处理具有粉尘爆炸风险的粉末（20区/21区）的混合工艺须满足哪些ATEX要求？如何切实落实这些要求？
在涉及可燃粉末的混合工艺中，欧盟范围内尤其适用面向运营方的ATEX运行指令1999/92/EC，以及适用于设备和防护系统的ATEX产品指令2014/34/EU。实际实施始于风险评估及防爆文件的编制。文件中须确定粉尘特性、可能的泄漏点、区域划分、点火源及针对整套设备系统的防护措施——不仅涵盖混合机本身，还包括计量器、料仓、过滤器、输送机、管路、卸料及灌装装置。
符合ATEX要求的设计不能仅凭粉末的名称来推断。某种粉末属于有机物或颗粒极细，并不自动意味着它具有粉尘爆炸性；反之，无机物质或物质混合物同样可能具有相应的危险性。设计的依据在于对具体产品所开展的具有代表性的安全技术检测，包括粒度、水分、溶剂含量及配方可能出现的波动。
区域划分与设备选型
对于可燃粉尘而言，区域划分依据危险性爆炸性粉尘环境出现的频率和持续时间来确定。20区是指爆炸性粉尘云持续存在、长期存在或经常出现的区域；在混合工艺中，这通常涉及密闭容器、管路、过滤器或料仓的内部空间。21区是指在正常运行中偶尔可能出现危险性粉尘环境的区域，例如某些设备的内部，或取样、加料及卸料点的紧邻区域。22区是指在正常运行中不出现或仅短时出现危险性粉尘环境的区域，例如在粉尘排放较为罕见的较远区域。具体的区域边界取决于实际的粉尘释放情况、除尘、清洁及现场空间状况——而非笼统的距离数值。
对于20区，通常需要采用1D类别的设备。21区可使用1D或2D类别的设备；22区则允许使用1D、2D或3D类别的设备。设备标识须与粉尘环境、温度等级或允许的表面温度、设备组别及区域相匹配。这一要求不仅适用于电气部件；混合机轴、轴承、密封件、阀门、输送机、联轴器、制动器及工具等非电气装置，同样须针对可能存在的机械点火源加以评估。
物料参数与点火源
实际加工粉末的安全技术特性数据，构成设计的基础。其中尤其包括KSt、最大爆炸压力pmax、最小点火能量、粉尘云最低点火温度、粉尘层最低点火温度、粒度分布、水分、电导率，以及在含溶剂配方情况下可能形成的蒸气-粉尘混合性气体的特性。爆炸下限也可能具有补充意义，但对于粉尘而言，在实际运行中往往比其他特性数据更难作为可靠的控制参数加以利用。
最重要的防护层级在于避免形成危险性爆炸环境及有效点火源。在混合机中，须重点评估高温表面、轴承或密封件的摩擦及过热、异物引起的机械撞击火花、工具卡阻、电气设备以及静电放电等因素。在20区内，即使发生罕见的运行故障，也不得出现可能导致有效点火源的摩擦、撞击或磨损过程。此外，TRGS 723规定，对于粉尘层，原则上须在粉尘层最低点火温度与表面温度之间保持75°C的安全间隔，除非风险评估另有规定。
实际防护措施包括对轴承和密封件进行温度监测、转速及扭矩监测、防卡阻保护、合适的异物分离、预防性维护，以及可靠的接地与连贯的电位均衡。导电或可导静电的设备部件、柔性连接件、过滤介质、包装容器及操作人员，均须纳入静电防护方案之中。然而，诸如106 Ω这样单一的电阻限值，并不能不受限制地适用于每一个部件及每一种接地功能；具体要求取决于材料、部件功能及实际的防爆方案。
对于特别敏感的物质，或在无法以足够可靠的方式避免点火源的情况下，对混合腔体进行惰化可能是一种合适的措施。此时，须借助氮气或其他合适的惰性气体，将氧气含量维持在针对具体物质和工艺确定的氧浓度极限值之下。低于10 mJ的最小点火能量并非普遍适用的门槛值，达到该值即意味着必须进行惰化。惰化是否必要，取决于风险评估、物料参数及技术可行性。
