
安全評價之干燥過程及危險性分析
化工生產中的固體物料,總是或多或少含有濕分(水或其他液體),為了便于加工、使用、運輸和貯藏,往往需要將其中的濕分除去。除去濕分的方法有多種,如機械去濕、吸附去濕、供熱去濕,其中用加熱的方法使固體物料中的濕分汽化并除去的方法稱為干燥,干燥能將濕分去除得比較徹底。
干燥在化工、輕工、食品、醫藥等工業中的應用非常廣泛,其在生產過程中的作用主要有以下兩個方面。
①對原料或中間產品進行干燥,以滿足工藝要求。如以濕礦(俗稱尾砂)生產硫酸時,為滿足反應要求,先要對尾砂進行干燥,盡可能除去其水分;再如滌綸切片的干燥,是為了防止后期紡絲出現氣泡而影響絲的質量。
②對產品進行干燥,以提高產品中的有效成分,同時滿足運輸、貯藏和使用的需要。如化工生產中的聚氯乙烯、碳酸氫銨、尿素,食品加工中的奶粉、餅干,藥品制造中的很多藥劑,其生產的最后一道工序都是干燥。
干燥按其熱量供給濕物料的方式,可分為以下幾種。
(1)傳導干燥 濕物料與加熱介質不直接接觸,熱量以傳導方式通過固體壁面傳給濕物料。此法熱能利用率高,但物料溫度不易控制,容易過熱變質。
(2)對流干燥 熱量通過干燥介質(某種熱氣流)以對流方式傳給濕物料。干燥過程中,干燥介質與濕物料直接接觸,干燥介質供給濕物料汽化所需要的熱量,并帶走汽化后的濕分蒸汽。所以,干燥介質在干燥過程中既是載熱體又是載濕體。在對流干燥中,干燥介質的溫度容易調控,被干燥的物料不易過熱,但干燥介質離開干燥設備時,還帶有相當一部分熱能,故對流干燥的熱能利用程度較差。
(3)輻射干燥 熱能以電磁波的形式由輻射器發射至濕物料表面,被濕物料吸收后再轉變為熱能將濕物料中的濕分汽化并除去,如紅外線干燥器。輻射干燥生產強度大,產品潔凈且干燥均勻,但能耗高。
(4)介電加熱干燥 將濕物料置于高頻電場內,在高頻電場的作用下,物料內部分子因振動而發熱,從而達到干燥目的。電場頻率在300MHz以下的稱為高頻加熱,頻率在300—300X10sMHz的稱為微波加熱。
在上述四種干燥方法中,以對流干燥在工業生產中應用最為廣泛。在對流干燥過程中,最常用的干燥介質是空氣,濕物料中的濕分大多為水。因此,本章主要討論以濕空氣為干燥介質、以含水濕物料為干燥對象的對流干燥過程。
干燥按操作壓力可分為常壓干燥和真空干燥;按操作方式可分為連續干燥和間歇干燥。其中真空干燥主要用于處理熱敏性、易氧化或要求干燥產品中濕分含量很低的物料;間歇干燥用于小批量、多品種或要求干燥時間很長的場合。
在化學工業中,常指借熱能使物料中水分(或溶劑)汽化,并由惰性氣體帶走所生成的蒸氣的過程。例如干燥固體時,水分(或溶劑)從固體內部擴散到表面再從固體表面汽化。干燥可分為自然干燥和人工干燥兩種。并有真空干燥、冷凍于燥、氣流干燥、微波干燥、紅外線干燥和高頻率干燥等方法。干燥過程安全措施是指確保干燥設備、干燥介質、加熱系統等安全運行,防止火災、爆炸、中毒事故的發生。即干燥裝置在運行中應該嚴格控制各種物料的干燥溫度。根據情況采取溫度計、溫度自動調節和信號報警等控制措施。當干燥物料中含有自燃點很低或含有其他有害雜質時必須在烘干前徹底清除掉;干燥室內也不得放置容易自燃的物質。干燥室與生產車間應用防火墻隔絕,并安裝良好的通風設備,電氣設備開關應安裝在室外。在干燥室或干燥箱內操作時,應防止可燃的干燥物直接接觸熱源,以免引起燃燒。干燥易燃易爆物質,應采用蒸汽加熱的真空干燥箱。真空能降低爆炸的危險性。但當烘干結束后,去除真空時,一定要等到溫度降低后才能放進空氣。對易燃易爆物質采用流速較大的熱空氣干燥時,排氣用的設備和電動機應采用防爆的。在用電烘箱烘烤能夠蒸發易燃蒸氣的物質時,電爐絲應完全封閉,箱上應加防爆門。利用煙道氣直接加熱可燃物時,在滾筒或干燥器上應安裝防爆片,以防煙道氣混入一氧化碳而引起爆炸。同時注意加料不能中斷,滾筒不能中途停止回轉,如發生上述情況應立即封閉煙道的人口,并灌入氮氣。于燥按操作壓強可分為常壓干燥和減壓干燥;按操作方式可分為間歇式干燥與連續式干燥;按干燥介質類別可劃分為空氣干燥、煙道氣干燥或其他干燥介質的干燥;按干燥介質與物料流動方式可分為并流干燥、通流干燥和錯流干燥。就其干燥設備而言,可分為間歇式常壓干燥器,如箱式干燥器;間歇式減壓干燥器,如減壓干燥器、附有攪拌器的干燥器;連續式常壓干燥器,如洞道式干燥器、多帶式干燥器、回旋式干燥器、滾筒式干燥器、圓筒式干燥器、氣流式干燥器和噴霧式干燥器等;連續減壓干燥器,如減壓滾筒式干燥器等。
