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,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第 2 章 化工生产的防火防爆,在化工生产中，由于高温、高压及易燃易爆物质等因素的存在，火灾爆炸事故屡屡发生，特别是随着生产规摸的扩大，火灾爆炸事故的危险性及造成的损失也越大。近几年的事故统计分析表明、火灾爆炸事故一直高居各类事故之首，造成的死亡人数占死亡总数的26%以上。因此，防火防爆工作在化工生产中显得尤为重要。作为一名化工工人，必须更多地了解物质燃烧、爆炸等基础知识，掌握防火防爆基本措施，才能充分保障化工生产的安全运行。,第 2 章 化工生产的防火防爆 在化工生产中，由于高温、高,1,2.1.燃烧,2.1.1.燃烧定义及燃烧条件,2.1.1.,l.,燃烧,燃烧是物质发生剧烈的氧化反应，同时发出光和热的现象。燃烧在生活中很常见，如煤气，木材的燃烧等，它具有三个基本特征：发光、放热并产生新的物质。照明用的电灯，虽然也有发光、放热现象，但没有发生化学反应没有生成新的化合物，它是一种能量转变的过程，不能称之为燃烧。,近代已开始用链锁反应理论来解释燃烧的机理。在一定的燃烧条件下，反应物产生自由基，它们的反应活性非常强，在反应中成为活性中心，自由基与另一个分子撞击，反应产生另一种自由基，使反应循环延续，直至反应物全部消耗而终止。,2.1.燃烧 2.1.1.燃烧定义及燃烧条件,2,2.1.1.2.燃烧的条件,要形成燃烧，必须同时具备以下三个条件(俗称燃烧三要素)。,可燃物：凡能与氧或氧化剂起剧烈反应的物质，皆称为可燃物。可燃物包括可燃气体(如氢气)、可燃液体(如汽油)和可燃固体(如木材)。,助燃物,：,凡能帮助和维持燃烧的物质，均称为助燃物。如空气、氯气、高锰酸钾等氧化剂。,着火源,：,凡能引起可燃物燃烧的能源，通称为着火源,。着火源一般有以下几种：明火、电弧、火花、炽热物体、化学反应热等。,燃烧不仅必须有可燃物、助燃物和着火源同时存在而且每个条件要达到一定的量，相互作用才能发生。氢气在空气中浓度小于4%时。便不能点燃；木材在空气中燃烧时，当空气中氧含量低于14%时，木材就会熄灭；一根火柴，足以点燃一桶汽油，但难以点燃坚实的大木块。,燃烧的可能性亦随可燃物与助燃物状态的变化而改变，可燃物与助燃物接触得越充分，燃烧越容易，也越刚烈，如大块的铝、镁可看作是不燃的，但镁粉、铝粉却能自燃；烧红的铁丝在空气中不能燃烧，却能在氧气中燃烧。,2.1.1.2.燃烧的条件,3,2.1.2.燃烧过程、形式与类型,2.1.2.1.燃烧的过程,固 体 液 体 气 体,熔化蒸发 蒸 发,或分解,氧 化 分 解,着 火,燃 烧,2.1.2.燃烧过程、形式与类型 固 体,4,2.1.2.2.燃烧的形式,由于可燃物存在状态的不同，燃烧的形式多样。燃烧可分为均一系燃烧和非均一系燃烧、混合燃烧和扩散燃烧、蒸发燃烧与分解燃烧。,均一系燃烧如煤气在空气中的燃烧，是指可燃物、助燃物在同一相中进行的燃烧。木材、石油等液体和固体的燃烧较为复杂，称为非均一系燃烧。,混合燃烧指可燃物与助燃物(如氢气与空气)预先混合情况下的燃烧。这种燃烧在混合气体中进行非常迅速，最后形成燃烧爆炸。扩散燃烧则是指可燃气体与周围空气(或其他助燃气体)相互扩散，相互混合，一边混合一边燃烧的形式，如一氧化碳气体由管内喷出，同周围空气接触的燃烧。,可燃液体或固体受热蒸发或分解后的燃烧称为蒸发燃烧，如乙醇的燃烧。