CÁCH CHỌN MÁY GOM BỤI PHÙ HỢP CHO ỨNG DỤNG BỤI KIM LOẠI DỄ CHÁY NỔ

Wet scrubber và Dust collector là hai công nghệ hoàn toàn khác nhau được sử dụng để thu gom bụi dễ cháy phát sinh trong quá trình gia công kim loại. Cả hai loại đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. Loại nào phù hợp nhất với ứng dụng của bạn? Sự lựa chọn không phải lúc nào cũng dễ dàng, nhưng tài liệu này sẽ giúp ích bạn trong quá trình đưa ra quyết định bằng cách chỉ ra các thông số quan trọng trong việc lựa chọn và tuân thủ theo tiêu chuẩn NFPA.

Cách để chọn máy gom bụi phù hợp cho ứng dụng với bụi kim loại dễ cháy nổ

Tác giả John Dauber, John Davidson and Mike Walters

Vụ nổ do bụi dễ cháy có nguy cơ trong hầu hết các cơ sở sản xuất công nghiệp, bao gồm cả bụi hữu cơ và kim loại. Tuy nhiên, các cơ sở sản xuất có quy trình phát sinh ra bụi kim loại dễ cháy là nơi có nguy cơ cao nhất. Các kim loại đáng chú ý nhất bao gồm kim loại kiềm và kim loại có từ tính và dẫn điện tốt như nhôm, magie, niobium, tanlalum, titan, zirconium và hafnium trong đó 5 kim loại cuối cùng bị cấm sử dụng trong các máy gom bụi dùng bộ lọc hoặc lọc túi.

Các kim loại như thép cacbon, thép không gỉ và hợp kim kim loại cũng có thể gây nguy hiểm. Trong nhiều ngành công nghiệp từ hàng không đến thiết bị thể thao, việc sử dụng các kim loại này trong quá trình sản xuất lại ngày càng phổ biến. Tài liệu này tập trung vào các yêu cầu cho các máy gom bụi ẩm và khô như đã nêu trong tiêu chuẩn NFPA 484: Tiêu chuẩn về kim loại dễ cháy, nhưng hầu hết các yêu cầu được trích dẫn trong tài liệu này nên áp dụng cho tất cả các loại bụi dễ cháy.

Máy gom bụi sử dụng lọc cartridge hiệu suất cao.

Mặc dù một khối kim loại lớn không có khả năng cháy nổ nhưng khi bị mài mòn thành các hạt bụi thông qua các quy trình sản xuất thì nó sẽ tăng khả năng phát sinh cháy nổ. Theo NFPA 484, các quy trình này bao gồm gia công, cưa, mài, đánh bóng làm bóng và các quy trình khác ví dụ như làm sạch, khoan, cắt và phun cát thủ công.

Các hạt bụi kim loại trong không khí ở một nồng độ phù hợp có thể tạo ra nguy cơ cháy nổ và với nồng độ thấp gây ra một loạt các mối đe dọa đến sức khỏe con người, từ kích ứng mắt và mũi đến đau đầu và các bệnh nghiêm trọng hơn. OSHA đã thiết lập các giới hạn phơi nhiễm cho phép (PELs) dựa trên trung bình trọng số của nồng độ chất độc hại trong không khí trong thời gian 8 giờ làm việc, bao gồm một danh sách dài các bụi kim loại. Một cơ sở sản xuất phải đảm bảo rằng mức độ phát thải trong nhà máy phải duy trì dưới ngưỡng phơi nhiễm này.

Máy thu gom bụi dùng dung dịch kiểu cyclonic.

Do đó, ban quản lý nhà máy và các kỹ sư phải đối mặt với việc suy nghĩ tìm ra hệ thống thu gom bụi tốt nhất phù hợp với quá trình sản xuất phát sinh ra bụi dễ cháy nổ cùng với chi phí hợp lý nhất. Có hai loại máy gom
bụi có thể sử dụng cho ứng dụng này:

Dry dust collectors – Máy gom bụi khô

NFPA định nghĩa bộ lọc bụi khô là các thiết bị sử dụng phương pháp cyclone và bộ lọc như lọc túi, lọc cartridge. Tài liệu này tập trung vào việc so sánh giữa các bộ lọc cartridge hiệu suất cao và bộ lọc bụi ẩm. Máy gom bụi sử dụng hoặc chứa các bộ lọc cartridge hiệu suất cao để thu gom bụi trong các ngành công nghiệp được ưa chuộng và dùng trong nhiều ứng dụng. Thông thường, không khí chứa bụi đi vào máy gom bụi sẽ qua một tấm “baffled” giúp giữ lại các hạt bụi lớn và bảo vệ cho bộ lọc phía sau. Bộ lọc sẽ được làm sạch bằng áp suất khí nén từ trên xuống và bụi sẽ được đưa về thùng chứa.

