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VOCs治理方案设计:VOCs的爆炸极限及设备防爆识别

VOCs治理工程的安全性越来越受到客户的重视,达标排放是前提,安全是一切的基础。有机废气大多为易燃易爆物质,被处理的VOCs混合气的爆炸性问题更是方案设计不可或缺的部分。

 

首先,分享几个基本概念。

 

①闪点是指可燃气体挥发出的蒸气和空气的混合物与火源接触能够闪燃的最低温度。闪点越低,引发火灾事故的危险性越大。如常见的VOCs类汽油、苯、酒精等闪点在28℃以下,容易引发火灾事故。

 

②爆炸极限也称爆炸浓度极限,是指可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围。

 

 

例如常见的VOC:苯,其与空气混合的爆炸极限为1.5%~9.5%,前后两个数字分别称为爆炸下限和爆炸上限,这两者有时亦称为着火下限和着火上限。在低于爆炸下限时不爆炸也不着火;在高于爆炸上限时不会爆炸,但能燃烧。这是由于前者的可燃物浓度不够,过量空气的冷却作用,阻止了火焰的蔓延;而后者则是空气不足,导致火焰不能蔓延的缘故。
③常见物质的爆炸极限如下,仅供参考:

 

常见可燃气体的爆炸下限和爆炸上限

 

 

 

附:混合气体的爆炸极限计算(仅供参考)

 

公式为:Lm=1/(Y1/L1+Y2/L2+Y3/L3),式中:

 

Lm——混合VOCs爆炸极限(%);

 

Y1、Y2、Y3——混合物中组成(%);

 

L1、L2、L3——混合气体各组份相应的爆炸极限(%)。

 

例如:一天然气组成如下:甲烷80%(L下=5.0%)、乙烷15%(L下=3.22%)、丙烷4%(L下=2.37%)、丁烷1%(L下=1.86%)求该天然气的爆炸下限。

 

解:Lm=1/(80/5+15/3.22+4/2.37+1/1.86)= 4.369%

 

此外,越来越多的朋友关注VOCs治理设备的防爆,作为用户,首先应该要学会如何识别防爆治理设备的相关参数。如下几个要点可供参考:

 

危险场所区域划分

 

首先识别场所。按场所中存在物质的物态的不同,将危险场所划分为爆炸性气体环境和可燃性粉尘环境。

 

按场所中危险物质存在时间的长短,将两类不同物态下的危险场所划分为三个区,即:对爆炸性气体环境,为0区、1区和2区;对可燃性粉尘环境,为20区、21区和22区。

 

针对爆炸性气体环境,GB 3836.14 – 2000标准中规定:

 

0区:爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。

 

1区:在正常运行时,可能出现爆炸性气体环境的场所。

 

2区:在正常运行时,不可能出现爆炸性气体环境,如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所。

 

在此,“正常运行”是指正常的开车、运转、停车,易燃物质产品的装卸、密闭容器盖的开闭,安全阀、排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。

 

 

防爆标识解析

 

防爆电气设备按GB 3836标准要求,防爆电气设备的防爆标志内容包括:防爆型式+设备类别+气体组别+温度组别。

 

以某款产品为例,如其防爆标志为:ExdⅡBT5,下面做具体举例说明:

 

01、防爆类别

 

 

02、设备类别

 

爆炸性气体环境用电气设备分为:

 

I类:煤矿井下用电气设备;

 

II类:工厂用电气设备

 

II类隔爆型“ d ”和本质安全型“ i ”电气设备又分为IIA、IIB、和IIC类。

 

(举例产品即属于II类电气设备,可以使用在除煤矿以外的其他爆炸性气体环境。)

 

03、气体组别

 

爆炸性气体混合物的传爆能力,标志着其爆炸危险程度的高低,爆炸性混合物的传爆能力越大,其危险性越高。爆炸性混合物的传爆能力可用最大试验安全间隙表示。同时,爆炸性气体、液体蒸汽、薄雾被点燃的难易程度也标志着其爆炸危险程度的高低,它用最小点燃电流比表示。

 

II类隔爆型电气设备或本质安全型电气设备,按其适用于爆炸性气体混合物的最大试验安全间隙或最小点燃电流比,进一步分为IIA、IIB和IIC类。如下表所示。

 

 

04、温度组别

 

爆炸性气体混合物的引燃温度是能被点燃的温度极限值。

 

电气设备按其最高表面温度分为T1~T6组,使得对应的T1~T6组的电气设备的最高表面温度不能超过对应的温度组别的允许值。温度组别、设备表面温度和可燃性气体或蒸汽的引燃温度之间的关系如下表所示:

 

 

这是与气体点燃温度有关的电气设备(假定环境温度为40℃时)的最高表面温度,点燃能量与点燃温度无关。

 

(该举例产品是T5温度组别)

 

名词解释

 

隔爆型电气设备(d):是指把能点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内,该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止和周围的爆炸性混合物传爆的电气设备。

 

增安型电气设备(e):正常运行条件下,不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度,并在结构上采取措施,提高其安全程度,以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象的电气设备。

 

本质安全型电气设备(i):在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。

 

来源:环保365

 

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