Système de silos de stockage de coke de pétrole calciné antidéflagrant
Système de stockage de coke de pétrole calciné
Aperçu des informations générales
- Matériel stocké: Coke de pétrole calciné (CPC), coke de pétrole, coke de pétrole brut, fines carbonées, additifs carbonés (appartenant à la même famille de matériaux carbonés)
- Nombre de silos: 3 séries
- Type de silo: Système de silos en spirale
- Dimensions du silo: Φ6 m × H10 m (3 ensembles)
- Diamètre du silo: 6 m
- Hauteur du silo: 10 m
- Capacité maximale d'un silo individuel: environ 283 m³
- Capacité totale de stockage: 847 m³
Configuration des applications et du système
Silo industriel de stockage de poudre en vrac
Système de stockage des matières carbonées
- Systèmes de réception des matières premières et de contrôle des poussières: fosse de déchargement des camions, trémie de réception, système de dépoussiérage, criblage des grosses particules.
- Systèmes de transport pneumatiques et mécaniques: convoyeur à vis, élévateur à godets, conduite de transport pneumatique en phase dense, vanne d'alimentation rotative.
- Systèmes de sécurité pour le stockage et de prévention des explosions: systèmes de décharge en cas d'explosion, panneaux de décompression, capteurs de monoxyde de carbone et de température, interface de conception pour l'inertage à l'azote.
- Systèmes de dépoussiérage et de contrôle environnemental: filtration centrale par sac à poussière et collecte des poussières au sommet du silo, dépoussiérage par dépression, contrôle des émissions.
- Systèmes de déchargement et d'alimentation par lots: trémies de déchargement au fond des silos, dispositifs d'aide à l'écoulement, déchargeurs vibrants, systèmes de pesage et de dosage.
Secteur d'activité et clientèle cible
- Secteurs d'activité concernés: Traitement des matériaux à base de carbone, industrie de la fusion de l'aluminium, production de matériaux pour anodes, industrie du carbone métallurgique, stockage industriel de matériaux en vrac
- Clients cibles: Fonderies d'aluminium, usines d'additifs à base de carbone, producteurs de coke de pétrole calciné, fabricants d'électrodes en graphite, usines de matériaux pour anodes, terminaux de matières premières métallurgiques
Caractéristiques de stockage du coke de pétrole calciné
| Matériau | Densité apparente typique | Fluidité | Conditions de conservation |
|---|---|---|---|
| Coke de pétrole calciné (CPC) | 0,80–1,10 t/m³ | Bien | Il présente une forte teneur en carbone, est relativement abrasif et, lorsqu’il est présent en grandes quantités, nécessite une décharge contrôlée afin d’éviter tout blocage du flux en masse et toute décharge inégale dans les silos de grande hauteur. |
| Coke de pétrole vert | 0,85–1,05 t/m³ | Moyen | Il présente une teneur plus élevée en composés volatils et est sensible à l'humidité ; la conception du système de stockage doit donc tenir compte des émissions de gaz et des plages de température actives. |
| Fines de coke de pétrole | 0,70–0,95 t/m³ | Juste | Ces particules sont très fines et génèrent de la poussière ; elles ont tendance à se séparer, ce qui nécessite un système de dépoussiérage fermé et équipé d'un système de transport. |
| Additifs à base de carbone | 0,75–1,00 t/m³ | Bien | Pour l'ajustement métallurgique, il faut garantir un débit continu. |
| Matériaux carbonés de type graphite | 0,90–1,20 t/m³ | Bien | Il s'agit de matériaux à haute densité qui s'écoulent facilement, mais qui nécessitent des revêtements de silo résistants à l'abrasion et une alimentation contrôlée. |
Conception de la logique de contrôle de sécurité dans les systèmes de réduction carbothermique et de stockage du coke de pétrole calciné présentant un risque lié aux poussières combustibles
Une ingénierie de sécurité efficace pour un système de stockage de coke de pétrole calciné commence par une bonne compréhension des caractéristiques de danger de la matière. Il a été établi que le coke de pétrole calciné présente toute une série de énergie minimale d'allumage (MIE) de 30 à 60 mJ et une plage de concentration minimale explosive (CME) comprise entre 30 et 60 g/m³, en fonction de la finesse des particules. Ces informations constituent une base permettant d’élaborer d’autres mesures de sécurité relatives à la conception des installations de stockage.
Dans le cadre de grands déploiements industriels de type EPC, un applications de stockage de matières en vrac Cette approche est souvent adoptée lors de la conception de systèmes de manutention du charbon à haut débit nécessitant un comportement de débit contrôlé et un risque réduit de dispersion de poussière.