Từ thùng chứa bụi được xả vào thùng gom bụi riêng biệt, được vệ sinh đều đặn để tránh trường hợp bụi quay trở lại thùng chứa. Một số bộ lọc được lắp đặt theo chiều dọc trong khi các thiết kế khác lắp đặt theo chiều ngang. Trong hai loại này thì bộ lọc được lắp theo chiều dọc được khuyến nghị vì một số lý do. Với thiết kế lắp theo chiều ngang, bụi bị cuốn vào phía trên của bộ lọc và không có sự cách ly trước của các hạt nặng hoặc hạt có độ mài mòn cao từ dòng khí. Trong trường hợp này có thể làm giảm tuổi thọ của bộ lọc và giữ lại lượng lớn bụi trên đỉnh của bộ lọc, điều này làm tăng nguy cơ cháy nổ của máy gom bụi. Còn lắp đặt theo chiều dọc giúp giảm tải trọng lên các bộ phận lọc và loại bỏ các vấn đề trên, cho phép làm sạch bằng áp suất khí nén hiệu quả hơn giúp kéo dài tuổi thọ của bộ lọc.

Ngày nay những máy thu gom bụi cartridge có sẵn với nhiều loại lọc khác nhau giúp đạt được hiệu suất rất cao với các hạt bụi mịn. Các bộ lọc chuyên dụng kết hợp hiệu suất cao với các thuộc tính khác như chống cháy, chống tĩnh điện và chống lại các vật liệu dễ bám dính.

Ảnh 1 : Hình ảnh minh họa cắt ngang của máy gom bụi cartridge

Trong các điều kiện mà ngưỡng PELs của OSHA rất thấp, một bộ lọc phụ HEPA có thể được gắn thêm vào hệ thống để đạt được chuẩn cho phòng sạch. Điều này rất quan trọng nếu không khí quay về đường hồi của nhà máy. Nếu bộ lọc phụ được tích hợp vào vỏ máy gom bụi, nó sẽ hoạt động như một thiết bị giữ lại bụi và ngăn chặn ngọn lửa nếu có phát sinh. Điều này có thể được coi là một ví dụ về tùy chọn dựa trên hiệu suất trong việc áp dụng các biện pháp kiểm soát nguy cơ cháy nổ theo hướng dẫn của NFPA.

Một phát triển quan trọng trong thập kỷ vừa qua liên quan đến sự xuất hiện của vật liệu lọc từ sợi nano. Các sợi nano với kích thước siêu nhỏ hoạt động như lọc thô cho bộ lọc chính, bắt giữ hầu hết bụi ở bề mặt trước khi nó đi vào bộ lọc. Công nghệ này tiếp tục tăng cường hiệu suất bắt bụi của bộ lọc: Các bộ lọc này có thể đạt hiệu suất lên đến 99.999% đối với các hạt có kích thước 0.5 micron và lớn hơn theo trọng lượng. Các sợi nano cũng tăng cường khả năng làm sạch và tuổi thọ của bộ lọc. Tuổi thọ kéo dài của bộ lọc luôn là một tiêu chí quan trọng vì nó dẫn đến việc giảm chi phí bảo dưỡng và thay thế.

Wet collectors - Máy gom bụi ẩm

“Máy gom bụi ẩm” còn được gọi là wet scrubbers, hoạt động rất khác biệt so với máy gom bụi dạng khô. Bộ lọc bụi ẩm lọc bụi bằng cách đưa bụi tiếp xúc với các giọt nước. Giọt nước càng nhỏ thì hiệu suất bộ lọc càng cao. Các thiết kế khác nhau sử dụng các vòi phun, ổ phun sương, tác động xoáy, phân tán Venturi và cấu hình va chạm ẩm để bắt giữ bụi. Hiện tại đã có nhiều thiết bị sử dụng kết hợp những kỹ thuật này. Và sau khi được giữ lại thì nước và bụi sẽ đi vào một bể kết tủa, nơi mà chúng được tách ra bằng trọng lực hoặc được lấy đi từ bề mặt bể.