分解燃烧则是可燃固体或不挥发液体受热分解产生可燃气体的燃烧形式，如木材的燃烧等。,2.1.2.2.燃烧的形式,5,2.1.2.3.燃烧的类型,闪燃：可燃液体表面挥发的蒸气与空气形成的混合物，遇明火引起的瞬间燃烧的现象，称为闪燃。液体能发生闪燃现象的最低温度，叫做闪点。常见可燃液体的闪点见表21。闪点用来评定可燃液体的火灾危险性。可燃液体闪点越低，越易着火火灾危险性越大。,着火：可燃物在有足够的助燃物(通常指空气)的条件下，由着火源作用下引发的持续燃烧的现象，称为着火。能发生持续燃烧的最低温度，称为燃点(又称着火点)。可燃物的燃点越低，越易着火。因而燃点同样可用来判断物质的火灾危险性。常见可燃物的燃点见表22。,自燃：可燃物质即使不与明火接触也能自行着火燃烧的现象，称为自燃。可燃物无明火接近即能自行燃烧的最低温度称为自燃点。自燃现象可分二种：受热自燃和本身自燃。,受热自燃是被加热物被加热到一定温度后自行燃烧的现象。本身自燃则是物质在没有外来热源的作用下，由于物质本身的化学（如分解、化合）、物理(如辐射、吸附)和生化作用（如细菌、腐败作用）而产生热量积聚，使其达到自燃点后自行燃烧的现象。能发生本身自燃和受热自燃点较低的物质在保管时应格外注意，以防着火。常见可燃物的自燃点见表23。,2.1.2.3.燃烧的类型,6,表21 常见可燃液体的闪点,液体名称,闪点，,液体名称,闪点，,乙醚,-45.0,原油,-35.0,丙酮,-10.0,精油,18.0,汽油,-42.8,苯,-14.0,己烷,-21.7,甲苯,4.4,乙醇,11.1,氯苯,28.0,桐油,243.0,乙酸,40.0,甲醇,7.0,甘油,160.0,表21 常见可燃液体的闪点 液体名称闪点，液体名称闪点,7,表22 某些可燃物质的燃点,物质名称,燃点，,物质名称,燃点，,赤磷,160,聚乙烯,400,石蜡,158159,聚苯乙烯,400,硝酸纤维,180,吡啶,482,硫磺,255,有机玻璃,260,醋酸纤维,320,樟脑,70,聚丙烯,270,松香,216,表22 某些可燃物质的燃点物质名称燃点，物质名称燃点，,8,表23 常见可燃物质的自燃点,物质名称,自燃点，,物质名称,自燃点，,二硫化碳,102,一氧化碳,605,乙醚,170,焦煤气,640,煤油,380425,氨,630,氢,560,甲烷,537,苯,555,甲醇,455,汽油,280,铝粉,645,乙醇,422,木粉,430,表23 常见可燃物质的自燃点 物质名称自燃点，物质名称,9,2.1.3.燃烧速度与热值,2.1.3.1.燃烧速度,气体的燃烧过程较为简单，因而其燃烧速度较可燃液体及固体要快。气体的燃烧速度及燃烧性能常以火焰的传播速度来衡量。气体火焰的传播速度与管径有明显关系，一般说来，传播速度随着管子直径的增加而增加，当达到某一极限直径时，速度就不再增加。同样，传播速度随着管径的减小而减小，当管径小到某一值时，火焰就不能传播。阻火器就是根据这一原理制作的。,液体的燃烧速度取决于液体的蒸发速度，易挥发的液体燃烧速度较快。火焰在液体表面的蔓延速度决定于液体的初温、比热容、蒸发潜热及火焰的辐射能力，风速对火焰的蔓延速度也有很大影响。液体火焰的蔓延速度越快，火灾危险性越大。,固体的燃烧速度较气体、液体要小。固体的燃烧速度取决于比表面积，即燃烧的表面积与体积的比值越大，燃速越快，反之，燃速愈小，这就是粉末状易燃固体比块状物容易燃烧的原因 。,2.1.3.2.热值,热值是单位质量或体积的可燃物质在完全烧尽时所放出的热量。