Dans le cadre des systèmes de manutention de poudres à haut risque propres aux projets industriels EPC, la conception doit tenir compte de la formation de nuages de poussière tant lors des cycles de remplissage que de déchargement. De plus, dans un environnement mal ventilé, il est probable que même le déchargement puisse entraîner une concentration en suspension dans l’air supérieure à 100 g/m³. Par conséquent, la fonction principale de ces systèmes doit être confinement des poussières et contrôle de la concentration.
Du point de vue de la conception des systèmes, pour les installations de stockage et de manutention de coke de pétrole calciné (CPC) dont le débit est supérieur à 200 000 tonnes par an, la mise en œuvre d'une stratégie de maîtrise des risques d'explosion de poussières est une exigence incontournable en matière de conception. Les marges de sécurité sont généralement définies avec une marge de sécurité clarifiée et acceptable de 1.5–2.0 contre les pics de pression dans un espace confiné.
Conception d'un système de protection contre les explosions et de contrôle de la sécurité des poudres destiné aux silos de coke de pétrole calciné
Conception d'un système de protection contre les explosions pour un silo de coke de pétrole calciné, conformément à EN 14491 et NFPA 68, fixe la surpression maximale d'explosion (Pmax) pour la poussière de carbone dans des cuves fermées, comprise entre 6 et 10 bars. Cela nécessite le recours à des conceptions techniques spécialisées pour les systèmes de ventilation et de suppression afin d’éviter l’effondrement de la structure du silo.
Silo de stockage de poudre de coke de pétrole
Système de silos pour le coke de pétrole calciné
Dans les environnements modernes d'exécution d'EPC, un méthode de fabrication des silos Cette approche, fondée sur un assemblage modulaire contrôlé, est largement utilisée pour garantir la précision dimensionnelle et une réponse structurelle prévisible dans des situations d'évacuation des gaz d'explosion.
La conception d'un système de décompression en cas d'explosion permet de réduire la pression interne à un niveau inférieur à celui entraînant une défaillance structurelle, ce qui laisse généralement une pression résiduelle de 0,2 bar ou moins lors d'une déflagration.
Conception des systèmes de réponse aux explosions structurelles et de décompression
La conception d'un système de panneaux de rupture garantit une dissipation contrôlée de l'énergie explosive avant la défaillance de la structure elle-même. Dans le cas des silos, cela se produit lorsque la pression d'éclatement est comprise entre 0,1 et 0,3 bar, en fonction de la géométrie du silo et de la classe d'explosivité des poussières (St1 à St3), qui, dans ce cas précis, correspond aux poudres de coke de pétrole.
La dispersion et le mélange de poudres peuvent présenter un risque d’inflammation. En cas de mélange de l’air avec de la poudre, si la concentration en oxygène est supérieure à 12 à 15 %, et si la poudre se trouve dans un état de mélange turbulent, la probabilité qu’un événement d’inflammation se produise est plusieurs fois plus élevée dans les têtes de silos fermés que dans les systèmes ouverts.
- Zonage pour le renforcement structurel : Ajoute une épaisseur de coque 10-25% dans les zones à risque accru.
- Contrôle de la propagation des explosions : Limite la vitesse du front de flamme à moins de 200 m/s dans des conditions de ventilation.
Grâce à une conception EPC adaptée, l'efficacité du système de purge anti-explosion peut permettre de réduire les pressions internes de conception de 8 bars à ≤ 0,5-1,0 bar. Cela améliore considérablement la résistance structurelle de la conception.
| Paramètre de sécurité | Plage typique | Fonction d'ingénierie |
|---|---|---|
| Pmax (pression d'explosion) | 6 à 10 bars | Définit la charge de calcul structurelle |
| Pression d'activation de l'évent | 0,1–0,3 bar | Système de déclenchement de soulagement |
| Valeur Kst | 80 à 150 bar·m/s | Détermine la gravité de l'explosion |
| Zone à risque liée à la concentration de poussière | 30 à 100 g/m³ | Plage de probabilité d'allumage |
| Seuil d'oxygène | 12–15% | Limite les risques liés à la combustion |
Dans le cadre des systèmes de stockage sous atmosphère inerte, les applications industrielles de système de stockage industriel en acier inoxydable Ces solutions sont couramment utilisées pour améliorer les performances d'étanchéité et réduire la pénétration d'oxygène à long terme dans les environnements à forte concentration de carbone.
Le système de régulation de la concentration en oxygène est un système complexe qui associe une technologie de mesure en temps réel à une précision de ±0,51 TP6T et des vannes de dosage d'azote automatisées qui réagissent dans une plage comprise entre 2 à 5 secondes.
- Surveillance continue de la teneur en oxygène avec un seuil d'alarme réglé entre 8 et 101 TP6T.
- Contrôle de l'azote de couverture afin de maintenir une atmosphère inerte aussi bien en mode veille qu'en fonctionnement.