“Venturi scubber” thường sử dụng một đường hẹp hình ống Venturi và vòi phun phía đầu vào giúp gia tốc nước để tạo thành một luồng sương mịn. Vận tốc càng cao thì hiệu suất thu thập càng tăng vì các hạt sương trở nên mịn hơn. Trong quá trình này sụt áp qua hệ thống cũng tăng đột ngột. Lưu lượng không khí thiết kế phải được duy trì liên tục hoặc hiệu suất sẽ bị giảm.

Các máy gom bụi ẩm loại cyclonic hoặc loại ly tâm sử dụng một loạt các kỹ thuật thiết kế khác nhau. Ví dụ, không khí chứa bụi đi vào bộ lọc với một dòng xoay quanh trục của bộ lọc. Sự xoay này tạo ra lực ly tâm khiến cho các hạt bụi nặng hơn bị đẩy ra ngoài thành bộ lọc, trong khi không khí sạch được giữ lại ở trung tâm và được hút ra khỏi bộ lọc.

Hình 2 : Hình ảnh minh họa cắt ngang của máy gom bụi ẩm loại cyclonic tích hợp với quạt

Luồng không khí được tạo hướng đặc biệt để hình thành xoáy nước mạnh kết hợp với bụi làm cho các hạt bụi tiếp xúc với nước. Sau đó, các hạt bụi sẽ lắng xuống bể chứa. Một số mô hình bao gồm một quạt tiếp xúc với phía ẩm của bộ lọc. Trong trường hợp bụi dạng sợi hoặc dính, quạt được lắp đặt phía trên của máy, tách quạt khỏi tiếp xúc trực tiếp với bụi đầu vào vì bụi này sẽ bám vào cánh quạt và gây ra việc mất cân bằng và rung lắc.

Nếu bụi trôi và không lắng xuống trong bể chứa, có thể cần có các thiết bị loại bỏ bụi đặc biệt để cung cấp nước sạch để duy trì hiệu suất của bộ lọc bụi ẩm. Bởi vì việc duy trì nguồn nước sạch hoặc tái chế luôn là một yếu tố quan trọng khi sử dụng bộ lọc bụi ẩm. Nồng độ các hạt bụi trong dung dịch tẩy rửa phải được duy trì dưới 5% để duy trì hiệu suất hoạt động và trong trường hợp của các kim loại dễ cháy, lượng cho phép tích tụ trong các thùng chứa xả được quy định trong NFPA 484.

Nhiều kim loại phản ứng với nước và sản sinh khí hydro. NFPA 484 khuyến nghị kiểm tra tính phản ứng để xác định xem một bộ lọc bụi ẩm có phù hợp không. Tiêu chuẩn cũng quy định các cách thức và phương pháp chấp nhận được để thông gió cho các bể chứa của bộ lọc bụi ẩm.

Hiệu suất lọc của bộ lọc bụi ẩm phụ thuộc vào một số yếu tố. Đầu tiên nó phụ thuộc rất nhiều vào kích thước hạt bụi đang được thu thập. Nếu các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 micron, nên sử dụng bộ lọc bụi loại venturi. Các vận tốc cao qua ống venturi tạo ra một hơi sương mịn giúp bắt giữ các hạt nhỏ hơn, nhưng cũng làm tăng nhu cầu năng lượng do vận tốc cao đi qua ống venturi. Nếu kích thước hạt lớn hơn 10 micron, bộ thu bụi loại cyclonic sẽ tiết kiệm được một lượng năng lượng đáng kể.

Quyết định xem hệ thống thu gom bụi nào phù hợp cho ứng dụng bụi dễ cháy nổ
Một ưu điểm lớn của bộ lọc bụi ẩm là nó gần như kiểm soát được tính cháy nổ của bụi. Khi các hạt bụi cháy nổ tiếp xúc với dung dịch tẩy rửa, chúng không còn tiếp tục phản ứng với oxy nữa từ đó nguy cơ cháy nổ được kiểm soát. So sánh với đó, các máy gom bụi dạng khô sẽ tìm ẩn nguy cơ cháy nổ cao hơn. Do đó loại máy gom bụi này cần nhiều thiết bị phụ trợ để chống cháy nổ đáp ứng các tiêu chuẩn của NFPA. Tùy thuộc vào vị trí của máy gom bụi, tính chất cháy nổ của bụi mà có nhiều loại thiết bị phòng và kiểm soát nổ để lựa chọn. Những thiết bị này chia thành 2 loại : loại thụ động và loại chủ động.

