Trong phần trước, tôi đã nói rõ về khái niệm cũng như các vấn đề chung trong quá trình sấy và trong phần tiếp theo sẽ là các đặc điểm nguy hiểm cháy của từng phương pháp sấy. Qua đó giúp bạn hiểu rõ hơn cách thức hoạt động của từng phương pháp sấy, dẫn đến nguyên nhân xảy ra các sự cố cháy, đánh giá mức độ nguy hiểm và các biện pháp phòng cháy chữa cháy phù hợp cho từng phương pháp.
Sấy đối lưu
Trong các buồng sấy đối lưu được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hiện nay, vật liệu sấy có thể nằm trong trạng thái cố định, chuyển động (khi sấy trong thiết bị sấy kiểu tuy nen, buồng, băng chuyền,…) hoặc bay lơ lửng. Nhược điểm cơ bản của biện pháp sấy đối lưu là cường độ sấy nhỏ, chuyển động của hơi ẩm bên trong vật liệu ra ngoài bề mặt của nó chỉ xảy ra do chênh lệch độ ẩm. Nhiệt độ ở tâm của vật liệu sấy nhỏ hơn nhiệt độ trên bề mặt, do vậy sự giảm nhiệt độ sẽ ảnh hưởng xấu và kìm hãm sự chuyển động của hơi ẩm trong vật liệu. Trong các thiết bị sấy đối lưu, nguy hiểm cháy hơn cả là sấy bằng lò giò nóng (lò phát nhiệt).
Chất mang nhiệt là không khí hoặc khí trơ được nung nóng trong lò đốt. Biện pháp này được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp, dùng để sấy các loại vật liệu rắn, sợi, bông, vật liệu nghiền nhỏ,… Lò giò nóng có thể được đặt bên trong hoặc bên ngoài buồng, và được làm nóng bởi hơi nước nóng, nước nóng, khí nóng, năng lượng điện hoặc chất mang nhiệt hữu cơ. Sấy bằng lò giò nóng được thực hiện trong các lò tunen, thiết bị sàng sấy, thiết bị sục khí.
1, 8 – Quạt gió; 2 – Lò gió nóng; 3b- Phễu rót vật liệu ẩm; 4 – Guồng xoắn (vít tải); 5 – Buồng sấy; 6 – Buồng gió xoáy; 7 – Dãy thùng xoáy; 9 – Thiết bị ngưng tụ; 10 – Phin bọt dùng để lọc bụi trong khí thải; 11 – Bộ phân ly; 12 – Bể thu hồi chất lỏng; 13 – Băng tải; 14 – Ống cấp; 15 – Lưới phân phối; 16 – Phin lọc gốm; 17 – Đường dẫn khí trơ.
Đặc điểm nguy hiểm cháy của thiết bị sấy và biện pháp PCCC
Tính nguy hiểm cháy của thiết bị sấy được xác định căn cứ vào biện pháp nung nóng, vị trí lò giò nóng, đặc tính của vật liệu sấy, chế độ nhiệt,… Nguyên nhân tạo nồng độ hơi, bụi cháy trong buồng sấy và các biện pháp phòng cháy chữa cháy đã được nêu trong phần đặc tính chung về nguy hiểm cháy của thiết bị sấy (xem chi tiết). Khi sấy vật liệu cháy ở thể rời, các hạt bụi sẽ bắt đầu bốc lên mạnh khi vận tốc chuyển động của không khí lớn hơn vận tốc tới hạn. Hiện tượng này thường quan sát thấy trong buồng sấy sục khí, trong các đường ống dẫn,… Trong các thiết bị sấy như vậy, nồng độ bụi nguy hiểm nổ có thể tạo thành ngay cả trong chế độ làm việc bình thường.
Để giảm lượng bụi bị cuốn đi từ thiết bị sấy bằng sục khí, người ta sử dụng thiết bị sấy sục khí kiểu rung, với thiết bị này vận tốc chuyển động của khí nóng giảm đáng kể. Thiết bị sấy sục khí kiểu rung thường dùng để sấy vật liệu nghiền có khối lượng riêng nhỏ và đồng thời có thể thực hiện đưa dòng khí nóng từ trên xuống dưới giúp cho ta có khả năng giảm đến mức thấp nhất.
