Wentylator do oparów chemicznych

Opary chemiczne powstają podczas wielu procesów technologicznych, między innymi podczas mieszania, dozowania, napełniania zbiorników, obróbki powierzchni, mycia, malowania czy stosowania rozpuszczalników. Ich skuteczne usuwanie wymaga odpowiednio zaprojektowanej instalacji wentylacyjnej oraz właściwie dobranego wentylatora.

Wentylator do oparów chemicznych musi być odporny na działanie transportowanego medium. W zależności od substancji może być konieczne zastosowanie konstrukcji wykonanej z odpowiedniego tworzywa lub materiału odpornego na korozję. Przy doborze trzeba również uwzględnić stężenie substancji, temperaturę, wilgotność, możliwość kondensacji, wymaganą wydajność i spręż oraz ewentualne zagrożenie wybuchem.

Nie ma jednego wentylatora odpowiedniego do wszystkich oparów chemicznych. Urządzenie należy dobierać do konkretnego medium i warunków pracy instalacji.

Czym jest wentylator do oparów chemicznych?

Wentylator do oparów chemicznych jest elementem instalacji odpowiedzialnym za wymuszenie przepływu powietrza i odprowadzenie zanieczyszczonego medium ze źródła emisji.

Może pracować w instalacjach obsługujących między innymi:

• Stanowiska technologiczne
• Laboratoria
• Dygestoria
• Zbiorniki i mieszalniki
• Wanny procesowe
• Galwanizernie
• Lakiernie
• Stanowiska dozowania chemikaliów
• Instalacje mycia przemysłowego
• Procesy chemiczne i technologiczne

W zależności od zastosowania wentylator może współpracować z filtrami, absorberami, skruberami lub innymi urządzeniami służącymi do oczyszczania powietrza.

Czym różni się od zwykłego wentylatora?

Podstawową różnicą jest konieczność dostosowania konstrukcji do właściwości transportowanego medium.

Opary chemiczne mogą powodować:

• Korozję elementów metalowych
• Degradację tworzyw
• Uszkodzenia uszczelnień
• Przyspieszone zużycie podzespołów
• Kondensację substancji w instalacji
• Zagrożenie pożarowe lub wybuchowe

Z tego powodu zwykły wentylator przeznaczony do transportu czystego powietrza nie zawsze może być zastosowany do odciągania agresywnych chemicznie oparów.

Czy każdy wentylator chemoodporny nadaje się do każdych oparów?

Nie.

Odporność chemiczna zależy od konkretnej substancji oraz warunków jej występowania. Znaczenie mają między innymi:

• Rodzaj substancji
• Jej stężenie
• Temperatura
• Wilgotność
• Czas kontaktu z materiałem
• Możliwość wystąpienia kondensacji

Dlatego materiał wentylatora powinien być dobierany na podstawie rzeczywistego składu transportowanego medium.

Jakie opary chemiczne może odciągać wentylator?

Wentylatory stosowane w instalacjach chemicznych mogą pracować z różnymi rodzajami zanieczyszczeń gazowych i par.

Opary kwasów

Powstają między innymi podczas procesów chemicznych, obróbki powierzchni oraz pracy wanien technologicznych.

W przypadku takich mediów szczególnie ważna jest odporność materiału wentylatora na działanie konkretnego kwasu oraz jego stężenie i temperatura.

Opary zasad i ługów

Mogą występować podczas procesów mycia, przygotowania powierzchni, obróbki chemicznej oraz produkcji przemysłowej.

Dobór materiału musi uwzględniać właściwości chemiczne transportowanego medium.

Opary rozpuszczalników

Wentylatory mogą być wykorzystywane do odciągania oparów powstających podczas:

• Malowania
• Lakierowania
• Odtłuszczania
• Czyszczenia
• Produkcji chemicznej
• Pracy z rozpuszczalnikami organicznymi

W przypadku części rozpuszczalników dodatkowym zagrożeniem może być możliwość powstawania atmosfery wybuchowej.

Opary z procesów technologicznych

Opary chemiczne mogą powstawać podczas:

• Mieszania substancji
• Dozowania chemikaliów
• Napełniania zbiorników
• Opróżniania zbiorników
• Podgrzewania produktów
• Reakcji chemicznych
• Procesów powierzchniowej obróbki materiałów

Gazy i agresywne chemicznie media

W instalacjach przemysłowych mogą występować również określone gazy i związki chemiczne, których transport wymaga zastosowania odpowiednio dobranych materiałów konstrukcyjnych.