Mục tiêu của các thiết bị phòng nổ là kiểm soát một vụ nổ, đảm bảo an toàn cho nhân viên và giảm thiểu thiệt hại cho thiết bị trong nhà máy. Các hệ thống kiểm soát phản ứng với áp suất tạo ra trong quá trình cháy nổ và ngăn chặn vụ nổ bằng cách giới hạn áp suất tối đa phát sinh trong bể chứa và ngăn chặn quá trình cháy nổ từ việc lan tỏa sang các bể chứa khác được kết nối với bể chứa chính.

Một hệ thống hoạt động liên quan đến công nghệ có chi phí cao hơn và thường đòi hỏi việc tái chứng nhận mỗi ba tháng. Các thiết bị bị động không đòi hỏi các điều khiển bên ngoài và có thể được kiểm tra bởi chủ sở hữu hoặc người vận hành. Các thiết bị bị động bao gồm Venting, flameless venting, flap valve và float valve. Các thiết bị chủ động bao gồm các hệ thống cô lập và kìm chế hóa chất và các fast acting valve.

Bảng 1 cung cấp một số so sánh tổng quan về máy gom bụi khô và bụi ẩm sẽ là một tài liệu hữu ích trong quá trình lựa chọn thiết bị.

Đôi khi sự lựa chọn giữa hệ thống gom bụi ẩm và khô sẽ không rõ ràng. Kiểm tra bụi là bước đầu tiên và quan trọng trong quá trình ra quyết định. Có hai loại kiểm tra bụi: (1) kiểm tra tại phòng thí nghiệm, xác định các đặc tính vật lý của bụi ảnh hưởng đến hiệu suất và hiệu quả của bộ lọc, và (2) kiểm tra tính cháy nổ, xác định các tính chất cháy nổ và nổ của bụi.

Kiểm tra tại phòng thí nghiệm bao gồm một loạt các thử nghiệm cung cấp dữ liệu quan trọng cho việc lựa chọn thiết bị. Phân tích kích thước hạt bụi tiết lộ phân phối kích thước hạt của bụi để xác định hiệu suất lọc cần thiết để đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải. Thử nghiệm này xác định cả số lượng (số lượng hạt có kích thước cụ thể) và phạm vi hoặc khối lượng của bụi. Một kính hiển vi quét điện tử (SEM) cung cấp phân tích hình dạng và thành phần nguyên tố của bụi một cách trực quan.

Thiết bị phân tích độ ẩm đo phần trăm độ ẩm của bụi theo trọng lượng, cung cấp thông tin có thể ngăn ngừa các vấn đề về độ ẩm. Một phòng hơi được sử dụng để xem bụi sẽ hấp thụ độ ẩm nhanh chóng như thế nào. Điều này giúp xác định bụi hút ẩm có thể được thu thập hiệu quả hơn bằng các bộ lọc bụi ẩm. Các thử nghiệm bổ sung trên bàn làm việc có thể giúp xác định thiết kế tối ưu của các thành phần hệ thống thu bụi khác.

Để xác định liệu một loại bụi có cháy nổ hay không, nó cần phải trải qua các thử nghiệm về tính cháy nổ riêng biệt như đã quy định trong NFPA 68: Tiêu chuẩn về Bảo vệ chống nổ bằng Cửa thông gió Deflagration. Tiêu chuẩn này khuyến nghị thực hiện thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM E1226-12a hoặc ISO 6184/1.