Nguy hiểm cháy lớn nhất đối với các loại thiết bị sấy nêu trên thường xảy ra khi sấy các loại bột cháy có lẫn dung môi dễ bay hơi, ví dụ Polyetylen lẫn rượu Etylic. Phía bên trong các bộ phận của thiết bị sấy như buồng sấy, ống dẫn,… có thể tạo thành hỗn hợp nguy hiểm nổ giữa hơi, bụi với không khí và khi có nguồn nhiệt gây cháy (ví dụ đo tĩnh điện) sẽ gây nổ. Để sấy các loại vật liệu nêu trên, cần sử dụng khí trơ làm chất mang nhiệt.
Một trong những nguồn nhiệt gây cháy chưa nêu ở phần trên, đó là hiện tượng tự bốc cháy của vật liệu sấy và phế thải của chúng khi tiếp xúc với lò gió nóng và do tĩnh điện. Khi lò gió nóng đặt bên trong buồng sấy với nhiệt độ thông thường không vượt quá 150 độ C sẽ không làm bốc cháy các hỗn hợp hơi hoặc bụi cháy, nhưng có thể là nguyên nhân gây tự cháy một số loại bụi hoặc vật liệu hữu cơ như Xenlulo, phim ảnh, thuốc nhuộm Nitro, gỗ, vật liệu có tẩm nhựa tổng hợp,… Bởi vậy khi sấy các loại vật liệu như thuốc nhuộm Nitro và vật liệu hữu cơ dễ tạo bụi và phế thải, lò gió nóng cần đặt ngoài buồng sấy. Khi bố trí các bộ phận nung nóng trực tiếp trong buồng sấy, để tránh rơi bụi và phế thải vào chúng cần thiết kế màn ngăn ở phía dưới.
Để triệt tiêu tĩnh điện, các bộ phận bằng kim loại cần được tiếp đất. Nếu tiếp đất không có hiệu quả do bụi lắng đọng trên thành của thiết bị với các lớp dày đặc, cần sử dụng tác nhân sấy có khả năng dẫn điện hoặc khí trơ như Nito hoặc hơi nước khô. Để chống tĩnh điện, có thể sử dụng phụ gia đặc biệt có khả năng tạo điện tích trái dấu với diện tích của vật hoặc tăng độ dẫn điện của hệ thống. Thực tế cho thấy nếu cho một lượng nhỏ (khoảng 1%) bồ hóng vào bột Polyme có khả năng làm giảm đáng kể tĩnh điện.
Sấy bằng nhiệt bức xạ
Trong thiết bị sấy bằng nhiệt bức xạ, nhiệt lượng được tạo ra nhờ bức xạ nhiệt hồng ngoại, bước sóng của bức xạ nhiệt này nằm trong khoảng λ = 4 ÷ 10 μm. Những tia hồng ngoại khi đi qua vật liệu và chuyển hóa thành năng lượng nhiệt sẽ làm sấy khô nó. Tia hồng ngoại thường được sử dụng rộng rãi để sấy khô bề mặt của các loại vật liệu sau khi sơn hoặc để sấy giấy, vải hoặc vật liệu Polyme thể rời.
Tùy theo cấu tạo, thiết bị sấy bằng nhiệt bức xạ có thể thuộc loại di động, buồng sấy, tunen. Căn cứ vào cấu tạo của nguồn nhiệt, thiết bị sấy bằng nhiệt bức xạ có thể dùng đèn hoặc panen bức xạ nhiệt. Trong thiết bị sấy bằng panen bức xạ nhiệt thường sử dụng panen rỗng (bằng ống thép, gang, sứ hoặc dạng tấm), chúng được nung nóng bằng năng lượng điện bằng khí đốt.
Đặc điểm nguy hiểm cháy của thiết bị sấy và biện pháp phòng cháy chữa cháy
Đặc điểm nguy hiểm cháy của sấy bằng bức xạ nhiệt thể hiện ở chỗ dưới tác động của nhiệt bức xạ có thể dẫn đến hiện tượng tự bốc cháy vật liệu sấy hoặc kích thích quá trình tự bốc cháy phế thải lắng đọng. Vật liệu, sơn có thể bị nung nóng quá nhiệt hoặc bốc cháy do sử dụng đèn công suất quá cao, do cấp quá nhiều nhiên liệu cho vòi đốt, do băng tải ngừng hoạt động nhưng không ngắt thiết bị nung nóng hoặc do giảm khoảng cách định sẵn giữa thiết bị bức xạ nhiệt và vật liệu sấy. Do vậy, để đảm bảo an toàn cho hoạt động của thiết bị sấy cần phải ấn định nhiệt độ bề mặt bức xạ nhiệt, khoảng cách từ bề mặt bức xạ nhiệt đến vật liệu, thời gian bức xạ nhiệt liên tục để không làm vật liệu bị nung nóng quá nhiệt hoặc bốc cháy.