間(jian)(jian)歇式干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao),物(wu)料(liao)(liao)(liao)大(da)部分(fen)靠人(ren)力輸送,熱(re)(re)源(yuan)采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)熱(re)(re)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)自然循環(huan)或(huo)鼓風機(ji)強制循環(huan),溫(wen)(wen)(wen)度(du)較(jiao)難以(yi)控制,易(yi)(yi)造(zao)(zao)成(cheng)(cheng)局(ju)(ju)部過(guo)(guo)熱(re)(re),引起物(wu)料(liao)(liao)(liao)分(fen)解造(zao)(zao)成(cheng)(cheng)火(huo)災(zai)或(huo)爆炸。因此,在(zai)(zai)干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong),應(ying)(ying)嚴格控制溫(wen)(wen)(wen)度(du)。連(lian)(lian)續(xu)(xu)干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)機(ji)械化(hua)操作,干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)過(guo)(guo)程(cheng)連(lian)(lian)續(xu)(xu)進(jin)行,因此物(wu)料(liao)(liao)(liao)過(guo)(guo)熱(re)(re)的危(wei)險性(xing)較(jiao)小,且操作人(ren)員脫離了(le)有(you)害環(huan)境(jing),所(suo)以(yi)連(lian)(lian)續(xu)(xu)干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)較(jiao)間(jian)(jian)歇式干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)安全。在(zai)(zai)采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)洞道(dao)(dao)式、滾筒(tong)(tong)(tong)(tong)式干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)器干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)時(shi),主要是防(fang)止(zhi)機(ji)械傷害。在(zai)(zai)氣(qi)(qi)流(liu)干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)、噴霧干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)、沸騰床干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)以(yi)及滾筒(tong)(tong)(tong)(tong)式干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)中(zhong),多以(yi)煙道(dao)(dao)氣(qi)(qi)、熱(re)(re)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)為干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)熱(re)(re)源(yuan)。干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)所(suo)產(chan)生的易(yi)(yi)燃氣(qi)(qi)體和粉塵同空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)混合易(yi)(yi)達到爆炸極限。在(zai)(zai)氣(qi)(qi)流(liu)干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)中(zhong),物(wu)料(liao)(liao)(liao)由(you)于迅速(su)運(yun)動(dong)相互激(ji)烈(lie)碰(peng)撞(zhuang)、摩(mo)擦易(yi)(yi)產(chan)生靜電;滾筒(tong)(tong)(tong)(tong)干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)中(zhong)的刮(gua)刀有(you)時(shi)和滾筒(tong)(tong)(tong)(tong)壁(bi)摩(mo)擦產(chan)生火(huo)花,這些都是很危(wei)險的。