1. Một số loại bộ lọc có thể được rửa sạch và xử lý được các vật liệu dính. Đề nghị được phê duyệt bởi nhà cung cấp bộ lọc.
2. Các bộ lọc bề mặt khô đã được chứng minh là hoạt động tốt với các bụi kim loại có chỉ số Kst trên 150. NFPA áp đặt giới hạn này vì nó giả định một vụ nổ chất bụi có khả năng gây cháy xảy ra tại một thời điểm nào đó với các loại bụi này. Một phân tích nguy cơ và đánh giá rủi ro sẽ giúp xác định xem một bộ lọc khô có phù hợp cho ứng dụng này hay không.
3. NFPA cấm việc sử dụng bộ thu hồi bề mặt khô cho niobium, tantalum, titanium, zirconium và hafnium.
4. Các wet scrubber đòi hỏi nhiều năng lượng hơn để đạt được hiệu suất tương tự như các bộ lọc bề mặt khô.
5. NFPA 484 cấm tái sử dụng khí thải từ tất cả các bộ thu hồi bề mặt xử lý kim loại cháy trở lại nhà máy. Tuy nhiên, với công nghệ hiện tại và hệ thống lọc phụ hiệu suất cao cùng với bộ lọc chặn tia lửa, có thể giảm thiểu nguy cơ trả khí thải lại nhà máy xuống mức chấp nhận được.
6. Bụi kim loại có xu hướng phản ứng với nước để tạo ra khí hydrogen. Nhiều vụ nổ đã được ghi nhận và các bể trên hệ thống ẩm cần được thông gió liên tục.
7. Mặc dù các hệ thống ẩm không đòi hỏi các thiết bị thông gió như các hệ thống khô, chúng vẫn có nguy cơ nổ nếu các bể chứa không được thông gió, nếu các bể được phép thu gom quá nhiều bụi, và/hoặc nếu các bể khô. Một giám sát và kiểm soát nghiêm ngặt hơn của các hệ thống này được yêu cầu so với các thiết bị kiểm soát bị động có sẵn cho các hệ thống thu bụi khô. Ngoài ra, vì các hệ thống ẩm được đặt bên trong nhà máy, một vụ nổ sẽ gây ra thiệt hại và nguy cơ đến tính mạng lớn hơn so với một vụ nổ đã được thông gió ở một bộ thu hồi khô đặt bên ngoài.

Nếu mẫu bụi không có sẵn, cho phép sử dụng một loại bụi tương đương (tức là cùng kích thước hạt, v.v.) trong một ứng dụng tương tự để xác định các thuộc tính gây cháy của nó. Tuy nhiên, sau khi mẫu bụi đã có sẵn, vẫn được khuyến khích quay lại và thử nghiệm bụi bằng các phương pháp kiểm tra tiêu chuẩn.

Sử dụng mẫu bụi của bạn, phòng thí nghiệm sẽ bắt đầu bằng một thử nghiệm sàng lọc để xác định xem bụi có gây cháy không. Nếu bụi không gây cháy, quá trình kiểm tra sẽ dừng lại ở đó. Nếu bụi gây cháy, phòng thí nghiệm sẽ tiến hành các bài kiểm tra tiếp theo về các thông số của mẫu bụi để xác định giá trị Kst và Pmax (áp suất tối đa trong một vụ nổ). Tùy thuộc vào ứng dụng của bạn, bạn cũng có thể cần xác định nồng độ nổ tối thiểu (MEC) và năng lượng đánh lửa tối thiểu (MIE).

Việc thử nghiệm khả năng gây nổ là rất quan trọng để giúp phân tích loại hệ thống thu gom tốt nhất (ẩm hoặc khô) cho một ứng dụng cũng như các thiết bị bảo vệ hoặc ngăn chặn vụ nổ có thể cần cho bộ thu hồi bụi và các thành phần liên quan.

NFPA 484
Khi lựa chọn thiết bị cho các ứng dụng của bụi kim loại có khả năng cháy nổ, NFPA 484: Tiêu chuẩn về Kim loại cháy nổ là một tài liệu tham khảo. Tiêu chuẩn này bao gồm tất cả các kim loại và hợp kim ở dạng có khả năng cháy hoặc nổ, và nó chỉ ra các quy trình sẽ được sử dụng để xác định liệu một kim loại có ở dạng có khả năng cháy hay không. Nó cũng áp dụng cho các hoạt động xử lý hoặc hoàn thiện tạo ra bột hoặc bụi kim loại cháy như gia công, cắt, mài, đánh bóng và làm bóng.

Mặc dù một bài phân tích kỹ lưỡng về NFPA 484 nằm ngoài phạm vi của tài liệu này, nhưng dưới đây là tóm tắt các điểm chính mà bạn cần chú ý.

Phân tích mối nguy cơ trong quá trình thực hiện

Phân tích mối nguy cơ trong quá trình (PHA) và đánh giá nguy cơ là các công cụ được sử dụng để cải thiện an toàn bằng cách xác định các nguy cơ như vụ nổ, cháy và các nguy hiểm khác như vụ nổ bụi cháy. Phân tích này nên bắt đầu từ giai đoạn thiết kế của dự án và tiếp tục theo trong suốt quá trình hoạt động của nó, với các đánh giá và cập nhật định kỳ.

