Page 43 - 《橡塑智造与节能环保》2024年4期

综述与专论

仍有可能在储存箱、有盖的输送系统、搅拌器和灰尘 统来清洁整个设施的空气。在某些设施中，可以使用
收集系统内积聚到爆炸性浓度。 正负压区来防止炭黑粉尘扩散到清洁区域。
表2 炭黑爆炸指数 4.3 过滤
KST(bar/s) PMAX(bar) 最小爆炸浓 最小点火能 选择一种过滤介质，既能提供较高的过滤效率，
度（MEC） 量（MIE）
炭黑（典型 30~100 bar/s 10 bar >50 g/m 3 >10 J 又能进行有效的清洁和维护。常用的炭黑过滤介质包
试品）
括聚酯和聚四氟乙烯膜过滤器。由于炭黑粉尘的静电
特性，建议使用防静电过滤介质来收集炭黑粉尘。由
应注意的是，如果炭黑与其他易燃或可燃材料
于炭黑粉尘的粒径较小，因此应根据满足 PEL 所需的
（包括其他可燃固体或可燃气体和蒸汽（混合混合
捕集率，选择最低效率等级值 (MERV) 为 14 或更高
物））混合，爆炸指数（表2）可能会发生巨大变化。
的筒式过滤器。在必须满足非常严格的空气质量标准
确定特定粉尘爆炸风险的最佳方法是通过材料测试进
的情况下，或者在处理高度敏感的工艺或设备时，可
行粉尘危害分析（DHA）。
能有必要使用 HEPA 后置过滤器。渐进式过滤系统由
不同过滤效率的过滤器组合而成，可以用较便宜、效
4 炭黑集尘系统设计
率较低的过滤器去除较粗的颗粒，从而延长较昂贵、
了解炭黑粉尘的材料特性、接触和燃烧风险以
效率较高的 MERV 或 HEPA 过滤器的使用寿命（表
及监管接触限值将有助于设计粉尘控制系统。粉尘控
3）。
制系统必须确保工人不会暴露在高于规定PEL的炭黑
表3 MERV（最低效率额定值）14、15、16和高效空气过
中。它还必须符合美国国家防火协会（NFPA）关于可
滤器的捕获效率
燃粉尘收集的标准。在设计炭黑集尘系统时，有几个 过滤器类型 粒径0.3~1.0μm 粒径1.0~3.0 μm 粒度3.0~10 μm
因素需要考虑。 MERV 14 ≥75% ≥85% ≥90%
MERV 15 ≥85% ≥90% ≥90%
4.1 除尘器类型 MERV 16 ≥95% ≥95% ≥95%
HEPA ≥99.97% ≥99.97% ≥99.97%
建议对炭黑进行干式除尘；由于材料的疏水性，
由于炭黑会快速装入过滤器，因此在过滤器上安
不建议进行湿式收集。炭黑粉尘最常见的除尘器类型
装过滤器脉冲装置也很重要。这将把过滤器上多余的
是袋式除尘器和筒式除尘器（图2）。对于大多数使用
粉尘脉冲到收集箱中，从而延长过滤器的使用寿命。
炭黑的用户，筒式除尘器提供了显著的优势。这些除
过滤介质还应具有适当的气布比，以防止压降过大和
尘器占地面积更小，初始成本更低，操作和维护更容
过滤器堵塞。
易，成本更低。它们还可以配置各种类型的过滤器滤
4.4 接地
芯。
由于炭黑粉尘具有很强的静电特性，接地对于最
大限度地降低静电放电和点火风险至关重要。
4.5 系统尺寸和气流
除尘器的大小必须与处理过程中产生的空气量和
粉尘负荷相适应。确保系统在所有粉尘产生点都有足
够的气流和捕集速度，以防止粉尘逸散到工作场所。
4.6 防爆保护
由于炭黑粉尘具有可燃性，因此有必要采取防
爆措施，如防爆通风、抑制系统或隔离装置，以最大
限度地降低粉尘爆炸的风险。确保粉尘收集系统符合
图2 筒式集尘器可有效控制大多数应用场合的炭黑
NFPA 标准和 OSHA 有关可燃粉尘的规定。
4.2 捕集方法和捕集罩设计 4.7 除尘器安全和 NFPA 合规性
对于产生大量炭黑粉尘的地方，建议采用源捕获 处理炭黑的设施必须采取措施，确保遵守有关收
系统，将粉尘源封闭或置于捕获罩内。如果无法完全
控制粉尘产生过程，可能需要二次环境过滤或通风系 （下转第11页）

2024年 第4期 总第556期 7