结构性防护
若无法以足够的可靠性防止爆炸发生，则必须限制其影响。可采取的措施包括耐爆炸压力或耐爆炸冲击压力设备、爆炸泄压、无焰泄压、爆炸抑制以及防爆技术隔离。所采用的防护方式须与爆炸强度、容器容积、室内或室外安装方式、安装地点及所连接的设备技术相匹配。
爆破片或泄爆阀可将压力导向安全区域，但须配备尺寸设计正确的泄放面积及安全的泄放区域。对于室内安装的设备，可能需要直接向室外进行泄压，若无法实现，则须采用合适的无焰泄放系统。泄放系统必须依据公认的规则进行设计；EN 14491规定了粉尘爆炸泄压防护系统选型及设计的基本要求。
当爆炸可能经由管路蔓延至过滤器、料仓、输送线路或其他设备时，须采取隔离措施。可考虑采用的方案包括经防爆技术检验合格的星形阀、止回阀、防爆阀、快速关闭阀或灭火剂隔离装置等。星形阀只有在明确适用于此项功能、并经过正确的尺寸设计、安装、监控及运行的情况下，才能防止火焰或压力的传播。仅仅使用任意一种星形阀，并不构成充分的隔离措施。
运行与文档记录
防爆文件必须在开始作业前编制完成，并在发生变更时予以更新。该文件记录的内容包括风险评估、区域划分、物料参数、所选设备及防护系统、点火源评估、组织措施、检验及维护要求等。配方变更、新的原料来源、粒度偏差、水分变化、新溶剂的使用或设备改造，均可能改变爆炸特性，进而改变防护策略。
切实可行的方案包括密闭且防尘的物料转运、有效的除尘、按ATEX要求设计的过滤器、定期清除粉尘沉积以及有记录的检查。粉尘层不得采用诸如“1毫米”这样笼统的限值来评判；即便是少量沉积，根据面积、粉尘特性及可能的扬尘情况，也可能引发二次爆炸。因此，清洁周期及允许的沉积量必须基于风险确定。
此外还须开展培训、动火作业审批流程、移动设备使用规定、接地连接检验，以及受控的变更管理。泄压装置、抑爆及隔离系统，以及温度、压力和转速监测装置，均须按规定的检验周期，由具备资质的人员或专业机构进行检查，并保持其功能正常。
amixon®如此支持粉尘爆炸性粉末的防爆
符合ATEX要求的设备设计
在涉及可燃粉尘的混合工艺中，混合机内部通常须划分为20区。20区是指爆炸性粉尘环境持续存在、长期存在或经常出现的区域。然而，整套设备的最终区域划分属于风险评估的一部分，由运营方负责确定。除混合机外，该划分还涵盖计量、加料、卸料、过滤器、输送管路、料仓及安装区域。
amixon®可将其混合机、混合干燥机及反应器设计为产品空间被划分为20区的应用方案。根据所选系列及配置的不同，这涉及例如单轴混合机、立式及锥形混合机、容器混合机、连续混合机、真空混合干燥机及混合反应器等。具体的ATEX类别、设备组别、温度等级或最高允许表面温度、电气及非电气设备，以及所需的文档记录，均须针对每个项目，根据物料参数及工艺条件加以确定。
ATEX产品指令2014/34/EU适用于在防爆区域使用的设备和防护系统。ATEX运行指令1999/92/EC则要求运营方开展风险评估、进行区域划分、编制防爆文件，并选择和检验合适的设备。对于位于20区的混合机内部空间，原则上须采用具有极高防护水平的1D类别设计。
最大限度降低点火源