NFPA 652: Tiêu chuẩn về Cơ sở của Bụi cháy là một tiêu chuẩn mới được phát hành vào tháng 10 năm 2015. Đây hiện là điểm khởi đầu để định nghĩa về bụi cháy và các nguy cơ liên quan của nó. Mục đích của nó là làm rõ mối quan hệ giữa các tiêu chuẩn chung và các tiêu chuẩn cụ thể cho từng ngành công nghiệp như NFPA 484. NFPA 652 giới thiệu một thuật ngữ mới, Đánh giá Nguy cơ Bụi hoặc DHA, để phân biệt phân tích này với các PHA được yêu cầu bởi OSHA cho ngành công nghiệp xử lý hóa học.

Ủy ban NFPA nhận ra sự thiếu hiểu biết rộng rãi về các nguy cơ của bụi cháy nổ trong ngành công nghiệp và quyết định rằng cần có một tiêu chuẩn về bụi cháy nổ để tăng cường nhận thức về vấn đề này. Hầu hết các thông tin/yêu cầu trong tiêu chuẩn mới này được chuyển từ các tiêu chuẩn khác, vì vậy người dùng không nên bất ngờ với bất kỳ nội dung nào. Tuy nhiên, có một yêu cầu mới sẽ ảnh hưởng đến mọi ngành công nghiệp có nguy cơ bụi cháy. Đối với các quy trình hiện có xử lý bụi cháy, "chủ sở hữu / người điều hành phải lên kế hoạch và hoàn thành DHAs của các quy trình hiện có và các khoang cơ sở trong vòng 3 năm kể từ ngày có hiệu lực của tiêu chuẩn". Ngày có hiệu lực này là tháng 10 năm 2015. Hiện nay, OSHA trích dẫn các cơ sở không có phân tích nguy cơ quá trình, và tiêu chuẩn mới này sẽ tăng cường nỗ lực thực thi.

Loại máy gom bụi, bảo vệ khỏi vụ nổ và cách ly ống cần thiết cho mỗi ứng dụng sẽ thay đổi, và một PHA nên được tiến hành để xác định các yêu cầu hệ thống. Với tầm quan trọng và tính phức tạp của các vấn đề liên quan đến bụi cháy, một kỹ sư chuyên nghiệp độc lập, và/hoặc một kỹ sư nội bộ am hiểu về quy trình nên thực hiện đánh giá với sự hỗ trợ từ các nhà cung cấp máy gom bụi và kiểm soát bảo vệ. Người này có thể chỉ định phương pháp tốt nhất cho ứng dụng của bạn để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn áp dụng. Mặc dù PHA được thực hiện vì lý do an toàn chứ không phải để kiểm soát chi phí, nhưng nó có thể đóng góp vào hiệu quả chi phí bằng cách đảm bảo rằng các yêu cầu về an toàn được đáp ứng mà không phải quá mức kỹ thuật hóa hệ thống. Trong trường hợp thiếu một đánh giá như vậy, nhà cung cấp máy gom bụi phải dựa vào tình huống xấu nhất và tuân thủ một cách nghiêm ngặt các biện pháp kiểm soát được quy định trong các tiêu chuẩn.

NFPA sử dụng các dữ liệu và kinh nghiệm đã được chứng mình và có tính tổng quát trong các tiêu chuẩn quy định của mình về bảo vệ khỏi vụ nổ. Tuy nhiên, từ năm 2008, NFPA đã bắt đầu tích hợp một cái gọi là "các lựa chọn dựa trên hiệu suất" vào các tiêu chuẩn được cập nhật của mình. Theo cách tiếp cận dựa trên hiệu suất như một phương pháp thay thế cho các phương pháp theo quy định, các thiết kế thiết bị sẽ đáp ứng yêu cầu NFPA nếu chúng đáp ứng các Life Safety Goals và được hỗ trợ bởi bài kiểm tra của bên thứ ba.

Nói cách khác, thiết kế thiết bị kiểm soát phải hoạt động trong các thông số kiểm tra cụ thể mà chứng minh rằng nó sẽ kiểm soát nguy cơ như mong muốn và đáp ứng các Life Safety Goals của NFPA. Người tiêu dùng phải đảm bảo rằng thiết bị kiểm soát được lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng trong các giới hạn đã được thử nghiệm của thiết kế. Trong một số trường hợp, phương pháp thiết kế dựa trên hiệu suất không được chú ý đến hoặc không được sử dụng một cách đầy đủ, mặc dù nó có thể cung cấp một giải pháp hiệu quả và linh hoạt hơn so với các phương pháp theo quy định.