W przypadku konkretnej substancji dobór wentylatora powinien zawsze uwzględniać jej właściwości chemiczne, stężenie i temperaturę.

Jaki wentylator do oparów chemicznych?

Rodzaj wentylatora należy dopasować do parametrów instalacji oraz właściwości medium.

Wentylator chemoodporny

Wentylatory chemoodporne są przeznaczone do zastosowań, w których transportowane medium może powodować korozję lub degradację standardowych materiałów.

W zależności od konstrukcji mogą być wykonane z odpowiednio dobranych tworzyw lub innych materiałów odpornych na działanie określonych substancji.

Wentylator promieniowy do oparów chemicznych

Wentylatory promieniowe są stosowane między innymi w instalacjach wymagających odpowiedniego sprężu.

Mogą współpracować z:

• Długimi kanałami
• Filtrami
• Absorberami
• Skruberami
• Systemami oczyszczania gazów
• Instalacjami wyrzutowymi

W przypadku agresywnego medium konstrukcja wentylatora musi być odpowiednio dobrana do jego właściwości.

Wentylator wykonany z tworzywa

W instalacjach chemicznych często stosuje się konstrukcje wykonane z tworzyw odpornych na działanie określonych substancji.

W zależności od zastosowania mogą być wykorzystywane między innymi:

• PP
• PVC
• PVDF
• Inne specjalistyczne tworzywa

Nie można jednak przyjąć, że jeden materiał będzie odporny na wszystkie substancje chemiczne. Każdorazowo należy sprawdzić kompatybilność materiału z transportowanym medium.

Jak dobrać wentylator do oparów chemicznych?

Prawidłowy dobór wymaga analizy zarówno medium, jak i całej instalacji.

Rodzaj substancji

Pierwszym krokiem jest określenie, jaka substancja lub mieszanina będzie transportowana.

Sama informacja, że medium jest „chemiczne”, jest niewystarczająca.

Stężenie substancji

Stężenie może wpływać na szybkość korozji lub degradacji materiału. Dlatego przy wyborze materiału konstrukcyjnego należy uwzględnić rzeczywiste stężenie substancji w strumieniu powietrza.

Temperatura

Temperatura może znacząco wpływać na odporność chemiczną materiałów.

Materiał odpowiedni w określonej temperaturze niekoniecznie zachowa te same właściwości po jej znacznym zwiększeniu.

Wilgotność i możliwość kondensacji

W instalacjach transportujących opary chemiczne może dochodzić do wykraplania substancji.

Kondensat może powodować:

• korozję
• gromadzenie cieczy w przewodach
• zmianę składu transportowanego medium
• dodatkowe obciążenie materiałów konstrukcyjnych

Wymagana wydajność

Wentylator musi zapewnić przepływ wystarczający do skutecznego przechwycenia oparów w miejscu ich powstawania.

Wydajność zależy między innymi od rodzaju punktu odciągowego, jego wielkości i sposobu emisji zanieczyszczenia.

Wymagany spręż

Należy uwzględnić wszystkie opory instalacji, w tym:

• Kanały
• Kolana
• Przepustnice
• Filtry
• Skrubery
• Absorbery
• Wyrzutnie
• Pozostałe urządzenia technologiczne

Materiał wykonania

Materiał powinien zostać dobrany do konkretnego medium, jego stężenia i temperatury.

Zagrożenie wybuchem

Jeżeli opary są palne, należy dodatkowo przeanalizować możliwość powstania atmosfery wybuchowej i wymagania dotyczące wykonania urządzenia.

Z jakiego materiału powinien być wykonany wentylator do oparów chemicznych?

Dobór materiału jest jednym z najważniejszych etapów projektowania wentylatora chemoodpornego.

Wentylatory z PP

Polipropylen jest wykorzystywany w wielu instalacjach, w których wymagana jest odporność na określone substancje chemiczne.

Wentylatory wykonane z PP mogą być stosowane między innymi w instalacjach przemysłowych, laboratoryjnych i technologicznych.

Ich zastosowanie należy jednak każdorazowo zweryfikować pod kątem konkretnego medium i temperatury.

Wentylatory z PVC

PVC może być stosowane w określonych instalacjach wentylacji chemicznej.

Podobnie jak w przypadku innych tworzyw, odporność należy oceniać dla konkretnej substancji i warunków pracy.

Wentylatory z PVDF

PVDF jest materiałem wykorzystywanym w bardziej wymagających zastosowaniach, w których potrzebna jest wysoka odporność chemiczna.