可燃物质燃烧、爆炸时所能达到的最高温度、最高压力及爆炸力，都与物质的热值有关，热值越高的可燃物，燃烧爆炸造成的危害性越大,。,2.1.3.燃烧速度与热值,10,2.2.爆炸,2.2.1.爆炸的定义及分类,2.2.1.,l.,爆炸,物质自一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间以机械功的形式放出大量能量，同时伴有巨大声响的现象称为爆炸。,爆炸同时也可视为气体或蒸气瞬间剧烈膨胀的现象。爆炸的本质是压力的急剧上升，爆炸的特征是具有破坏力，产生爆炸声和冲击波，爆炸因其产生的震荡作用、冲击波，碎片冲击及造成火灾而对周围的物体造成破坏,。,爆炸根据传播速度，可分为轻爆、爆炸和爆轰,。,轻爆传播速度每秒数十厘米至数米 ；爆炸传播速度每秒10米至数百米 ；爆轰,传播速度10,3,m/s7,10,3,m/s,2.2.1.2.爆炸分类,爆炸按性质可分物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三大类。,2.2.爆炸,11,物理爆炸：由于物理因素(温度压力等)变化而引起的爆炸称为物理爆炸。物理爆炸前后，物质的性质和化学成分均不发生变化，如锅炉与钢瓶的超压爆炸。造成物理爆炸的原因，可以是高温、振动、设计错误、制造缺陷、材质不苻或操作失控等因素。,化学爆炸：由于物质发生激烈的化学反应，产生高温、高压而引起的爆炸称为化学爆炸。化学爆炸前后物质的性质和化学成分均发生了根本改变，如氢气与空气混合气体引发的爆炸。化学性爆炸根据爆炸时所发生的化学变化可分为三类：简单分解爆炸 、复分解爆炸、爆炸性混合物爆炸。,简单分解爆炸 能引起简单分解爆炸的爆炸物，在爆炸时没有燃烧现象，爆炸所需的热能是由爆炸物本身分解时产生的，如叠氮铅、雷汞等。这类物质由于只需轻微的振动即可引起分解，产生大量气体，在体积迅速膨胀的同时，释放出巨大能量，因而十分危险，破坏力极大。,复分解爆炸 爆炸时伴有燃烧现象，燃烧所需的氧由自身分解供给。这类爆炸物的危险性较简单分解爆炸低，一般需引爆物引爆，如,TNT,等。这类爆炸物破坏巨大，如硝化甘油的爆炸，,爆炸性混合物爆炸 可燃气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维状物质按一定比例与空气形成的混合物，遇着火源能发生爆炸，这样的混合物称为爆炸性混合物。由爆炸混合物引发的爆炸称之为爆炸性混合物爆炸，这类物质爆炸需要一定条件。,核爆炸 由原子核裂变而引起的爆炸称之为核爆炸。,物理爆炸：由于物理因素(温度压力等)变化而引起的爆炸称为物,12,2.2.2.爆炸极限及爆炸危险度,2.2.2.1.爆炸极限,可燃性气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物，必须按一定比例混合。才能引起燃烧爆炸。当可燃物在混合物中浓度太低时，因过量空气的存在，空气的冷却作用阻止了火焰的蔓延；可燃物浓度太高时，空气量不足。燃烧由于助燃物的缺乏造成窒息。因而只有当可燃物在混合物中的浓度在一定范围内时，遇着火源才能发生爆炸，这个浓度范围叫做该物质的爆炸范围。,可燃性气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物，遇着火源即能发生爆炸的最低浓度，称为该物质的爆炸下限；同样，可燃气体、蒸气或粉尘与空气形成的混合物遇着火源即能发生爆炸的最高浓度，称为该物质的爆炸上限。