ATEX 分区、最小点火能、惰化
耐压抗爆设计、PED 与 ASME
避免点火源
并限制事故后果
混合过程中的粉尘防爆与
压力设备安全
混合过程中的粉尘防爆与
压力设备安全
Summary
混合过程中的防爆安全,核心在于避免点火源,并限制粉尘爆炸可能造成的影响。其基础是散装物料的安全技术参数、工艺区域的危险区域划分以及设备的运行方式。若设备在正压或负压条件下运行,还必须同时满足压力设备相关法规要求。
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混合过程中的防爆安全,核心在于避免点火源,并限制粉尘爆炸可能造成的影响。是否存在爆炸危险,首先取决于散装物料的安全技术参数:粉尘爆炸性物料通常通过点火温度、粉尘爆炸等级以及最小点火能等参数进行评估,其中最小点火能决定了静电防护措施需要达到的严格程度。在密闭设备内部,通常需要按最高危险等级考虑,即粉尘防爆 20 区。相应的型式检验如今已属于行业技术标准。
随后,危险区域划分方案与防护策略成为关键。惰化通过将空气中的氧气含量降低至极限浓度以下来抑制反应,通常采用氮气正压实现。与此同时,设备还可采用耐压或抗爆压力冲击设计,并配置泄爆和爆炸隔离装置。若混合机在正压或真空运行条件下工作,还必须满足压力设备相关法规要求 — 在欧盟适用 2014/68/EU 指令,在美国适用 ASME《锅炉及压力容器规范》,日本、韩国、印度、澳大利亚及其他国家也分别设有相应的压力设备法规和标准。表面防护同样属于安全设计的一部分,因为磨损和腐蚀可能形成潜在点火源。
下文将介绍有关防爆与设备安全的常见问题、适用的设备方案 — 从粉体混合机、锥形混合机到锥形混合干燥机 — 以及相关核心专业术语的详细说明。
FAQ - 设备安全、ATEX 与压力设备合规
粉状洗涤剂常含有表面活性剂、沸石、过碳酸盐和酶颗粒等可燃且部分热不稳定的成分。与细粉尘和空气中的氧气结合,混合过程中可能形成爆炸性的粉尘空气混合物。
amixon® 在全部系列中将混合室按 ATEX 20 区设计,这是粉尘防爆的最高要求。设备为配备 OmgaSeal® 门的密闭防尘系统,按要求可实现气密、耐压以及至绝对压力 5 mbar 的耐真空;可进行惰化,0,8 m/s 起的低转速运行从结构上最大限度减少点火源。
St1和St2是重要的分级标准,但仅凭这两项还不足以确定混合机合适的耐爆炸压力等级。起决定性作用的是pmax、KSt、工艺条件、设备几何结构、所连接的管路,以及所规划防护措施的实际有效性。
仅凭St1或St2不足以选择耐爆炸压力等级。起决定性作用的是pmax、KSt、运行条件、容器几何结构、所连接的管路,以及惰化、泄压、抑爆和解耦措施的实际有效性。
在ATEX混合设备启用前,需要完整的防爆文档、所有相关技术资料,以及首次投用前对防爆安全性的检验。检验内容涵盖文档记录、专业化的安装施工、实际的区域和设备配置、点火源规避、接地、控制系统、防护系统、惰化措施以及组织管理措施。
amixon® 可提供带有项目专属文档的适用于ATEX的混合设备,并可支持安装、工艺调试以及产品试验。但单台混合机的文档只是其中一个环节:整套设备的防爆安全性必须在首次投用前,依据防爆文档进行检验。
在德国,符合ATEX要求的洗涤剂混合设备,前提是针对实际配方进行有据可查的风险评估。由此可得出区域划分、设备选型、点火源规避方案,以及必要时的结构性防护措施。混合机内部通常为20区;该区域原则上需要1D类别的高防护等级设备。