Để ngăn ngừa trường hợp vật liệu sấy bị nung nóng đến nhiệt độ nguy hiểm, cần lắp đặt thiết bị tự động kiểm tra chế độ nhiệt của thiết bị (nhiệt độ của khí thải và của bề mặt thiết bị bức xạ nhiệt), có hệ thống khóa chuyền đảm bảo giảm lượng nhiên liệu đốt hoặc giảm điện áp khi nhiệt độ trong buồng sấy tăng quá mức giới hạn cho phép.
Đối với mỗi thiết bị sấy bằng bức xạ nhiệt cần phải xác định khoảng cách giới hạn an toàn cho phép từ bề mặt thiết bị bức xạ nhiệt đến bề mặt vật liệu sấy. Thông thường khoảng cách này phải lớn hơn 10cm. Đối với thiết bị sấy theo chu kỳ, khoảng cách an toàn có thể được xác định bằng phương pháp gần đúng.
Nguồn nhiệt gây cháy trong thiết bị sấy bức xạ nhiệt dùng đèn có thể do các sợi nóng sáng hoặc điện cực rơi vào vật liệu sấy khi bóng đèn bị vỡ. Trường hợp bóng đèn rơi cũng có thể gây nên chập các điện cực. Do vật trong các thiết bị sấy bằng đèn chỉ được sử dụng các bóng có công suất theo tính toán. Cần thường xuyên theo dõi trạng thái hoạt động của các đèn này, nếu có hư hỏng dù nhỏ cũng phải thay thế ngay. Giá đỡ dùng để lắp bóng đèn cần đặt ngoài buồng sấy. Khi thiết kế cần đề cập đến thiết bị làm mát các mối nối và đế đèn.
Khi sử dụng panen bức xạ nhiệt bằng sứ cần tính đến khả năng có các mảnh sứ được nung nóng rơi vào vật liệu và có biện pháp kiểm tra thường xuyên trạng thái bề mặt của chúng.
Nổ có khả năng xảy ra đối với bất kỳ lò đốt nào, đặc biệt là đối với lò sử dụng khí đốt trong panen bức xạ nhiệt bằng sứ. Nguyên nhân gây nổ có thể do không thực hiện đúng quy trình mồi lửa hoặc do khí đốt rò rỉ từ hệ thống ống dẫn. Thiết bị sấy cần được trang bị mồi lửa tự động và tự động kiểm tra rò rỉ khí đốt (bộ phận tích khí), đồng thời nối với hệ thống thông gió sự cố.
Thiết bị sấy cao tần
Sấy bằng thiết bị sấy cao tần là quá trình sấy diễn ra trong điện trường của dòng điện có tần số cao. Quá trình sấy này dựa vào hiện tượng nung nóng chất điện môi và chất bán dẫn trong điện trường tần số cao. Cấu tạo của thiết bị sấy tần số cao gồm hai bộ phận chính, đó là máy phát cao tần và buồng sấy biểu diễn trên hình dưới đây.
Đặc điểm nguy hiểm cháy của thiết bị sấy và biện pháp phòng cháy chữa cháy
Trong thiết bị sấy cao tần có một lượng rất lớn vật liệu cháy, các nguồn nhiệt đặc thù gây cháy và nhiều thiết bị cao tần phức tạp. Nguồn nhiệt đặc thù gây cháy cần tính đến trước tiên, đó là sự đánh thùng vật liệu do tia lửa điện và tạo tia lửa giữa các điện cực, các vị trí bị nung nóng cục bộ cũng như các sự cố về điện trong thiết bị sấy. Sự đánh thùng và tạo tia lửa điện giữa các điện cực hoặc giữa vật liệu sấy là gỗ và các điện cực.
Hiện tượng bén cháy vật liệu có thể xảy ra vào thời điểm có các giọt nước ngưng tụ trên máu che của tụ điện lọt vào buồng sấy. Để tránh hiện tượng này, mái che của tụ điện nên được làm bằng tấm giấy amiang có tác dụng hút ẩm rất tốt trong giai đoạn khởi động, mặt khác khi nó bị nung nóng trong điện trường tần số cao đến nhiệt độ nhất định sẽ tránh được hiện tượng ngưng tụ hơi nước.
