Wentylator do rozpuszczalników i palnych oparów

Opary rozpuszczalników występują w wielu procesach przemysłowych, między innymi podczas malowania, lakierowania, klejenia, odtłuszczania, mycia elementów, mieszania substancji czy produkcji chemicznej. W zależności od rodzaju substancji mogą być szkodliwe dla pracowników, agresywne chemicznie, łatwopalne lub zdolne do tworzenia z powietrzem atmosfery wybuchowej.

Dlatego wentylator do rozpuszczalników i palnych oparów musi być dobrany odpowiednio do właściwości transportowanego medium oraz warunków pracy instalacji. Samo określenie wymaganej wydajności nie wystarczy. Należy uwzględnić również spręż, temperaturę, skład chemiczny oparów, odporność materiałową oraz wymagania związane z bezpieczeństwem przeciwwybuchowym.

W niektórych zastosowaniach konieczne jest zastosowanie wentylatora o odpowiedniej odporności chemicznej, w innych wymagane może być wykonanie przeznaczone do pracy w atmosferze potencjalnie wybuchowej. Czasami oba wymagania występują jednocześnie.

Dlaczego potrzebny jest specjalny wentylator do rozpuszczalników?

Opary rozpuszczalników różnią się od zwykłego powietrza nie tylko składem, ale również właściwościami fizycznymi i chemicznymi.

W zależności od substancji mogą:

• Być łatwopalne
• Tworzyć z powietrzem mieszaniny wybuchowe
• Działać korozyjnie na materiały
• Oddziaływać na tworzywa sztuczne, uszczelnienia lub powłoki
• Mieć inną gęstość niż powietrze
• Występować w podwyższonej temperaturze

Z tego powodu zwykły wentylator przeznaczony do transportu czystego powietrza nie powinien być automatycznie stosowany do odciągania oparów rozpuszczalników.

W przypadku palnych oparów szczególnie ważne jest ograniczenie możliwości wystąpienia źródła zapłonu. Dotyczy to zarówno wentylatora, jak i silnika, instalacji elektrycznej oraz pozostałych elementów systemu.

Wentylator do palnych oparów powinien być więc traktowany jako część całej instalacji bezpieczeństwa, a nie wyłącznie jako urządzenie zapewniające przepływ powietrza.

Jakie rozpuszczalniki i palne opary mogą być odciągane?

Wentylatory stosowane do odciągania oparów mogą pracować w wielu procesach technologicznych. Dobór urządzenia zawsze powinien być uzależniony od konkretnej substancji lub mieszaniny.

Rozpuszczalniki stosowane w lakierniach i malarniach

W procesach malowania i lakierowania mogą powstawać opary:

• Rozpuszczalników
• Rozcieńczalników
• Środków czyszczących
• Farb
• Lakierów
• Preparatów stosowanych do przygotowania powierzchni

Wentylacja takich stanowisk może wymagać odciągu miejscowego, odpowiednio zaprojektowanych kanałów oraz urządzeń oczyszczających.

Opary rozpuszczalników w przemyśle

Rozpuszczalniki wykorzystywane są między innymi podczas:

• Odtłuszczania
• Mycia przemysłowego
• Klejenia
• Laminowania
• Produkcji chemicznej
• Produkcji tworzyw
• Przygotowywania powłok
• Mieszania preparatów

W każdym przypadku należy określić rzeczywisty skład medium i warunki procesu.

Opary rozpuszczalników w laboratoriach

Opary mogą powstawać podczas przygotowywania, mieszania i przelewania substancji chemicznych.

W takich zastosowaniach często stosuje się dygestoria, obudowy stanowiskowe lub inne punkty odciągu miejscowego, połączone z instalacją wentylacyjną.

Opary paliw i substancji ropopochodnych

Podobne wymagania mogą występować przy odciąganiu oparów:

• Benzyny
• Paliw
• Substancji ropopochodnych
• Lotnych mieszanin węglowodorowych

Ze względu na ich palność szczególnego znaczenia nabiera ocena zagrożenia wybuchem i właściwy dobór wyposażenia.

Gdzie stosuje się wentylatory do oparów rozpuszczalników?