- Conception d'un système de compensation des fuites reposant sur un système d'injection de gaz adaptatif, avec une plage de régulation de pression de ±50 Pa.
Des exemples tirés de l'industrie montrent que, lorsqu'ils sont révisés et réglés avec précision, les systèmes d'inertage permettent de réduire de 95 à 98 % le risque d'explosion de poussières.
Contrôle des décharges électrostatiques et ingénierie des décharges sécurisées dans les systèmes de manutention CPC
Dans un système de stockage de matériaux carbonés, l'accumulation de charge électrique constitue principalement un risque d'inflammation lors du transport pneumatique de particules. Cette accumulation peut atteindre plusieurs kilovolts lors du transport pneumatique de particules se déplaçant à une vitesse comprise entre 18 et 25 m/s si le système n'est pas correctement mis à la terre.
Un système de prévention des décharges électrostatiques nécessite un système complet de mise à la terre du silo pour garantir la IEC 60079 norme. Grâce à ces valeurs de résistance, le système dissipe l'électricité statique en toute sécurité.
Dans le cadre du stockage du coke de pétrole calciné, le système de transport pneumatique doit également être équipé de dispositifs de contrôle de l'électricité statique, notamment des filtres antistatiques, des tuyaux de transport conducteurs et un système de régulation de l'humidité permettant d'atteindre un niveau de 50–65% RH.
- Conception du réseau de mise à la terre : Une résistance inférieure ou égale à 10 Ω est nécessaire pour garantir une décharge en toute sécurité.
- Conception anti-électricité statique : Nécessite une réduction de l'accumulation de tension de 70 à 90%.
- Régulation de la vitesse de transport : La vitesse doit être inférieure à 25 m/s afin de minimiser l'accumulation de charges.
Configuration à silos multiples pour le stockage à haut risque de coke de pétrole calciné
Afin d'atténuer l'ampleur des conséquences d'une éventuelle explosion et d'améliorer la redondance opérationnelle, une configuration à plusieurs silos est mise en place dans les applications industrielles à haut risque. Une configuration type comprend généralement entre 3 et 6 silos entièrement isolés les uns des autres afin d'empêcher la propagation croisée du feu.
Une stratégie de conception des installations de stockage de matériaux en vrac à haut risque implique qu'en cas de défaillance d'un silo, la perte maximale de production soit limitée à 15-25% plutôt qu'un arrêt complet du système.
Utilisation de schémas de stockage segmentés avec un silos en acier inoxydable Cette configuration améliore la résistance à la corrosion et prolonge la fiabilité tout au long du cycle de vie dans des environnements agressifs contenant de la poussière de carbone.
Répartition des risques et stratégie d'atténuation des risques d'explosion dans les espaces confinés
Dans le cadre d'un espace confiné, la conception de silos de petit diamètre réduit considérablement le risque d'explosion, car le faible volume de l'espace limite l'accumulation maximale de pression et la distance sur laquelle une flamme peut se propager. Une optimisation supplémentaire au niveau du système dans les installations de stockage du carbone est souvent obtenue grâce à Application de stockage de matériaux dans un silo en spirale l'ingénierie, qui permet d'améliorer stabilité de l'écoulement et réduit risques d'inflammation liés à la stagnation.
Un silo d'un diamètre de de 6 à 12 mètres C'est la solution la plus adaptée aux systèmes à poudre de carbone à haut risque. La stratégie de conception par silos segmentés permet de réduire le rayon d'impact d'une explosion de 60% à 70%, et permet également d'effectuer les opérations de maintenance de manière sûre et contrôlée, sans qu'il soit nécessaire d'arrêter l'ensemble du système.
La conception de systèmes à silos multiples permet d'améliorer la résilience opérationnelle de l'installation de 25% à 35% par rapport à la conception d'un seul grand silo. Pour garantir la sécurité des poudres industrielles stockées, il est essentiel d’intégrer un système de maîtrise des risques liés aux explosions, à l’inertage et à l’électricité statique au sein d’un cadre unifié de conception technique de sécurité pour les silos de coke de pétrole calciné. On estime que les projets EPC modernes réduisent le risque global d’explosion de 85% à 95% par rapport aux méthodes traditionnelles de construction à ossature ouverte. Un système de stockage de coke de pétrole calciné efficace, conçu pour le long terme, peut avoir une durée de vie structurelle supérieure à 25 ans, avec un bilan de sécurité opérationnelle et des intervalles d’inspection de 6 à 12 mois, même dans les conditions rigoureuses d’une utilisation industrielle quotidienne.
Si l'intégration d'un système de surveillance de la sécurité est indispensable, le recours à la surveillance et au suivi en temps réel des taux d'oxygène, des variations de pression et des niveaux de poussière inhabituels peut permettre de détecter rapidement les situations dangereuses.