Trong gỗ có các lớp xốp hoặc ải mục sẽ làm tăng độ dẫn điện so với gỗ thường và khi sấy trong thiết bị cao tần, chúng bị nung nóng rất nhanh và dẫn đến cháy. Nếu gỗ sấy có lẫn vỏ, có chỗ ải mục và có nhựa sẽ làm tăng điện trở bản thân nó, chúng nhanh chóng bị nung nóng và thường hóa than hoặc bốc cháy ở cuối quá trình sấy. Trong gỗ có lẫn mạt cưa, phoi bào hoặc phế thải khác, khi đó do có sự chênh lệch về điện trở giữa gỗ và mạt cưa sẽ xuật hiện tia lửa tại các điểm tiếp xúc giữa chúng, Mặt khác, tại các vị trí có lẫn mạt cưa, phoi bào hoặc phế thải khác trong chồng gỗ sấy sẽ tạo nên các khe hở dẫn đến hiện tượng phóng điện gây cháy.
Các vật bằng kim loại lẫn trong gỗ như đinh, tay nắm,… nhiều khi cũng là nguyên nhân dẫn đến cháy vì dòng điện cảm ứng (dòng fuco) tạo ra trong vật bằng kim loại có thể làm nóng chúng tới nhiệt độ nguy hiểm.
Tưởng của buồng sấy cao tần phải được bảo vệ bằng các màn ngăn từ thép tấm hoặc lưới kim loại để tránh gây nhiều sóng điện tử. Những màn ngăn này trong quá trình hoạt động cũng bị nung nóng. Cần lưu ý khi chữa cháy, nếu để nước bắn vào màn ngăn bảo vệ tường buồng sấy hoặc các điện cực, nước sẽ bốc hơi rất nhanh và thoát qua các vị trí hở có thể gây bỏng đối với người.
>>> Xem thêm: Các phương pháp phòng cháy chữa cháy trong chế biến dầu mỏ.
Sấy bằng Petrolatum (mỡ dầu mỏ)
Sấy có thể tiên hành trong mọi chất lỏng kỵ nước bất kỳ: petrolatum, lưu huỳnh, paraphin, các loại mỡ, creozot,… Nhiệt độ nóng chảy của Petrolatum khoảng 55 ÷ 60 độ C, nhiệt độ bùng cháy 240 độ C, nhiệt độ tự bốc cháy 340 độ C.
Khi nhúng vật liệu ẩm vào Petrolatum nóng chảy sẽ xảy ra quá trình nung nóng rất mạnh và bên trong vật liệu xuất hiện áp suất dư (do với điều kiện thường), áp suất này được tạo thành do sức cản của dòng hơi chuyển động khi chất lỏng bốc hơi nhanh.
Sấy trong Petrolatum cho ta khả năng kết hợp giữa sấy với ngâm tẩm hóa chất chống mối mọt đối với gỗ, giảm thời gian sấy (nhanh hơn 8 đến 10 lần so với dùng buồng sấy), giảm tính hút ẩm của gỗ. Nhược điểm của biện pháp sấy này là: không thu hồi được Petrolatum đã qua sử dụng; làm bẩn vật liệu sấy; gây khó khăn cho các khâu xử lý tiếp theo như ép, dán, sơn; giảm khoảng 10% các chỉ số cơ học của gỗ.
Người ta có thể sử dụng hơi nước, khí thải lò đốt hoặc thiết bị nung nóng bằng năng lượng điện để cấp nhiệt cho Petrolatum.
Đặc điểm nguy hiểm cháy của thiết bị sấy và biện pháp phòng cháy chữa cháy
Gỗ sau khi sấy trong Petrolatum sẽ có mức độ nguy hiểm cháy cao hơn so với sấy bằng các phương pháp khác.