Może być stosowany w wybranych instalacjach transportujących agresywne chemicznie media.

Wentylatory metalowe

Tworzywa nie są jedynym możliwym rozwiązaniem. W określonych warunkach można zastosować odpowiednio dobrane materiały metalowe.

Decyzja zależy od właściwości medium, temperatury, wilgotności oraz wymaganej odporności na korozję.

Najważniejsza zasada brzmi: materiał wentylatora należy dobierać do konkretnej substancji, a nie tylko do ogólnej kategorii „opary chemiczne”.

Wentylator do oparów kwasów i zasad

Opary kwasów i zasad mogą mieć silne działanie korozyjne, szczególnie w obecności wilgoci.

Dlatego przy projektowaniu instalacji należy uwzględnić:

• Rodzaj substancji
• Stężenie
• Temperaturę
• Wilgotność
• Możliwość kondensacji
• Czas kontaktu medium z materiałem

Takie instalacje mogą występować między innymi w:

• Galwanizerniach
• Zakładach obróbki powierzchni
• Laboratoriach
• Zakładach chemicznych
• Instalacjach mycia przemysłowego
• Procesach przygotowania powierzchni

Wentylator powinien być częścią kompletnego systemu wykonanego z materiałów odpowiednich dla transportowanego medium. Dotyczy to również kanałów, kształtek, uszczelnień i pozostałych elementów.

Wentylator do oparów rozpuszczalników i VOC

Rozpuszczalniki organiczne mogą występować między innymi w lakierniach, malarniach, zakładach produkcyjnych, podczas odtłuszczania i czyszczenia elementów.

Ich opary mogą mieć różne właściwości chemiczne, a część z nich jest również palna.

Przy projektowaniu instalacji należy więc uwzględnić:

• Rodzaj rozpuszczalnika
• Jego stężenie
• Temperaturę
• Wymaganą wydajność odciągu
• Materiał wentylatora
• Możliwość wystąpienia atmosfery wybuchowej

W przypadku lotnych związków organicznych szczególnie ważne jest prawidłowe przechwytywanie zanieczyszczenia u źródła. Sam wentylator nie zastępuje prawidłowo zaprojektowanego punktu odciągowego.

Wentylator do oparów chemicznych a ATEX

Niektóre opary chemiczne mogą być palne i w odpowiednich warunkach tworzyć z powietrzem atmosferę wybuchową.

W takiej sytuacji należy przeanalizować:

• Właściwości substancji
• Jej stężenie
• Temperaturę zapłonu
• Możliwość powstania atmosfery wybuchowej
• Klasyfikację stref
• Sposób prowadzenia instalacji
• Możliwość powstawania iskier
• Elektryzowanie się elementów

Jeżeli analiza zagrożenia wskazuje na konieczność zastosowania urządzeń przeciwwybuchowych, wentylator powinien zostać odpowiednio dobrany do wymagań danej strefy.

Nie każdy wentylator do oparów chemicznych musi jednak być wykonany w wersji ATEX. Wymagania zależą od konkretnego procesu i właściwości transportowanego medium.

Wydajność wentylatora do oparów chemicznych

Wydajność wentylatora powinna być dobrana do sposobu przechwytywania oparów.

Inne wymagania może mieć:

• Punktowy odciąg nad zbiornikiem
• Okap nad wanną technologiczną
• Zamknięta obudowa procesu
• Dygestorium
• Stanowisko dozowania
• Instalacja obsługująca kilka źródeł emisji

W przypadku punktowych odciągów można wykorzystać podstawową zależność:

Q = v × A × 3600

gdzie:

• Q - wymagany przepływ powietrza [m³/h]
• v - prędkość powietrza [m/s]
• A - pole przekroju otworu lub kanału [m²]

W praktyce wymagany przepływ powinien być ustalany na podstawie rzeczywistego sposobu emisji i przechwytywania oparów.

Szczególnie istotne może być określenie wymaganej prędkości porywania (Capture Velocity) w przypadku odciągów miejscowych.

Spręż wentylatora do instalacji odciągającej opary chemiczne

Wentylator musi pokonać wszystkie straty ciśnienia występujące w instalacji.

Należy uwzględnić między innymi:

• Długość przewodów
• Średnice kanałów
• Kolana
• Trójniki
• Przepustnice
• Filtry
• Absorbery
• Skrubery
• Tłumiki
• Wyrzutnie

Szczególne znaczenie mają urządzenia oczyszczające gazy. Skruber lub absorber może stanowić istotne źródło oporów przepływu, dlatego jego parametry muszą zostać uwzględnione przy doborze wentylatora.