Các yếu tố quan trọng cần xem xét khi thiết kế và vận hành máy gom bụi – Phần 9.4
Ngoài việc thực hiện phân tích nguy cơ, NFPA 484 bao gồm một số điều khoản trong Chương 9 áp dụng cho cả hệ thống thu hồi bụi ướt và khô. Mặc dù NFPA 484 được thiết kế dành riêng cho ngành công nghiệp sử dụng kim loại dễ cháy, nhưng những yêu cầu này hợp lý khi sử dụng trong bất kỳ ứng dụng nào liên quan đến bụi dễ cháy.

Bảng 2 tóm tắt các yêu cầu chung cho hệ thống

Wet Scrubbers

NFPA 484 chỉ định các yêu cầu cho các máy gom bụi ẩm xử lý bụi kim loại cháy. Chúng được tóm tắt trong Bảng 3. Sự khác biệt chính giữa kim loại và bụi hữu cơ cháy là tính phản ứng với nước. Việc thông gió hệ thống bể chứa là rất quan trọng để kiểm soát sự tích tụ của khí cháy khi thu gom kim loại cháy.

NFPA 484 có ba phần về dry dust collector. Phần đầu tiên bao gồm tất cả các máy gom bụi khô bao gồm cả các cyclone và máy gom bụi khô sử dụng bộ lọc. Phần thứ hai nói về các máy gom bụi khô sử dụng bộ lọc, và phần thứ ba là việc lắp đặt máy gom bụi khô trong nhà máy. Bảng 4 tóm tắt các yêu cầu chung cho tất cả các máy gom bụi khô.

Bảng 5 (trang 10) tóm tắt các yêu cầu bổ sung cho máy gom bụi khô. Bảng trước bao gồm cyclone, điều này giải thích vì sao tái sử dụng không khí sẽ bị cấm. Tiêu chuẩn cho phép tái sử dụng khí xả cho các máy gom bụi ẩm nếu hiệu suất rất cao và khí cháy không hiện diện. Tuy nhiên, máy gom bụi khô hiệu quả hơn và có thể tích hợp bộ lọc HEPA có thể loại bỏ tất cả các hạt; và chúng là bụi khô nên tích tụ khí cháy chỉ xảy ra trong điều kiện không ổn định như sự xâm nhập của nước. Tình trạng này nằm trong phạm vi kiểm soát được quy định, vì vậy việc hồi tiếp không khí xả từ máy gom bụi khô có thể được phép nếu DHA và đánh giá rủi ro được chấp nhận bởi cơ quan có thẩm quyền.

Bảng 6 tóm tắt các yêu cầu để đặt máy gom bụi khô bên trong nhà máy. Lưu ý rằng điều này bao gồm cyclone và tái sử dụng không khí xả lại bị cấm. Việc đặt máy gom bụi xử lý bụi kim loại bên trong không được khuyến khích nhưng không bị cấm. Lửa kim loại đốt rất nóng, đốt trong thời gian dài và kim loại có thể phản ứng với các chất chữa cháy thông thường. Những đặc tính này nên được xem xét trong phân tích rủi ro.

Hợp tác với nhà cung cấp máy thu gom bụi
Khi lựa chọn nhà cung cấp thiết bị cho các ứng dụng về bụi kim loại dễ cháy, có một số yếu tố quan trọng cần xem xét:

Nhà cung cấp có cung cấp cả hệ thống thu ẩm và thu khô không? Một nhà sản xuất cung cấp cả hai loại sản phẩm này có khả năng đưa ra lời khuyên không thiên vị về thiết bị tốt nhất cho một ứng dụng cụ thể, vì họ sẽ không có lợi ích về công nghệ này hơn công nghệ khác.

Nhà cung cấp có cung cấp bảo đảm về hiệu suất lọc viết rõ không? Có nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng để đo lường hiệu suất lọc. Đôi khi, một nhà cung cấp bộ lọc bụi có thể nói rằng một hệ thống cung cấp hiệu suất lọc 99 phần trăm ở một kích thước hạt nhất định, hoặc rằng nó sử dụng bộ lọc MERV 15. Các chỉ số này hữu ích để so sánh các hệ thống khác nhau, nhưng hiệu suất khối lượng mật độ, được xác định là trọng lượng trên đơn vị thể tích của không khí, là chỉ số dự đoán tốt nhất về sự tuân thủ của một bộ thu lấy bụi. Ví dụ, OSHA có thể yêu cầu rằng khí thải sẽ không vượt quá 5 miligam mỗi mét khối tại lỗ xả của bộ thu lấy bụi. Tương tự, EPA không quan tâm đến những yêu cầu về hiệu suất phần trăm: Họ muốn biết rằng khí thải sẽ ở hoặc dưới ngưỡng yêu cầu, thường được nêu là hạt trên mỗi foot khối hoặc miligam mỗi mét khối.