Wentylatory do odciągania oparów mogą być stosowane między innymi w:

• Lakierniach przemysłowych
• Malarniach
• Mieszalniach farb i lakierów
• Zakładach chemicznych
• Stanowiskach odtłuszczania
• Myjniach przemysłowych
• Zakładach produkujących kleje
• Zakładach laminowania
• Laboratoriach
• Magazynach substancji chemicznych
• Instalacjach napełniania zbiorników
• Instalacjach technologicznych
• Procesach dozowania i mieszania substancji

Sposób odciągania powinien być dopasowany do miejsca powstawania oparów. W przypadku źródła punktowego najczęściej bardziej efektywne jest zastosowanie odciągu miejscowego niż próba usuwania zanieczyszczenia wyłącznie przez wentylację ogólną pomieszczenia.

Jaki wentylator do rozpuszczalników i palnych oparów?

Nie ma jednego typu wentylatora odpowiedniego dla wszystkich rozpuszczalników.

W zależności od warunków może być potrzebny wentylator:

• Chemoodporny
• Przeciwwybuchowy
• Chemoodporny i przeciwwybuchowy
• Promieniowy
• Przeznaczony do określonej temperatury medium

Wentylator przeciwwybuchowy

Jeżeli warunki procesu stwarzają możliwość powstania atmosfery wybuchowej, należy przeanalizować wymagania dotyczące urządzeń przeznaczonych do pracy w odpowiedniej strefie zagrożenia.

Wentylator musi być dobrany zgodnie z wymaganiami dotyczącymi konkretnego zastosowania, a nie tylko na podstawie hasła „ATEX”.

Wentylator chemoodporny

Jeżeli transportowane medium może powodować korozję lub degradację materiału wentylatora, konieczne jest zastosowanie odpowiednio odpornego wykonania.

Dobór materiału powinien uwzględniać konkretny skład chemiczny medium, temperaturę oraz warunki pracy.

Wentylator chemoodporny i przeciwwybuchowy

W niektórych instalacjach występują jednocześnie dwa wymagania:

odporność chemiczna + bezpieczeństwo przeciwwybuchowe.

Są to dwa różne zagadnienia. Wentylator odporny chemicznie nie jest automatycznie wentylatorem przeciwwybuchowym.

Z kolei samo wykonanie przeciwwybuchowe nie oznacza, że wszystkie materiały zastosowane w wentylatorze są odporne na działanie dowolnego rozpuszczalnika.

Wentylator promieniowy do oparów

Wentylatory promieniowe mogą być stosowane w instalacjach, w których konieczne jest uzyskanie odpowiedniego sprężu przy wymaganym przepływie.

Jest to szczególnie istotne w rozbudowanych instalacjach wyposażonych w długie kanały, kolana, urządzenia oczyszczające i inne elementy powodujące straty ciśnienia.

Wentylator do palnych oparów a ATEX

Jednym z najważniejszych zagadnień przy odciąganiu palnych oparów jest możliwość powstania atmosfery wybuchowej.

Opary niektórych rozpuszczalników po zmieszaniu z powietrzem mogą utworzyć mieszaninę, która w obecności źródła zapłonu może ulec zapłonowi.

Dlatego w przypadku takich instalacji należy przeanalizować między innymi:

• Właściwości substancji
• Temperaturę procesu
• Temperaturę zapłon
• Temperaturę samozapłonu,
• Zakres stężeń palnych
• Sposób emisji oparów
• Czas i częstotliwość występowania atmosfery potencjalnie wybuchowej
• Klasyfikację stref zagrożenia wybuchem

Na tej podstawie określa się wymagania dotyczące zastosowanego wyposażenia.

Czy każdy wentylator do palnych oparów musi być ATEX?

Nie można przyjąć takiej zasady bez analizy konkretnej instalacji.

Konieczność zastosowania odpowiedniego wykonania przeciwwybuchowego zależy od właściwości substancji, sposobu prowadzenia procesu oraz występujących warunków zagrożenia wybuchem.

Dlatego dobór powinien wynikać z oceny konkretnego układu, a nie wyłącznie z nazwy transportowanej substancji.

Konstrukcja wentylatora do palnych oparów

W przypadku instalacji transportujących palne opary znaczenie ma konstrukcja całego wentylatora.

