一是粉体制备及表征，如含颗粒粉碎、混合、分离、筛分、固体粉体干燥等技术；另一方面涉及基本工艺及工程设备，如计量投料、卸料、散料输送、仓储、包装等选型及计算。

工程应用主要体现在烧碱项目中的原料储运，电石储藏、破碎，筛分，输送以及成品PVC包装等工段；电石项目中的焦炭，无烟煤等原料储运工段；酒精项目中钢板储料仓设计计算，原料储运工段；电站项目中，上煤，除渣等工段。而上述生产活动中，无一例外的都将产生生产性粉尘。有的生产性粉尘将会对人体健康、产品质量、经济效益、环境和生态等诸多方面产生不良影响，有的生产性粉尘在一定条件下会引起爆炸，导致人员伤亡和财产损失。所以，当代对于生产性粉尘的研究一直是一项重要课题。

生产性粉尘产生来源

2.1物料来源

以贮煤场为例，由于封闭的贮煤场造价较高且储量较小，所以我国大部分化工厂均采用开放式贮煤场。这种开放式的贮煤场尤其在春秋季节，储煤中含水率较低，而且自然风力较大，自然风将储煤卷入空气中从而产生严重的粉尘。

2.2制备来源

常用的破碎设备有颚式破碎机和辊式破碎机。颚式破碎机的活动颚板对固定颚板作周期性的往复摆动，被碎物料在两颚板之间构成的破碎腔内受到挤压面破碎。辊式破碎机是被碎物料在两个相对旋转的辊子构成的破碎腔内被压碎。所以可以将破碎机的运动理解为简单的机械运动，只改变物料的形态，按需要由大变下，因此在工作中极易产生生产性粉尘。

2.3落料高差

汽车卸煤沟、叶轮给煤机、各转运站落料口及等处，由于落料存在着高度差，其料流所产生的正压将细微的物料颗粒带入空气中形成弥漫飘逸的粉尘。

粉尘危害

3.1对人体的危害

长期接触生产性粉尘的作业人员，因长期吸入粉尘，使肺内粉尘的积累逐渐增多，引发尘肺病。

3.2对环境的危害

漂浮于空气中的粉尘可使其他有害物质附着于其上，形成严重的大气污染。生物体吸入可引起各种疾病。文物、古迹、建筑物表面会被腐蚀、污染。

3.3对经济效益的影响

主要表现在使产品质量降低，产品合格率降低，产品价格降低；因设备使用寿命缩短，使固定资产投入增加，产品成本上升，市场竞争力减弱。

常见生产性粉尘防护措施、设计及设备选型优化

4.1设计及设备选型优化

4.1.1设计优化

室外贮煤场最典型的就是设置挡风抑尘网（墙），可根据业主要求、堆场形状、堆场范围大小以及费用控制等因素综合考虑，在不影响正常使用效果的前提下，可选择主导风向设网或堆场四周设网两种方式。

4.1.2设备选型优化

4.1.2.1除尘技术

常用的除尘方式有机械除尘、袋式除尘以及湿法除尘等。在设计工作中，应根据生产性粉尘的特性、工作环境、业主特殊要求及总体预算等方面充分考虑，进行设备选型。

4.1.2.2破碎设备

在《鄂市某电石项目》中571工段（电石冷却破碎），要求电石冷却24小时

后立即进行破碎后输送到乙炔发生装置。因冷却时间较短、且厂房内部温度较高、破碎量大等特殊工况。

常规破碎机有以下几种：

颚式破碎机具有结构简单、工作可靠、围护检修容易、生产费和设备费均较低的特点。它对物料的适应范围大，适合于对硬及中硬物料的粗碎和中碎作业。但颚式破碎机设备较笨重，能量消耗大，工作时噪声大、振动大。

锤式破碎机的主要优点是构造简单、紧凑、工作连续，生产能力大，破碎比大及电耗小。但其主要工作部件（如锤头、箅条等）容易磨损，金属消耗量大，维修围护工作量大，锤头的调整更换较复杂；对铁块等硬物料较敏感，容易造成事故。