Để đảm bảo cơ sở được bảo vệ, xác minh rằng nhà cung cấp sẽ cung cấp bảo đảm về hiệu suất viết rõ ràng, nói rằng thiết bị bạn chọn sẽ đáp ứng yêu cầu về khí thải của OSHA, EPA hoặc các yêu cầu về khí thải có liên quan khác.

Nhà cung cấp tiếp cận với việc tuân thủ theo tiêu chuẩn NFPA như thế nào? Liệu nhà cung cấp bộ thu lấy bụi có kiến thức và kinh nghiệm rộng lớn trong việc áp dụng các tiêu chuẩn NFPA không? Ngoài ra, như đã đề cập trước đó, việc sử dụng các mã dựa trên hiệu suất có thể mang lại cho bạn sự linh hoạt lớn hơn trong việc lựa chọn thiết bị. Tìm hiểu xem nhà cung cấp có thể cung cấp các bài kiểm tra thực tế và tài liệu cần thiết cho các lựa chọn dựa trên hiệu suất không.

Nhà cung cấp có phòng thí nghiệm kiểm tra bụi trong nhà không? Nhiều nhà cung cấp uy tín sẽ cung cấp dịch vụ kiểm tra phòng thí nghiệm miễn phí cho khách hàng. Nhà cung cấp có thể giúp đánh giá tổng chi phí sở hữu không? Trong các ứng dụng mà cả hai hệ thống khô và ẩm đều có thể hoạt động hiệu quả, việc lựa chọn thiết bị thường sẽ phụ thuộc vào vấn đề chi phí. Giống như hầu hết các quyết định mua sắm, chi phí ban đầu của thiết bị chỉ là một yếu tố. Để có lựa chọn thiết bị tốt nhất, cần phải thực hiện một đánh giá "Tổng Chi Phí Sở Hữu" (TCO).

Tương tự như việc tính toán vòng đời, TCO tính toán tất cả các thành phần của chi phí thiết bị: năng lượng, vật tư tiêu hao và bảo dưỡng và xử lý. Hỏi xem nhà cung cấp có phần mềm để giúp bạn thực hiện các phép tính không. Một đánh giá TCO cuối cùng sẽ giúp bạn tiết kiệm tiền bạc, thời gian và năng lượng bằng cách đảm bảo lựa chọn
thiết bị tiết kiệm chi phí nhất.

# # #

John Dauber là quản lý sản phẩm Handte, khu vực Châu Mỹ; John Davidson là quản lý khu vực trung nam, và Mike Walters là kỹ sư cấp cao cho Camfil Air Pollution Control (APC) và là một thành viên chính thức của ủy ban NFPA: "Xử lý và Chuyển Động Bụi, Hơi và Khí (CMD-HAP)".

Camfil APC là một nhà sản xuất toàn cầu các thiết bị thu gom bụi, hơi và khói và là một phần của Camfil, nhà sản xuất bộ lọc không khí lớn nhất trên thế giới. Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ theo số điện thoại 1-800-479-6801 hoặc 1-870-933-8048; qua email filterman@camfil.com, hoặc truy cập trang web www.camfilapc.com.

Tham khảo:

Hiệp hội Bảo vệ Cháy Quốc gia (NFPA), 1 Batterymarch Park, Quincy, MA 02169; www.nfpa.org.

• NFPA 68: Tiêu chuẩn về Bảo vệ Cháy bằng Cửa Xả Nổ (2013)

• NFPA 69: Tiêu chuẩn về Hệ thống Phòng Ngừa Cháy (2014)

• NFPA 484: Tiêu chuẩn về Kim Loại Dễ Cháy (2015)

• NFPA 652: Tiêu chuẩn về Cơ Bản của Bụi Dễ Cháy (2016)

Cơ quan An Toàn và Sức Khỏe Nghề Nghiệp (OSHA), 200 Constitution Avenue, Washington, DC 20210; www.osha.gov.

Giới hạn Phơi Bày Cho Phép của OSHA - Bảng Chú Thích (2013)