Nguy hiểm cháy cơ bản của thiết bị sấy có mối liên quan đến hiện tượng sủi bọt Petrolatum trong quá trình sấy, chát tràn từ bể cũng như khả năng bắn tung của Petrolatum ra khỏi bể. Hơi nước trong khi thoát khỏi Petrolatum đã được nung nóng (t > 100 độ C) sẽ gây tạo bọt trong bể. Khi nước bốc hơi nhanh có thể làm bọt tràn khỏi bể. Khi khối lượng, độ ẩm ban đầu của gỗ và nhiệt độ của Petrolatum tăng, chiều dày của lớp bọt sẽ tăng theo. Để ngăn ngừa hiện tượng tràn bọt, mức Petrolatum trong bể cần duy trì ở mức cách mép trên thành bể ít nhất 0.5m. Các bể cần được đặt song song thành từng cặp và có ống nối đáy để dễ dàng cân bằng mức Petrolatum. Thuận tiện nhất là sắp xếp chúng thành từng cụm, mỗi cụm 3 bể. Để dập tắt bọt phía trên bể cần đặt hai dãy ống hơi theo chu vi, các bóng bọt khi tiếp xúc với ống dẫn hơi nóng sẽ bị phá hủy.
Petrolatum nóng có thể bắn tung ra ngoài trong giai đoạn khởi động thiết bị, cụ thể là khi chất tải Petrolatum sẽ ngậm một lượng nước tương đối lớn (khoảng 3%) hoặc khi đưa gỗ có độ ẩm cao vào bể cũng như khí chữa cháy bằng tia nước đặc.
Đối với gỗ có độ ẩm cao khi nhúng vào Petrolatum với nhiệt độ thấp hơn 100 độ C, nước sẽ tách ra và lắng xuống đáy bể. Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ nước sẽ sôi trào và bắn tung khỏi bể. Bởi vậy không nên giảm nhiệt độ Petrolatum xuống dưới 100 độ C.
Khi chữa cháy Petrolatum nóng, tia nước đặc có khối lượng riêng lớn hơn trên đường lắng xuống đáy bể bị nung nóng sẽ chuyển thành hơi tạo nên hiện tượng sôi trào làm đám cháy càng lan truyền mạnh. Do vậy khi chữa cháy Petrolatum cần sử dụng lăng phun mưa, hơi nước hoặc bọt.
Hiện tượng sôi trào và bắn tung Petrolatum trong giai đoạn khởi động có thể quan sát thấy khi bề mặt của Petrolatum bị bao phủ bởi một lớp màng. Do vậy khi khởi động cần phải phá bỏ lớp màng cứng trên bề mặt bể chứa Petrolatum. Phía trên các bể cần được lợp mái bằng vật liệu không cháy, có tác dụng đóng kín bề mặt bể trong giai đoạn thiết bị ngừng hoạt động và là thiết bị ngăn cháy có hiệu quả. Trong phòng chứa thiết bị Petrolatum cần trang bị hệ thống thông gió với độ tin cậy cao.
Khi sử dụng ngọn lửa để nung nóng, thành bể bị nung nóng đến nhiệt độ cao sẽ làm Petrolatum phân hủy, sản phẩm hơi tạo thành sẽ tích tụ trong vùng làm việc và khi hỗn hợp với không khí sẽ tạo nên nồng độ cháy. Những khí này cần liên tục đưa ra ngoài bằng thông gió. Khi nhiệt độ tăng quá cao Petrolatum bốc cháy. Bởi vậy khi sử dụng khí thải của lò đốt để nung nóng Petrolatum bốc cháy. Bởi vậy khi sử dụng khí thải của lò đốt để nung nóng Petrolatum, lò đốt phải được đặt ngoài phạm vi thiết bị. Để tránh hiện tượng tiếp xúc giữa ván gỗ với bề mặt có nhiệt độ cao, bên trong bể cần đặt các tấm lưới nằm ngang cách đáy 15 đến 20cm, phía trên lưới đặt congteno chứa vật liệu sấy. Cần kiểm tra có hệ thống chế độ nhiệt, trạng thái bề mặt trao đổi nhiệt trong quá trình làm việc của thiết bị. Nếu làm nóng bằng năng lượng điện cần sử dụng các dây đan nóng dạng ống kín và liên tục kiểm tra trạng thái của chúng.
Với những chia sẻ trên hy vọng bạn sẽ hiểu rõ hơn đặc điểm của từng phương pháp sấy, đồng thời trang bị thêm những kinh nghiệm phòng cháy chữa cháy khi có sự cố cháy xảy ra. Lắp đặt ngay các thiết bị máy bơm Sempa Thổ Nhĩ Kỳ chính hãng để dập cháy kịp thời, liên hệ ngay đến đội ngũ nhân viên HTH để được hỗ trợ và tư vấn tốt nhất.