,在化工生产中，经常会使用些气体混合物，它们的配比虽然在爆炸范围以外，但如果操作时失误，使混合气体达到爆炸极限，就会引起爆炸事故。所以在这类岗位上，工人操作时必须严惜按操怍规程操作，不能掉以轻心。如在尿素的合成过程中，为了防止设备腐蚀，在原料气中要加入一定量的氧气，但加氧量必须严格控制在0.5%；一旦超量，在氨冷器后，氧与原抖气中少量的氢就可形成爆炸性混和气，当遇激发能源时可引发爆炸。,气体混合物的爆炸极限一般是用可燃起体、蒸气在混合物中的体积百分数来表示的。某些气体和液体蒸气的爆炸极限见表25。,2.2.2.爆炸极限及爆炸危险度,13,表25 常见气体或液体蒸气的爆炸极限,物质名称,爆炸极限，%,危险度,物质名称,爆炸极限，%,危险度,下限,上限,下限,上限,氢,4.0,75.6,17.9,甲烷,5.0,15.0,2.0,氨,15.0,28.0,0.9,乙烷,3.0,15.5,4.2,一氧化碳,12.5,74.0,4.9,丙烷,2.1,9.5,3.5,二硫化碳,1.0,60.0,59.0,乙醚,1.7,48.0,27.2,乙炔,1.5,82.0,53.7,汽油,1.4,7.6,4.4,苯,1.2,8.0,5.7,城市煤气,5.5,32.0,4.8,甲苯,1.2,7.0,4.8,水煤气,7.0,72.0,9.3,表25 常见气体或液体蒸气的爆炸极限 物质名称爆炸极限，,14,表26 粉尘的爆炸特征,粉尘名称,爆炸下限,g/m,3,自燃温度，（云状）,最小引燃能量,mJ,最大爆炸压力,MPa,铝（含油）,3750,400,15,0.407,铁粉,153204,439,20,0.248,镁,4459,470,40,0.434,锌,212284,530,900,0.087,赤磷,4864,360,聚苯乙烯,2737,475,15,0.293,烟煤,4157,595,60,0.307,有机玻璃,20,485,15,表26 粉尘的爆炸特征 粉尘名称爆炸下限g/m3自燃温度,15,2.2.2.2.危险度,2.2.2.3.爆炸极限的影响因素,原始温度 爆炸性混合物的原始温度越高，则爆炸极限范围越大。,原始压力 混合物的原始压力对爆炸极限影响很大。压力对爆炸下限的影响没有规律性。,惰性介质及杂质 混合物中惰性介质的增加，使爆炸极限的范围缩小。,容器 充装可燃物容器的材质、尺寸等，对物质的爆炸极限均有影响。,着火源 着火源的能量、热表面面积及火源与混合物接触的时间等对爆炸极限均有影响。,含氧量 混合气中增加氧含量，一般情况下对下限影响不大，因为可燃物在下限时氧是过量的。由于可燃物在上限时含氧量不足，所以增加氧含量使上限显著增高，爆炸范围扩大。,2.2.2.2.危险度,16,表27 某些物质的最低引爆能量,物质名称,浓度，%,最低引爆能量，,mJ,物质名称,浓度，%,最低引爆能量，,mJ,二硫化碳,6.52,0.015,甲醇,12.24,0.215,氢气,29.2,0.019,甲烷,8.5,0.28,乙炔,7.73,0.02,乙烷,4.02,0.031,丁二烯,3.67,0.17,丙酮,4.87,1.15,氧化丙烯,4.97,0.190,甲苯,2.27,2.50,表27 某些物质的最低引爆能量物质名称浓度，%最低引爆能,17,2.3.防火防爆的基本措施,通过基础知识可以了解到，控制和防止可燃物、助燃物、着火源三要素的同时存在，就能有效地阻止火灾及爆炸事故的发生。因此，防火防爆工作应从消除着火源，对可燃易爆物和助燃物的控制以及在生产过程中工艺参数的控制方面着手；同时针对生产过程中火灾爆炸危险程度的差异，对厂房、设备的设计采取相应的防火防爆措施，确保人员的安全疏散，使用自动控制与安全保险装置，避免事故的发生，或事故发生时减少事故造成的损失。