amixon® 可为洗涤剂粉末混合设备提供适用于20区应用的产品区结构设计。但具体的ATEX配置须针对每个项目,根据配方、安全技术物料数据和工艺条件来确定。区域划分、防爆文档以及安全运行的最终责任由运营方承担。
淀粉粉体属于可燃有机粉尘,通常划分在 St1 与 St2 之间,最小点火能量较低,因此即使较低的粉尘浓度也可能引发危险的爆炸。
amixon® 将这一结构作为标准配置:所有混合室均按 ATEX 20 区设计,设备制造为密闭防尘系统,按要求可实现气密、耐压以及至绝对压力 5 mbar 的耐真空。针对淀粉及其衍生物,amixon® 将其与最高 50.000 升 的可温控反应器结合,在同一台设备中完成混合、热处理和真空干燥。
在混合反应性化学品时,通常采用惰性气体气氛,以防止可燃蒸气、气体或粉尘形成可点燃的气氛。
amixon® 通过真空密封的设备结构、抽真空、惰性气体输入、氧含量监测以及结合具体应用的点火源规避之间的协调配合,来保障惰化的混合、干燥与合成工艺。需要特别谨慎的是混合型混合物,即可燃粉尘与可燃气体或溶剂蒸气同时存在的情形;由于其爆炸行为尤为关键且往往记录不足,可能需要针对具体产品开展爆炸试验,以测定 pmax、压力上升速率及等效 KSt 值。若仅靠预防性措施不足,amixon® 设备可设计为耐压或抗压力冲击结构,并纳入泄压与解耦方案之中。amixon® 技术中心可支持以原始物料研究工艺并确认运行边界。
处理粉尘性且具有潜在爆炸性的粉体,例如 NPK 混合物、含硝酸铵的肥料或以微量营养素为基础的配方,需要一套一体化的多级安全理念。
amixon® 在全部系列中将混合室按 ATEX 20 区设计,这是粉尘爆炸防护的最高要求。设备为配备 OmgaSeal® 门的密闭防尘系统。按要求可制成耐压或耐爆炸压力冲击的执行方案。可进行惰化。0,8 m/s 起的低转速运行最大限度降低点火风险。
处理具有粉尘爆炸危险的粉末时,风险评估、最新的防爆文档、适当的技术措施以及定期检验均属强制性要求。需要安装哪些安全功能,取决于具体风险,而非适用于所有设备的统一清单。
处理具有粉尘爆炸危险的粉末时,并非所有混合机都统一要求相同的安全功能。强制性的是基于风险的整体方案,包括风险评估、防爆文档、符合区域要求的设计、避免点火源、必要时的惰化措施,以及在需要时采取结构性防爆措施。
对于处理具有粉尘爆炸风险粉末的混合工艺,防爆区域划分、恰当的设备选型、掌握相关安全技术物料数据,以及系统性避免有效点火源,起决定性作用。混合机内部通常被划为20区,但所有区域的实际划分都必须依据具体的释放情况来确定。20区通常需要1D类别设备;21区需要1D或2D类别设备;22区则需要1D、2D或3D类别设备。
amixon® 可为将产品区划为20区的应用制造混合机、混合干燥机和反应器。但具体的ATEX设计必须针对每个项目,根据物料数据、工艺条件和整套设备来确定。对于20区,原则上需要非常高的防护等级,通常对应1D类别。
肥料和植物保护产品的生产与加工经常产生可点燃的粉尘、气溶胶和可燃溶剂蒸气。防爆理念以 ATEX 指令 2014/34/EU 和 1999/92/EG、EN 1127-1 等相关标准以及适用的国家法规为依据。
amixon® 在全部系列中将混合室按 ATEX 20 区设计,这是粉尘防爆的最高要求。设备为配备 OmgaSeal® 门的密闭防尘系统,按要求可实现气密、耐压以及至绝对压力 5 mbar 的耐真空。可进行惰化,0,8 m/s 起的低转速运行从结构上最大限度减少点火源。