混合强度和圆周速度是评估机械点火源的重要影响因素。许多amixon®立式混合机可在较低的圆周速度下运行；对于VM及HM系列混合机，amixon®给出的可调范围约为0.8至3.5米/秒。较低的工具运行速度可降低摩擦、撞击及磨损能量，同时保护颗粒结构。但这并不能完整证明不会出现有效的点火源。
点火源评估须涵盖轴承、密封件、工具、轴、可能出现的工具与器壁接触、异物、卡阻、表面温度、静电荷积聚、电气部件及维护状态等因素。合适的防护措施可包括温度及扭矩监测、受控转速、异物分离、合适的密封方案、电位均衡、接地及预防性维护。尤其是在20区内，即使发生罕见故障，也不得产生有效的点火源。
密封性与结构性防护
接缝少、经打磨处理的混合腔体，以及合适的检查和密封系统，有助于提升防尘性和可清洁性。据amixon®介绍，配备OmgaSeal®密封件的Clever-Cut®检修门专为实现产品空间的低死角密封而设计。但设备是否能够长期保持防尘性，还取决于压差、密封材料、磨损情况、安装、维护及实际的工艺运行方式。
防尘工艺运行可减少粉尘泄漏及安装场所内的沉积。但它并不能替代清洁与维护方案：即便是较小的泄漏或产品损失，也可能形成可沉积的粉尘。因此，防止二次爆炸需要密闭式物料转运、有效的除尘、合适的过滤技术、基于风险的清洁，以及对关键区域的定期检查。
对于VMT及AMT系列混合干燥机和反应器，可实现气密、耐真空及耐压结构。这些设备可针对温度、压力及真空工艺进行设计。可达到的真空度、允许的压力等级，以及容器是否须设计为耐爆炸压力或耐爆炸冲击压力结构，须针对具体项目加以确定。相关设计尤其需要pmax、KSt、最小点火能量、温度数据、产品水分、可能存在的溶剂蒸气以及混合性气体的评估结果。单纯的耐压或耐真空性能，并不等同于符合DIN EN 14460标准的耐爆炸设计。
惰化与工艺链
惰化可作为一种预防性防爆措施加以采用。此时，须借助氮气等合适的惰性气体，将工艺空间的氧含量降低至针对相应物质体系确定的安全值以下。对于真空混合干燥机或反应器而言，这可通过反复抽真空并充入惰性气体来实现。amixon®针对其混合及真空干燥设备阐述了这一原理。
只有当设备空间具有足够的密封性、惰化流程已被明确定义、配备氧气测量及安全联锁装置，且允许的氧气值在具体物质和工艺的氧浓度极限值基础上留有安全裕量时，惰化才能真正发挥作用。惰化并不会自动替代针对所连接的过滤器、冷凝器、输送机或卸料点所需采取的其他防爆措施。
封闭式工艺链可减少开放式转运的次数，从而降低可能的粉尘释放。尽管如此，计量、加料、取样、卸料、过滤、清洁及维护仍须单独纳入区域防护方案之中。混合、造粒和干燥等工艺步骤是否适合在同一设备中合理组合，则取决于产品、配方、工艺目标及安全性评估。
设计与验证
项目专属的设计始于安全技术物料参数及运营方的用户需求规格书（User Requirement Specification）。相关数据至少应包括KSt、pmax、最小点火能量、粉尘云及粉尘层的最低点火温度、电导率、水分、粒度，以及在涉及挥发性物质时可能形成的蒸气-粉尘混合性气体数据。在此基础上，可确定区域划分方案、设备类别、温度限值、接地方案、密封性、惰化、泄压、抑爆或隔离措施。
随后可通过使用原始产品进行的试验，评估混合行为、温升情况、可能的结块、产品磨损、卸料及可清洁性。但这些试验并不能替代符合标准要求的安全技术检验，也不能替代由合格专业人员开展的风险评估。试验结果可为工艺设计提供支持，并有助于确认合适的混合机或干燥机系列选型。