,2.3.1.化工生产厂房、设备的防火防爆设计,2.3.1.1.火灾爆炸危险性分类,生产的火灾危险性分类 生产的危险程度与生产过程中所用物料的性质、配比、生产工艺的复杂程度及生产条件(温度、压力)等因素有关。根据建筑设计防火规范(,GBJ 1687),规定，生产的火灾危险性按照生产过程中所使用或产生的物质的燃烧、爆炸性进行分类，分甲、乙、丙、丁、戊五类。根据生产的火灾危险性，在生产工艺、安全操作要求及建筑防火设计方面相应有所区别，采取必要的措施，使火灾爆炸事故发生的可能性降到最低。,2.3.防火防爆的基本措施 通过基础知识可以了解到，控制和防,18,爆炸和火灾危险场所区域划分 爆炸和火灾危险场所，按可燃物质状态的不同及事故的可能性、危险程度，划分为爆炸性气体环境危险区域、爆炸性粉尘环境危险区域及火灾危险区域三类。具体划分见表28。,表28 电力装置设计规范爆炸和火灾危险场所区域划分,类别,等级,说明,爆炸性气体环境,0区,连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境,1区,在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境,2区,在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境,爆炸性粉尘环境,10区,连续出现或长期出现爆炸性粉尘的环境,11区,有时会将积留下的粉尘扬起偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境,21区,具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境,火灾危险区域,22区,具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维，虽不可能形成爆炸混合物，但在数量和配置上能引起火灾危险的环境,23区,具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险的环境,爆炸和火灾危险场所区域划分 爆炸和火灾危险场所，按可燃物,19,2.3.1.2.建筑物的耐火要求,为减少易燃物质的积聚，化工建筑的形式正在朝,向露天化和敞开式发展，这种建筑形式对安全生产,和工业卫生有利，同时厂房的耐火、防爆及合理布局是限制火灾蔓延和减少爆炸造成损失的重要措施。,建筑物的耐火性能是由建筑材料的燃烧性能和耐火极限决定的，建筑物的耐火等级分位四级。根据火灾的危险程度，厂房设计时耐火等级应符合要求。同时，在总体布局上，要考虑到安全防火间距，并严格将动火区（如锅炉房等）与有火灾、爆炸危险性的生产区域分开，防止火灾向临近建筑物蔓延。考虑到热辐射等因素，防火间距的大小，应以生产的火灾危险性大小及特点来衡量，必要时设置防火堤。,2.3.1.2.建筑物的耐火要求,20,2.3.1.3.防爆设计,防爆设计包括厂房及工艺过程的防爆设计两方面。,厂房的防爆设计包括以下几个方面。,(1)位置 防爆厂房必须有良好的通风条件，爆炸危险装置不宜布置在地下和半地下，以避免通风不良而造成可燃气体或蒸气积聚。多层厂房应尽可能将有爆炸危险的厂房布置在最上层，应设防爆墙，配电、化验及办公室与生产车间分开。,(2)采用防爆结构 防爆厂房的框架、楼板应采用现浇钢筋混凝土整体结构，应具有抗震、抗冲击的能力。