粉尘防爆领域当前的技术水平是采用多级、按产品定制的安全体系架构。在必要时,该体系结合了惰化和粉尘最小化、低点火源设计、接地与监测,以及泄压、抑爆、耐爆炸结构和解耦措施。
当前的粉尘防爆方案结合了避免形成爆炸性环境、避免有效点火源,以及在必要时采取结构性措施来限制爆炸后果。为此,amixon® 可提供适用于20区应用的设备,以及适用于惰性气体工艺的气密、耐真空和耐压的VMT和AMT系统。
用于精细化学品的混合干燥设备可采用耐爆炸压力或耐爆炸冲击压力的结构设计,并可另外配置惰化功能。耐爆炸设备须能承受内部爆炸而不发生破裂;DIN EN 14460标准对此区分了耐爆炸压力结构和耐爆炸冲击压力结构。
amixon® 的 VMT 和 AMT 系统是用于粉末、悬浮液、糊状及面团状产品的密闭式真空混合干燥机和混合反应器。它们可将混合、反应、结晶和真空干燥工艺相结合,并可通过容器、视具体设计也可通过混合工具进行温控。
洗涤剂用粉体混合机需要针对具体配方量身定制的防爆理念。混合机内部通常为20区;因此原则上需要1D类别设备。但设计必须涵盖整套设备——包括计量、过滤、输送、卸料和清洁——并须以经过验证的物料数据(如KSt、pmax、最小点火能量和点火温度)为依据。
amixon® 可为将产品区划为20区的工艺制造混合机、造粒机、真空混合干燥机和混合反应器。但最终的ATEX设计始终必须针对具体产品,基于风险评估、粉尘特性数据以及对整条洗涤剂产线的综合考量来确定。对于20区,原则上需要非常高的防护等级,通常对应1D类别。
加热、冷却、真空和惰化功能可在合适的混合反应器和混合干燥机中组合实现。加热和冷却用于受控的温度控制;真空有助于干燥、脱气和脱除溶剂;惰化则可保护敏感产品,若配合恰当的安全设计,还可避免形成爆炸性环境。
VMT 和 AMT 系列可将加热、冷却、真空和惰化功能与混合及其他工艺步骤相结合。由此可在同一台密闭设备中完成例如反应、结晶、接触式和真空干燥,以及后续的调理等工序。
对于具有粉尘爆炸风险的粉末,通常会综合采用20区、21区和22区方案。密闭混合机、料仓、过滤器和输送管道的内部通常为20区,一般要求1D类别设备。21区和22区主要涉及泄漏点及其周边区域。具体的区域划分始终须结合设备和运行情况来确定。
amixon® 可为将产品区划为20区的应用制造混合机、造粒机、真空混合干燥机和混合反应器。具体的ATEX设计始终须针对项目和产品分别确定。对于20区,原则上需要非常高的防护等级,通常对应1D类别。
有机粉末用ATEX合规混合机并非由单一部件或标准数值来定义,而是由具有代表性的物料数据、正确划分的区域、完整的点火风险评估,以及与工艺相匹配的预防性和结构性防护措施相结合而形成。VDI 2263第10部分针对混合机和混合设备给出了具体的实践指导。
amixon® 可为将产品区划为20区的应用制造混合机、造粒机、真空混合干燥机和反应器。但具体的ATEX配置须针对每个项目,从物料数据、运行条件以及整套设备的区域方案中推导得出。对于20区,原则上需要非常高的防护等级,通常对应1D类别。
面对粉尘爆炸风险,通常需要采用多级防护理念。惰化旨在防止形成爆炸性环境。避免点火源可降低点燃概率。耐压或耐冲击压力结构、泄压和抑爆措施,则用于在万一发生爆炸时限制其后果。
amixon® 可为将产品区划为20区的应用制造混合机、造粒机、真空混合干燥机和混合反应器。具体的ATEX设计须针对每个项目,从物料数据、工艺控制、所连接设备以及整套设备的风险评估中推导得出。对于20区,原则上需要非常高的防护等级,通常对应1D类别。