反击式破碎机的特点是构造简单、有较高的生产能力；破碎效率高、破碎比大，产品粒度均匀；调整方便；运行时振动较小；对偶然进入的铁块或硬物不敏感；耗电量较小，围护检修工作量也较少。它的缺点是设备本体较高；运行中粉尘飞扬较为严重；转子上的打击板较易磨损。

辊式破碎机的特点是构造简单，容易制造。由于物料是压碎和劈碎，因此不会使物料过粉碎。缺点是辊子易磨损且不均匀，生产能力较低，相对设备体积较大。

液压破碎机的优点是占地面积小，破碎能力强，较易围护和检修，但机器造价成品本较高，锤头易损坏，因为液压的特殊性，对工作环境的温度有要求。

以上五类破碎机为较为常用的机型，进行筛选。

首先，从避免扬尘的角度看，辊式破碎机密封性最好，且生产性粉尘较少，但因其占地面积大，且生产能力相对较小，无法满足工况需求。而反击式破碎机虽能满足生产能力的要求，因其有较大的扬尘，对周围环境有较大影响并造成二次粉尘污染。

其次，要考虑设备检修方便，围护周期。因锤式破碎机围护工作量大且复杂，在此也无法使用。

第三，综合以上因素，颚式破碎机及液压破碎机满足工况，且造价及围护费用周期互有利弊。但液压破碎机因使用油冷，并且要求工作环境通风较好，而本工段的工作环境温度较高，不利于液压破碎机的持续作业。

综上所述最终选用了颚式破碎机。

4.1.2.3输送设备

当输送量不大时，可以考虑多使用螺旋输送机和埋刮板输送机，其特点是占地面积小，密封性好，易于维护和操作，且能满足多点装料和多点卸料的工况，但其输送角度和距离有局限性。

斗式提升机是一种应用极为广泛的粉体垂直输送设备，由于其结构简单，系统布置紧凑，具有良好的密封性及提升高度大等特点。但当输送电石等易燃、易爆的物料时，恰是其良好的密封性，容易产生危险。尤其是当地潮湿多雨的气候条件，可考虑使用90°大倾角带式输送机代替斗式提升机。但当工况无法满足90°大倾角带式输送的运行条件时，在斗式提升机上一定要设置泄爆口，并在进、出料口通入保护气体。

4.1.2.4料仓及阀门

在进行电石料仓、煤粉料仓的设计时，应使用氮气或二氧化碳等保护气体分别通入料仓的进、出料口处，并设置泄爆口和DCS在线氧气含量检测系统对料仓进行实时监测，避免发生爆炸等危险情况。

当料仓出料量较小时，对于危险性粉尘考虑使用星形卸灰阀卸料，该阀门不仅有计量功能，且密封性较好，避免以往的单纯使用插板阀和给料机的形式卸料，无法起到很好的密封作用。

当料仓出料量较大时，可使用重力翻板阀，该阀门具有良好的锁气功能，尤其在寒冷地区使用，避免冷气倒灌进入料仓，在料仓内部形成水汽，使物料粘着于料仓壁，造成出料困难。

结论

在工业生产活动中，生产性粉尘的产生在所难免，但只有真正的去了解，去认识生产性粉尘的危害及不同特点，才能真正的做好应对防护措施，避免在生产过程中发生危险，造成人员伤亡和财产损失。在设计工作中要根据当地的实际情况，严格遵守规范要求，充分考虑安全隐患进行设计工作，并及时进行分类总结，避免任何意外的发生，切实做到对业主负责，对公司负责，对项目负责，对安全负责。

参考文献

[1]赵衡阳．气体和粉尘爆炸原理北京理工大学出版社，1996.

[2]谢波．王克全．工业粉尘爆炸抑制技术研究现状及存在的问题．矿业安全与环保，2002．2

[3]罗宏昌．粉尘爆炸及“杂混合物”对其特性的影响．交通部上海船舶运输科学研究所学报，2002．6.

[4]高存文．王晶禹．密闭容器中粉尘爆炸发展的影响因素分析，2002.

[5]陶珍东，郑少华．粉体工程与设备；化学工业出版社，2008年.

[6]应美玕．梁庚煌．机械化运输工艺设计手册；化学工业出版社，1998年.