Wirnik

Wirnik musi być odpowiednio dobrany do medium i warunków pracy. Istotne są między innymi:

• Zastosowane materiały
• Geometria
• Wyważenie
• Prędkość obrotowa
• Ograniczenie możliwości wystąpienia źródeł zapłonu

W przypadku oparów palnych szczególnego znaczenia nabiera właściwe wykonanie wszystkich elementów znajdujących się w torze przepływu.

Obudowa

Obudowa musi być odpowiednia zarówno pod względem aerodynamicznym, jak i materiałowym.

W przypadku agresywnych chemicznie oparów konieczne może być zastosowanie materiału odpornego na działanie konkretnej substancji.

Silnik

Silnik oraz jego zabezpieczenia powinny być dobrane do warunków występujących w miejscu instalacji.

Jeżeli urządzenie pracuje w strefie zagrożenia wybuchem, należy uwzględnić wymagania dotyczące odpowiedniego wykonania silnika i całego układu napędowego.

Łożyska i elementy mechaniczne

Ważne są również:

• Temperatura pracy
• Sposób smarowania
• Trwałość łożysk
• Zabezpieczenie elementów mechanicznych
• Możliwość kontaktu z transportowanym medium

Wentylator chemoodporny a wentylator przeciwwybuchowy

Są to dwa różne kryteria doboru.

Chemoodporność odnosi się do odporności materiałów wentylatora na działanie transportowanej substancji.

Wykonanie przeciwwybuchowe dotyczy ograniczenia ryzyka zapłonu atmosfery potencjalnie wybuchowej oraz spełnienia wymagań właściwych dla danego zastosowania.

Dlatego wentylator może być:

• Chemoodporny, ale nieprzeznaczony do pracy w określonej strefie zagrożenia wybuchem
• Przeciwwybuchowy, ale wymagający dodatkowej analizy odporności materiałowej
• Jednocześnie chemoodporny i odpowiednio wykonany do pracy w atmosferze potencjalnie wybuchowej

To rozróżnienie jest szczególnie ważne przy doborze urządzeń do odciągania rozpuszczalników.

Jak dobrać wentylator do oparów rozpuszczalników?

Dobór wentylatora chemoodpornego powinien przebiegać w kilku etapach.

Określ rodzaj substancji

Najpierw należy dokładnie określić, jaki rozpuszczalnik lub jaka mieszanina będzie transportowana.

Sama nazwa procesu może być niewystarczająca. W przypadku mieszanin należy znać ich skład i właściwości.

Określ temperaturę medium

Temperatura wpływa zarówno na właściwości oparów, jak i na wymagania dotyczące konstrukcji wentylatora, silnika, łożysk i materiałów.

Określ sposób emisji oparów

Należy ustalić, czy opary powstają:

• Punktowo
• Podczas przelewania
• Podczas mieszania
• Podczas natrysku
• Podczas mycia
• Podczas napełniania zbiornika
• Z otwartej powierzchni technologicznej

Określ wymagany przepływ powietrza

Wydajność zależy od sposobu przechwytywania oparów oraz konstrukcji punktu odciągowego.

Zaprojektuj instalację kanałową

Należy określić długość przewodów, ich średnice, liczbę kolan i pozostałych kształtek.

Oblicz straty ciśnienia

Do bilansu należy włączyć również filtry, absorbery, adsorbery, skrubery oraz inne urządzenia technologiczne.

Sprawdź wymagania przeciwwybuchowe

Jeżeli istnieje możliwość powstania atmosfery wybuchowej, należy uwzględnić wymagania wynikające z klasyfikacji stref.

Dobierz materiały

Materiały wentylatora i instalacji powinny być odporne na działanie konkretnego medium.

Dobierz wentylator do punktu pracy

Ostateczny wybór powinien uwzględniać wymaganą wydajność i spręż przy rzeczywistych warunkach pracy.

Wydajność wentylatora do odciągania oparów

Wydajność wentylatora powinna być określona na podstawie sposobu przechwytywania oparów.

