滑石粉(主要成分为水合硅酸镁)粉尘属于可燃性粉尘(爆炸下限LEL约30~60g/m³),其防爆处理需遵循《粉尘防爆安全规程》(GB 15577-2018)及《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB 50058)。以下为分步工艺设计:
一、源头控制与粉尘抑制
密闭化生产
原料输送:采用真空负压输送或氮气密封螺旋输送机,避免粉尘外泄。
加工设备:选用密闭式磨粉机、分级机,出料口配置双层气锁阀(耐压≥0.1MPa)。
工艺优化
湿度控制:在滑石粉中添加0.5%~1%的抗结块剂(如硅酸铝镁),将粉尘含水率维持在8%~12%,降低爆炸风险。
粉尘分级:通过气流分级机分离<10μm的超细粉尘,减少悬浮浓度。
二、滑石粉除尘系统设计
除尘设备选型
湿式除尘器:优先选用文丘里洗涤器,液气比≥1.5L/m³,除尘效率≥99%,同时抑制粉尘扬沸。
防爆布袋除尘器(备选):
滤袋材质:导电型聚酯纤维(表面电阻<10?Ω),配备脉冲喷吹清灰系统。
防爆措施:除尘器本体设泄爆片(泄压面积≥0.1m²/m³),进出口安装隔爆阀(动作压力≤0.01MPa)。
管道设计
管道倾角≥45°,弯头处设导流板,减少粉尘沉积。
管道流速控制在18~22m/s,避免静电积聚。
三、粉尘收集与处理
安全储运
集尘仓:采用锥形底设计,配备振动卸料器,避免粉尘架桥。
包装:在氮气保护下进行吨袋灌装,氧含量<5%。
废粉处理
废粉暂存:使用防爆型吨桶,堆放高度≤2层,周围设置人体静电消除器。
资源化:废粉经煅烧(800-900℃)脱除结晶水后,可回用于陶瓷原料。
四、防爆电气与设备
区域划分
20区(连续级):磨粉机、集尘仓内部,使用Ex tD A21防爆电机(表面温度<150℃)。
21区(一级):除尘器周边3m范围,选用Ex pD增安型灯具。
静电防护
设备接地:所有金属部件通过30mm²铜导线接地,接地电阻<4Ω。
人员防护:操作人员穿戴防静电服(表面电阻<1×10?Ω)和导电鞋。
五、爆炸防护系统
主动防护
化学抑爆:在除尘器入口安装ABC干粉抑爆装置,响应时间<15ms。
惰化保护:向高风险区域(如磨粉机)通入氮气,维持氧浓度<9%。
被动防护
泄爆:除尘器、管道设无焰泄爆装置(NFPA 68标准),泄爆口朝向安全区域。
隔爆:在长距离管道中设置旋转阀隔爆器,阻隔火焰传播速度>1000m/s。
总结
该工艺通过密闭生产、湿式除尘、多级防爆措施及智能监测,构建“抑制-收集-泄爆”三重防护体系,确保滑石粉加工全过程粉尘爆炸风险可控。实际工程中需根据粉尘爆炸指数(Kst值)调整防护等级,并建立完整的粉尘爆炸危险性分析(DHA)档案。
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