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原料药防爆型沸腾干燥机

关键词:原料药干燥机,防爆型沸腾干燥机,有机溶剂干燥机
所属分类:农药化肥干燥机
案例概述:新型防爆沸腾干燥机解决或降低高效沸腾干燥机在原料药干燥过程中存在的安全风险,选用惰性气体、高闪点溶剂避免形成爆炸气体,装置材料选用金属导电材料消除静电,采取防爆板、自动控制等措施,达到安全生产的目的。
案例详情 图片集锦

      随着高效沸腾机在农药原料药干燥的广泛应用,含有溶剂的有机原料药在沸腾干燥前期存在有机溶剂气体挥发与空气形成爆炸性混合气体;在干燥后期存在易燃爆炸粉尘以高温气体与干燥物料产生静电的安全风险。针对存在的风险,百得干燥消化吸收国内外先进技术并结合国内外干燥的实际情况自行开发设计了新型防爆沸腾干燥机。采用工艺上避开采用低闪点、易燃易爆溶剂、优先采用惰性气体氮气作为干燥介质,增加冷凝回收和降膜吸收水封装置。设备设计采用静电导流防爆板、操作采用自动控制等措施,阻止爆炸要素产生,避免人员伤害,减轻财产损失,将风险控制在可控范围内,达到安全生产的目的。



农药原料药沸腾干燥机 工艺流程图


工作原理与特点


      利用热空气介质从底部向上使固体颗粒悬浮,在流化状态下气固进行热量交换,把物料中的水分或有机溶媒从顶部带出,从而将物料干燥。干燥时由于固体颗粒悬浮于流动干燥介质之中,气固两相充分接触,接触表面积大,在强传热、传质条件下干燥时间短、生产效率高。又因其料斗和内腔易于拆卸清洁、无死角等优点符合GMP规范,广泛应用于医药、食品行业。

      将合成原料药物料倒入料车或采用真空吸料输送到料斗内,料斗在气缸顶升作用下通过密封圈与沸腾床密封。空气在引风机动力作用下,经过滤装置净化、加热器(电、蒸汽、热水等介质)加热后,从料斗底部的气流分布筛进入沸腾床。物料的水分(或溶剂)蒸发,经捕集袋过滤后由引风机排空。目前生产企业大都采用PLC或DCS自动控制,对干燥温度、干燥时间、风量等进行调节控制。


常规高效沸腾机 安全风险分析
  1、有机溶剂形成爆炸气体
      大多数有机原料药在合成过程中都会使用到苯类、醇类、醚类或胺类等作为反应物或溶剂,浓缩冷却后析出结晶,使用有机溶剂去除杂质或使用有机溶剂进行置换除水易于物料干燥。离心或过滤后湿品中溶剂含量在15%~20%左右,当含有溶剂的湿料与热空气接触后溶剂挥发,在干燥初期阶段形成较高有机气体浓度,极易形成爆炸性气体。
  2、爆炸粉尘
      热空气与湿物料将溶剂或水分带出后,物料比重逐渐下降,沸腾效果不断强化,在沸腾过程中物料间相互摩擦碰撞形成大量的细微颗粒,干燥的细微有机颗粒充满了沸腾床空间,形成爆炸性粉尘。
  3、高温与静电
      干燥高速的热空气在与物料相互接触与分离过程中以及干燥物料在沸腾状态下的相互碰撞摩擦中发生电荷的转移而成为带电体,通过与壁体接触后释放局部静电,沸腾内部空间是绝缘的,形成不易泄放静电。当静电累积后释放会产生火花并有能量释放,形成点火源,引爆爆炸性气体或爆炸性粉尘,造成爆炸事故的发生。


原料药防爆型沸腾干燥机改进措施
  1、溶剂
      原料药结晶、淋洗优先选择水为介质,若原料药不能使用水为介质应选用闪点高、气体爆炸下限高、爆炸极限窄的溶剂,避免干燥过程中混合气体容易达到爆炸浓度,提高最小点火能以减少爆炸的风险。
  2、氮气
      当选择易燃易爆液体作为溶剂时,干燥介质应选用惰性气体氮气以有效避免爆炸的发生。氮气的安全可靠性,同时避免易氧化的原料药在干燥过程中的氧化变质,提高产品的品质,其缺点是密闭空间有窒息的风险,沸腾干燥消耗氮气量大,制氮机负荷能耗大,有些企业采用氮气回用干燥工艺。
  3、尾气冷凝与降膜吸收
      高效沸腾干燥的尾气大都采用引风机直接排空,含有机溶剂的原料药干燥先采用冷凝器回收气体中夹带的有机溶剂,用于回收利用,减少环境污染,降低生产成本。再采用降膜吸收未冷凝的气体和捕集粉尘,进一步降低尾气中溶剂和粉尘的浓度,使得排放浓度低于爆炸极限下限25%以下,通过水膜吸收液封将干燥系统与外界有效隔离。其缺点为换热设备大,设备投资成本高,能耗高。
  4、设备及除尘袋材质改进
      高效干燥沸腾机材质选用优质的不锈钢,风管、冷凝器、风机等采用镀锌钢管或不锈钢等导电材料。干燥沸腾床的除尘布袋本体材质大都采用纤维、易产生静电,通过在纤维编织时添加导电的抗静电纤维,可均匀快速疏导静电,静电不会累积,从而消除火花的产生。
  5、防爆电机、电气
      引风机、料斗搅拌电机选用防爆电机,现场操控仪表采用防爆措施,防爆等级满足爆炸气体与爆炸粉尘的防爆要求。电气控制柜与装置采取隔离措施,并符合与防爆区有关距离的规定。
  6、防爆片
      在高效沸腾干燥机本体设备设置防爆板,防爆板有效疏导发生爆炸时产生的能量,避免设备系统损坏。其防爆板面积应根据所干燥物料、干燥介质、有机溶剂特性、干燥温度等因素计算,对于有机溶剂干燥还应考虑气体爆炸与粉尘爆炸叠加情形的发生。
  7、防静电接地
      在高效沸腾干燥机干燥过程中,存在静电现象,迅速均匀地将产生的静电泄放至关重要。在管道、设备法兰间选用专用铜质编织法兰跨接,风管接地线应均匀间隔设置,设备应有可靠的等电位接地,并相互联通。
  8、自动化与联锁操控

      随着自动化技术的发展,高效沸腾干燥机从进料到干燥成品出料均可采用自动化程序操作,对干燥介质温度、干燥时间、干燥风量等指标进行记录、报警、控制调节。自动化操控减少现场人员数量,有效保护操作人员的安全,通过设置温度、压力和在线气体检测浓度报警能及早发现存在的安全风险。设置与加热介质切断、停机联锁能及时处理安全隐患,防止事故的扩大。

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