Inne wymagania może mieć:

• Dygestorium
• Zamknięta komora technologiczna
• Kabina lakiernicza
• Okap
• Ramię odciągowe
• Punktowe ssanie przy zbiorniku
• Zamknięta instalacja technologiczna

Podstawową zależność pomiędzy przepływem, prędkością i polem przekroju można zapisać jako:

Q = v × A × 3600

gdzie:

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

W przypadku odciągów miejscowych istotne jest jednak nie tylko zapewnienie określonego przepływu przez kanał. Należy również zapewnić odpowiednie przechwycenie oparów w miejscu ich powstawania.

Dlatego wydajność wentylatora powinna wynikać z projektu konkretnego układu.

Spręż wentylatora do oparów rozpuszczalników

Wentylator musi pokonać wszystkie opory instalacji.

W obliczeniach należy uwzględnić między innymi:

• Długość kanałów
• Średnice przewodów
• Kolana
• Trójniki
• Przepustnice
• Kratki i elementy końcowe
• Filtry
• Adsorbery
• Absorbery
• Skrubery
• Wyrzutnie

Szczególnie istotne są urządzenia oczyszczające powietrze z lotnych substancji organicznych. Mogą one powodować znaczący spadek ciśnienia i dlatego muszą zostać uwzględnione przy doborze wentylatora.

Wentylator powinien być dobrany na podstawie punktu pracy, czyli wymaganej wydajności przy określonym całkowitym sprężu instalacji.

Materiały wentylatora do rozpuszczalników

Dobór materiału konstrukcyjnego powinien uwzględniać konkretną substancję.

W zależności od zastosowania można rozważać między innymi:

• Odpowiednie tworzywa sztuczne
• Stal nierdzewną
• Inne materiały odporne na określone substancje

Nie można jednak przyjąć, że jeden materiał jest odporny na wszystkie rozpuszczalniki.

Odporność chemiczna zależy między innymi od:

• Rodzaju substancji
• Jej stężenia
• Temperatury
• Czasu kontaktu
• Wilgotności
• Obecności innych składników mieszaniny

Dlatego przy doborze wentylatora należy odnosić odporność materiałową do konkretnego medium.

Odciąganie oparów rozpuszczalników - wentylator i instalacja

Sam wentylator nie usuwa źródła zanieczyszczenia. Jest elementem całego systemu odciągowego.

Przykładowy układ może wyglądać następująco:

źródło emisji → punkt odciągowy → kanał → wentylator → urządzenie oczyszczające → wyrzut

W zależności od rodzaju procesu można zastosować między innymi:

• Filtr
• Adsorber
• Węgiel aktywny
• Absorber
• Skruber
• Kondensator
• Inne urządzenie technologiczne

W przypadku niektórych procesów opary mogą być również kierowane do dalszego wykorzystania lub odzysku.

Właściwe rozwiązanie zależy od rodzaju substancji, jej stężenia, ilości oraz wymagań dotyczących oczyszczania powietrza.

Czy wentylator do rozpuszczalników powinien być przed czy za filtrem?

Nie ma jednego rozwiązania odpowiedniego dla każdej instalacji.

Wentylator przed urządzeniem oczyszczającym

Schemat:

źródło → wentylator → urządzenie oczyszczające → wyrzut

W takim układzie wentylator transportuje medium zawierające opary rozpuszczalników.

Konstrukcja urządzenia musi więc być odpowiednia do właściwości chemicznych i bezpieczeństwa transportowanego medium.

Wentylator za urządzeniem oczyszczającym

Schemat:

źródło → urządzenie oczyszczające → wentylator → wyrzut

W tym przypadku medium przepływające przez wentylator może mieć inny skład niż przed urządzeniem oczyszczającym.

Ostateczny wybór zależy od rodzaju procesu, zastosowanego urządzenia oczyszczającego, jego oporów oraz wymagań bezpieczeństwa.

Najczęstsze błędy przy wyborze wentylatora do rozpuszczalników

Zastosowanie zwykłego wentylatora

Wentylator przeznaczony do czystego powietrza nie powinien być automatycznie stosowany do palnych oparów.

Utożsamianie chemoodporności z ATEX

Odporność chemiczna i bezpieczeństwo przeciwwybuchowe są odrębnymi kryteriami.

Brak analizy strefy zagrożenia wybuchem

W przypadku palnych oparów należy przeanalizować możliwość powstania atmosfery wybuchowej i wymagania dla konkretnej strefy.