,(3)设置泄压、隔爆、阻火设施 对于有爆炸危险的厂房要考虑泄压面积与厂房体积的比值。轻质屋面、轻质外墙和易于泄压的门窗等建筑构件都属于泄压构件。,隔爆设施有隔爆墙、隔爆门、窗，一般都使用耐火材料，具有较高强度，起到隔爆、防止火灾蔓延的作用。,阻火设施包括水封井、油水分离池、阻火分隔沟坑，不发火地面，这些设施能有效地控制火势，阻止火焰蔓延。,(4)粉尘爆炸危险场所 厂房设计中应考虑到积尘问题，厂房的内表面应较光滑，不易造成粉尘积聚。,2.3.1.3.防爆设计,21,厂房中设备安置时，应将有火灾爆炸危险的装置与其他装置分开，中间应设置防爆墙。爆炸危险装置应安装在厂房的靠外墙部分，并尽可能布置在露天或半敞开式的建筑、构筑物内。,在化工生产中各工艺过程和生产装置，由于受内部和外部因素的影响，可能产生一系列不稳定、不安全因素，从而导致事故发生。因此，在设计时，为保障安全生产，应选择安全的工艺线路，对工艺参数如温度、压力、组分进行严格的控制，防止火灾爆炸事故的发生。,厂房中设备安置时，应将有火灾爆炸危险的装置与其他装置分开，中,22,2.3.2.防火防爆技术措施,2.3.2.1.着火源的控制与消除,由于化工生产中不可避免地使用化学危险物质，因而着火源的控制显得极为重要。在化工生产中，常见的着火源有明火、火花和电弧、炽热物体(危险温度)、化学反应热等。控制和消除这些着火源，能有效地防止火灾爆炸事故的发生。,1.明火的控制,生产和使用化学危险物品的企业，应按生产的火灾危险度划定厂区的禁火、禁烟区域，并设置安全标志。由于吸烟是流动火源，曾引发大量火灾爆炸事故，因而对吸烟的控制应格外严格。,其次，企业必须制定“动火制度”，严格执行动火施工安全措施和审批手续，禁止在0区、10区、21区内动火和设置明火炉灶。如果在禁火区内临时设置明火炉灶，应按动火手续办理。,易燃物品加热，应尽量避免使用明火。明火炉灶与生产装置、储罐设施的防火间距，应符合安全规定距离。,2.3.2.防火防爆技术措施,23,2.避免火花、电弧的产生,在散发较空气重的可燃气体、蒸气的甲类生产车间及有粉尘、纤维爆炸危险的乙类生产车间应采用不发火地面，并不准穿带铁钉的鞋。以免铁钉与地面、设备磨擦撞击产生火花。,禁火区域，特别是易燃易爆车间和储罐区，都应当禁止电瓶车进入。在允许车辆进入的区域内，为防止汽车排气管喷火引起火灾，排气管上应装有火星熄灭器。,0区、10区，21区严禁进行焊接、切割及砂轮打磨等产生火花的工作。高处焊接、切割应有兜接火花溅落的措施。在盛有可燃易爆介质的容器、设备管线上插盲板，不能使用铁器工具，以免碰撞产生火花。,在爆炸火灾危险场所，应按安全规定选用防爆电气设备。防爆电气设备有：隔爆型(,d)、,增安型(,c)、,本质安全型(,ia；ib)、,正压型(,p)、,充油型(,o)、,充砂型(,q)、,无火花型(,n),和特殊型(,s)。,应根据危险场所的等级及所用的易燃易爆物质的不同，选用不同类别的防爆电气设备。当存在两种或两种以上爆炸性混合物时，应按危险程度较高的选用电气设备。在,l,区、1,l,区、22区临时使用非防爆电气设备时，应办理动火证。,为防止烟囱飞火引起的火灾爆炸，要求炉膛内的燃烧要充分，烟囱要有足够的高度，必要时可安装火星熄灭器。,为避免静电火花引起火灾爆炸，在易燃易爆生产车间禁止穿着不符合防静电要求的化纤服装。可燃气体、易燃液体的设备、管线，空分氢分装置、设备、管线应进行防静电接地，并控制可燃、易燃的气体、液体及氧气的流速，禁止猛开猛关阀门,2.