Wentylator należy więc wybierać na podstawie punktu pracy, czyli wymaganej wydajności przy określonym sprężu.

Wentylator przed czy za urządzeniem oczyszczającym?

Położenie wentylatora w instalacji ma znaczenie dla warunków jego pracy.

Wentylator przed urządzeniem oczyszczającym

Schemat może wyglądać następująco:

źródło oparów → wentylator → skruber/filtr → wyrzut

W takim układzie wentylator transportuje zanieczyszczone medium. Oznacza to, że jego elementy mają bezpośredni kontakt z agresywnymi oparami.

Konstrukcja musi więc być odpowiednio odporna chemicznie.

Wentylator za urządzeniem oczyszczającym

Drugi wariant:

źródło oparów → skruber/filtr → wentylator → wyrzut

W tym przypadku wentylator może pracować po stronie medium oczyszczonego, choć rzeczywiste warunki zależą od skuteczności urządzenia oraz charakteru instalacji.

Umiejscowienie wentylatora powinno być rozpatrywane razem z konstrukcją całego systemu.

Kondensacja oparów chemicznych a wentylator

Opary chemiczne mogą ulegać kondensacji, jeżeli temperatura medium spadnie poniżej punktu rosy lub temperatury kondensacji określonej substancji.

Może to prowadzić do powstawania cieczy w:

• Kanałach
• Kolanach
• Wentylatorze
• Skruberach
• Separatorach

Kondensat może być agresywny chemicznie i powodować korozję lub degradację materiału.

Dlatego przy projektowaniu instalacji należy uwzględnić:

• Temperaturę medium
• Temperaturę otoczenia
• Izolację kanałów
• Możliwość powstawania kondensatu
• Sposób odprowadzania cieczy
• Odporność materiałów na skropliny

W przypadku instalacji o wysokiej wilgotności i dużym ryzyku kondensacji kwestie te powinny być uwzględnione już na etapie projektowania.

Wentylator do gorących oparów chemicznych

Temperatura medium wpływa zarówno na właściwości chemiczne substancji, jak i na odporność materiałów konstrukcyjnych.

Wysoka temperatura może wpływać na:

• Wirnik
• Obudowę
• Łożyska
• Uszczelnienia
• Wał
• Silnik
• Rozszerzalność cieplną elementów

Dlatego w przypadku gorących oparów należy określić rzeczywistą temperaturę medium na wejściu do wentylatora.

Nie należy automatycznie zakładać, że wystarczy standardowy wentylator chemoodporny. Konieczne może być zastosowanie konstrukcji dostosowanej do wyższej temperatury lub odpowiednie rozwiązanie dotyczące chłodzenia i oddzielenia napędu od gorącego medium.

Konstrukcja wentylatora do oparów chemicznych

W przypadku wentylatorów przeznaczonych do agresywnych mediów istotne znaczenie ma każdy element mający kontakt z transportowanym powietrzem.

Wirnik

Wirnik powinien być wykonany z materiału odpowiedniego do transportowanego medium. Należy uwzględnić również temperaturę i możliwość wystąpienia kondensacji.

Obudowa

Obudowa powinna zapewniać odpowiednią odporność chemiczną oraz mechaniczną.

Wał i łożyska

W zależności od konstrukcji należy ograniczyć kontakt elementów mechanicznych z agresywnym medium.

Uszczelnienia

Uszczelnienia powinny być dobrane z uwzględnieniem temperatury i właściwości chemicznych transportowanego medium.

Materiał wykonania

Nie należy dobierać materiału wyłącznie na podstawie nazwy substancji. Konieczne jest uwzględnienie jej stężenia, temperatury i warunków pracy.

Napęd

Dobór napędu powinien uwzględniać wymagany punkt pracy, moc oraz warunki środowiskowe.

W przypadku atmosfer potencjalnie wybuchowych również silnik i pozostałe elementy instalacji muszą spełniać odpowiednie wymagania.

Najczęstsze błędy przy wyborze wentylatora do oparów chemicznych

Wybór wyłącznie na podstawie wydajności

Wentylator może mieć odpowiednią wydajność, ale niewystarczający spręż do pokonania oporów instalacji.

Brak informacji o składzie medium

Określenie „opary chemiczne” jest zbyt ogólne do właściwego doboru materiału.

Nieuwzględnienie stężenia

Odporność materiału może zależeć od stężenia transportowanej substancji.

Pominięcie temperatury

Temperatura może znacząco zmieniać odporność chemiczną materiałów.

