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【系列文章】湿法制粒中的防爆设计

时间:2019-09-02      阅读:1478

湿法制粒线中的粉尘爆炸

粉尘爆炸:指可燃性粉尘在爆炸极限范围内,遇到热源(明火或高温),火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度极快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能量转化为机械能以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。

类比燃烧条件了解粉尘爆炸条件:

燃烧三要素:

1 可燃物:指能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧反应的物质。

2 助燃物:能帮助和支持可燃物质燃烧的物质,即能与可燃物发生氧化反应的物质,如空气、氧气等。

3 着火源:指供给可燃物与助燃剂发生燃烧反应能量的来源。

粉尘爆炸的五个因素:

  1. 可燃性粉尘:一定浓度或数量。
  2. 助燃物:一定的氧含量是粉尘爆炸的基础。
  3. 着火源:能使局部粉尘云的温度发生突变形成火焰的能量来源。
  4. 扩散:粉尘必须处于悬浮状态,即粉尘云状态。需要高于小浓度(MEC),低于MEC,粉尘粒子间距过大,火焰难以传播。
  5. 受限空间:粉尘云要处在相对密闭的空间,压力和温度才能急剧升高,继而发生爆炸。

湿法制粒线爆炸的原因:

  • 湿法制粒机:加料过程中以及在物料在干粉混合过程中粉状物料的摩擦产生静电而产生电火花,空气粉尘混合物混合比一旦达到闪爆浓度遇到电火花就会发生闪爆。
  • 流化床:在生产过程中,物料为粉状物料或颗粒状物料,由于物料在流化过程中物料与物料之间、物料与设备内壁之间以及物料与空气之间都会因为摩擦作用而产生静电,静电的蓄积会导致电火花的出现,正常工作的流化床腔体内为空气粉尘混合物,空气混合比一旦达到闪爆浓度遇到电火花就会发生闪爆。
  • 工艺处方内含有有机溶媒,有机溶媒与空气接触及遇到明火会产生爆炸风险。

为粉尘爆炸指数,是指粉尘大爆炸压力上升速率与密闭容器容积立方根的乘积。可以根据值的大小将粉尘爆炸分为四个烈度等级,等级越高,爆炸危险性越高。制药行业所用到的生产用固体粉状物包含辅料类的淀粉、玉米淀粉等粉状物料爆炸危险等级属于别,所以要求生产药品的固体制剂干粉物料设备具备防爆、抗爆功能以保证设备使用的安全性。制药工艺中常用的药用辅料淀粉的大爆炸压力为1Mpa,因而湿法制粒机与流化床设计时应具备10-12bar抗爆能力。一般防爆方式主要有闷爆,隔爆,泄爆与抑爆,在湿法制粒线设备中,需要根据客户实际的产品需要选择合适的防爆方式。

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