因此,應(ying)(ying)該(gai)嚴格控制干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)氣(qi)(qi)流(liu)風速(su),并將設備接地(di);對于滾筒(tong)(tong)(tong)(tong)干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)應(ying)(ying)適當調(diao)整(zheng)刮(gua)刀與(yu)筒(tong)(tong)(tong)(tong)壁(bi)間(jian)(jian)隙,并將刮(gua)刀牢牢固定(ding),或(huo)采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)有(you)色金屬材料(liao)(liao)(liao)制造(zao)(zao)刮(gua)刀,以(yi)防(fang)產(chan)生火(huo)花。用(yong)(yong)煙道(dao)(dao)氣(qi)(qi)加熱(re)(re)的滾筒(tong)(tong)(tong)(tong)式干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)器,應(ying)(ying)注(zhu)意加熱(re)(re)均(jun)勻,不可(ke)斷(duan)料(liao)(liao)(liao),滾筒(tong)(tong)(tong)(tong)不可(ke)中(zhong)途停止(zhi)運(yun)轉(zhuan)。斗口有(you)斷(duan)料(liao)(liao)(liao)或(huo)停轉(zhuan)應(ying)(ying)切斷(duan)煙道(dao)(dao)氣(qi)(qi)并通氮。干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)設備上應(ying)(ying)安裝爆破片。在(zai)(zai)干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)易(yi)(yi)燃、易(yi)(yi)爆的物(wu)料(liao)(liao)(liao)時(shi),最好(hao)采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)連(lian)(lian)續(xu)(xu)式或(huo)間(jian)(jian)歇式真(zhen)空(kong)(kong)(kong)干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)比較(jiao)安全。因為在(zai)(zai)真(zhen)空(kong)(kong)(kong)條件下(xia),易(yi)(yi)燃液體蒸發速(su)度(du)快,并且干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)可(ke)適當控制低一些,從而(er)可(ke)以(yi)防(fang)止(zhi)由(you)于高(gao)溫(wen)(wen)(wen)物(wu)料(liao)(liao)(liao)局(ju)(ju)部過(guo)(guo)熱(re)(re)分(fen)解,降(jiang)低了(le)火(huo)災(zai)爆炸的危(wei)險性(xing)。當真(zhen)空(kong)(kong)(kong)干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)后消除真(zhen)空(kong)(kong)(kong)時(shi),一定(ding)要使溫(wen)(wen)(wen)度(du)降(jiang)低方能(neng)放人(ren)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi),否則,空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)過(guo)(guo)早進(jin)入,會引起干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)物(wu)著火(huo)或(huo)爆炸。性(xing)質不穩定(ding)、容易(yi)(yi)氧化(hua)分(fen)解的物(wu)料(liao)(liao)(liao)進(jin)行干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)時(shi),輥筒(tong)(tong)(tong)(tong)轉(zhuan)速(su)宜慢,要防(fang)止(zhi)物(wu)料(liao)(liao)(liao)落(luo)入轉(zhuan)動(dong)部分(fen);轉(zhuan)動(dong)部分(fen)應(ying)(ying)有(you)良好(hao)的潤滑和接地(di)措施。含有(you)易(yi)(yi)燃液體的物(wu)料(liao)(liao)(liao)不易(yi)(yi)采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)輥筒(tong)(tong)(tong)(tong)干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)(zao)。