Ignorowanie kondensacji

Skropliny mogą mieć inne właściwości niż sama faza gazowa i prowadzić do korozji lub uszkodzenia elementów.

Dobór materiału „na oko”

Informacja, że dany materiał jest „chemoodporny”, nie oznacza odporności na wszystkie substancje chemiczne.

Pominięcie urządzeń oczyszczających

Skruber, absorber czy filtr może znacząco zwiększyć opory instalacji.

Brak analizy zagrożenia wybuchem

W przypadku palnych oparów konieczna jest odpowiednia analiza bezpieczeństwa.

Zastosowanie zwykłego wentylatora

Standardowy wentylator do czystego powietrza może ulec szybkiemu uszkodzeniu podczas pracy z agresywnym medium.

Jak dobrać wentylator do oparów chemicznych - krok po kroku?

Prawidłowy dobór można przeprowadzić według następującej kolejności:

Określ substancję lub mieszaninę

Ustal dokładny skład transportowanego medium.

Określ stężenie

Uwzględnij rzeczywiste stężenie substancji w strumieniu powietrza.

Określ temperaturę

Uwzględnij zarówno temperaturę procesu, jak i temperaturę medium na wejściu do wentylatora.

Określ wilgotność i możliwość kondensacji

Sprawdź, czy w instalacji może dochodzić do wykraplania substancji.

Ustal wymagany przepływ powietrza

Określ sposób przechwytywania oparów i wymagany strumień powietrza.

Określ instalację kanałową

Uwzględnij długość przewodów, średnice, kolana i pozostałe kształtki.

Oblicz straty ciśnienia

Uwzględnij również filtry, absorbery, skrubery i inne urządzenia.

Określ wymagany spręż wentylatora

Połącz wszystkie straty w jeden bilans instalacji.

Dobierz materiał wentylatora

Sprawdź kompatybilność materiału z medium, stężeniem i temperaturą.

Sprawdź wymagania ATEX

Jeżeli medium jest palne, przeanalizuj możliwość wystąpienia atmosfery wybuchowej.

Dobierz wentylator do punktu pracy

Urządzenie powinno zapewnić wymaganą wydajność przy rzeczywistym sprężu instalacji.

Sprawdź moc i warunki pracy napędu

Dopiero po określeniu wszystkich parametrów można prawidłowo dobrać silnik i pozostałe elementy.

Wentylatory do oparów chemicznych Mastervent

Mastervent dostarcza rozwiązania stosowane w instalacjach wentylacji przemysłowej i odciągania zanieczyszczeń powstających podczas procesów technologicznych.

Wentylatory mogą być dobierane do zastosowań związanych między innymi z:

• Przemysłem chemicznym
• Laboratoriami
• Galwanizerniami
• Procesami powierzchniowej obróbki metali
• Lakierniami i malarniami
• Mieszaniem i dozowaniem substancji
• Napełnianiem zbiorników
• Myciem przemysłowym
• Innymi procesami wymagającymi odciągania agresywnych chemicznie mediów

Przy doborze wentylatora należy uwzględnić przede wszystkim rodzaj transportowanego medium, jego stężenie, temperaturę, wymaganą wydajność oraz spręż instalacji.

W przypadku wymagających zastosowań istotne jest również właściwe dobranie materiału wykonania wentylatora, kanałów, uszczelnień i pozostałych elementów mających kontakt z medium.

Podsumowanie

Wentylator do oparów chemicznych powinien być dobierany przede wszystkim do właściwości transportowanego medium. Samo określenie, że mamy do czynienia z „oparami chemicznymi”, nie wystarcza do wyboru odpowiedniego urządzenia.

Najważniejsze informacje potrzebne do doboru to:

rodzaj substancji → stężenie → temperatura → wilgotność i kondensacja → materiał wykonania → wydajność → spręż → wymagania bezpieczeństwa.

W zależności od zastosowania można wykorzystać wentylatory chemoodporne wykonane z odpowiednio dobranych tworzyw lub materiałów metalowych. W przypadku palnych oparów należy dodatkowo przeanalizować zagrożenie wybuchem i ewentualne wymagania ATEX.

Prawidłowo dobrany wentylator powinien zapewniać wymagany przepływ powietrza przy rzeczywistym sprężu instalacji, a jednocześnie zachowywać odporność na działanie transportowanego medium. Dlatego dobór urządzenia powinien obejmować nie tylko sam wentylator, ale cały układ kanałów, punktów odciągowych i urządzeń oczyszczających.