Dobór wyłącznie według wydajności

Wentylator musi zapewnić odpowiednią wydajność przy wymaganym sprężu.

Pominięcie właściwości chemicznych

Niewłaściwy materiał obudowy, wirnika lub innych elementów może ulec degradacji pod wpływem transportowanej substancji.

Nieuwzględnienie temperatury

Zmiana temperatury może wpływać na właściwości medium oraz parametry konstrukcyjne wentylatora.

Nieprawidłowe miejsce poboru

Nawet bardzo wydajny wentylator nie zapewni skutecznego odciągu, jeżeli punkt poboru zostanie umieszczony w niewłaściwym miejscu.

Brak uwzględnienia urządzeń oczyszczających

Filtr, absorber, adsorber czy skruber może powodować znaczne opory przepływu.

Traktowanie wentylacji ogólnej jako zamiennika odciągu miejscowego

Jeżeli opary powstają punktowo, przechwycenie ich bezpośrednio przy źródle jest zazwyczaj znacznie skuteczniejsze niż próba rozcieńczania ich w całej objętości pomieszczenia.

Jak dobrać wentylator do rozpuszczalników - krok po kroku?

Prawidłowy dobór można uporządkować w następujący sposób:

• Określ dokładny skład chemiczny medium
• Ustal temperaturę oparów
• Określ miejsce i sposób powstawania emisji
• Określ wymagany sposób przechwytywania oparów
• Wyznacz wymaganą wydajność powietrza
• Zaprojektuj trasę kanałów
• Oblicz straty ciśnienia
• Uwzględnij urządzenia oczyszczające
• Przeanalizuj możliwość wystąpienia atmosfery wybuchowej
• Określ wymagania dotyczące wykonania przeciwwybuchowego
• Dobierz materiały odporne na transportowane medium
• Dobierz wentylator do rzeczywistego punktu pracy

Tak przeprowadzony dobór pozwala połączyć wymagania aerodynamiczne, chemiczne i związane z bezpieczeństwem.

Wentylatory do rozpuszczalników i palnych oparów Mastervent

Mastervent oferuje wentylatory przeznaczone do zastosowań przemysłowych, które mogą być dobierane pod kątem parametrów konkretnej instalacji.

W przypadku odciągania rozpuszczalników i palnych oparów przy doborze można uwzględnić między innymi:

• Wymagany przepływ powietrza
• Spręż
• Rodzaj transportowanego medium
• Temperaturę
• Odporność chemiczną
• Wymagania dotyczące wykonania przeciwwybuchowego
• Sposób prowadzenia instalacji
• Urządzenia oczyszczające znajdujące się w systemie

Wentylator może być częścią kompletnego układu odciągowego stosowanego między innymi w lakierniach, zakładach chemicznych, instalacjach technologicznych, stanowiskach mycia i odtłuszczania oraz innych procesach, w których powstają opary substancji lotnych.

W przypadku instalacji z palnymi oparami szczególnie ważne jest, aby dobór wentylatora i pozostałych elementów systemu wynikał z rzeczywistych warunków procesu oraz wymagań dotyczących bezpieczeństwa.

Podsumowanie

Wentylator do rozpuszczalników i palnych oparów powinien być dobrany z uwzględnieniem trzech podstawowych grup wymagań: aerodynamicznych, chemicznych oraz związanych z bezpieczeństwem.

Najważniejsze parametry to:

rodzaj substancji + temperatura + wydajność + spręż + odporność chemiczna + możliwość powstania atmosfery wybuchowej + wymagania dotyczące wykonania przeciwwybuchowego.

Nie należy utożsamiać wentylatora chemoodpornego z wentylatorem przeciwwybuchowym. Są to dwa odrębne kryteria, które w niektórych instalacjach muszą zostać spełnione jednocześnie.

Prawidłowo zaprojektowany system powinien obejmować nie tylko wentylator, ale również właściwie rozmieszczone punkty odciągowe, kanały, urządzenia oczyszczające oraz bezpieczny sposób odprowadzania powietrza.

Ostateczny dobór wentylatora powinien być wykonany na podstawie rzeczywistego punktu pracy oraz właściwości konkretnego medium, a w przypadku palnych oparów również z uwzględnieniem wymagań wynikających z oceny zagrożenia wybuchem.