避免火花、电弧的产生,24,3.其他火源的消除,在0区、10区21区，不能携带或从事有烙铁、熔融沥青、金属等炽热物体的施工、检修工作。在1区，11区、22区动火，要办理动火手续，并采取可靠的安全防范措施方可进行。易燃易爆场所严禁使用和安装电热器具及高热照明器具。,为防止易燃物料与高温设备、管线表面接触，可燃物的排放口应远离高温表面。高温表面的隔热保温层应当完好无损，并防止可燃物因泄漏溢料、泼溅积聚在保温层内。不允许在化工生产岗位的暖气管(片)、高温管道、设备上烘烤油污的手套、衣服等易燃物品或放置可燃物品。,为防止物质自燃而引发火灾，应将油抹布，油棉纱头等放入有盖的金属桶内，放置在远离易燃物品的安全地点并及时处理。,3.其他火源的消除,25,4.防止雷电火花,厂房、设备、管线应按要求安装防雷装置。防雷装置要定期检查，引下线与各接点要牢固可靠。每年雷雨季节前对接地电阻进行检测，接地电阻应符合规定的范围。防雷装置的接闪器与接地体之间应牢固连接，如断开，不但失去了防雷作用，反而成为一引雷装置，引发更严重的雷击事故。,4.防止雷电火花,26,2.3.2.2.可燃易爆物质的安全控制,1、惰性气体的保护,许多化工企业对具有着火爆炸危险的工艺装置、储罐、仪表等都配备氮气置换管道，以备生产时使用。易燃易爆物料管线、设备在进料前应用惰性气体进行置换，以排除系统中所有的空气，防止形成爆炸性馄合物。停车、动火检修时，应用惰性气体进行吹扫和置换。,在易燃固体的粉碎、研磨、筛分、混合以及粉装物料在输送过程中，为了安全生产，可采用惰性介质的保护。可燃气体混合物的处理过程中，也可加入适量的惰性气体，防止爆炸事故的发生。易燃液体压送时，可采用惰性气体(如氮气)充压输送。,在爆炸性危险场所中，非防爆电气仪表等应充氮保护，可燃气体排气尾部使用氮封，当发生危险物料泄漏时，使用惰性介质进行稀释。,2.3.2.2.可燃易爆物质的安全控制,27,2、难燃或不燃的溶剂替代可燃溶剂,在生产过程中通过工艺改革，以火灾爆炸危险性较小的物质取代危险程度高的物质，从而降低火灾爆炸危险性。,3、根据不同物质的危险特性采取措施,对本身能自燃的油脂以及遇空气自燃、遇水燃烧的物质等，应采取隔离空气、防火、防潮或通风、散热、降温等措施，消除爆炸可能。相互接触能引起燃烧的物质不能混存，遇酸、碱会分解爆炸的物质，应防止与酸、碱接触。对机械作用较敏感的物质要轻拿轻放，搬运装有可燃气体、液体的铁桶、气瓶时要轻拿、轻放，严禁抛掷，防止相互撞击。对易燃、可燃气体和液体要根据他们的相对密度，采取相应的排污方法和防火防爆措施。并根据物质的沸点、饱和蒸气压考虑设备的耐压强度、储存温度、保温、降温措施等。提高易燃物的自燃点，如在汽油中添加四乙基铅等。,2、难燃或不燃的溶剂替代可燃溶剂,28,4、密闭和通风措施,为防止易燃气体、蒸气和可燃粉尘与空气构成爆炸性混合物，应尽量使设备密闭，以防止气体和粉尘溢出。定期对容器、设备、管线进行密闭性检查，防止跑冒滴漏，保障安全生产。,生产中，应注意厂房的通风，降低车间空气内可燃物的含量。通风管道不宜穿过防火墙等防火分隔物，以免发生火灾时，火势顺着管道通过防火分隔物而蔓延。通风设备所用的电机，必须符合防爆要求，并做好通风设备的维护保养工作。,5、负压操作,由于爆炸混合物的爆炸极限随着原始压力的增大而增大，因而在生产条件允许的情况下，采用负压操作有利于降低系统爆炸的危险性。但负压操作时，应防止空气进入系统。,6、燃烧爆炸危险物质的处理,化工生产的污水中，往往含有易燃易爆物质，这样既让费了大量资源，污染了环境，也对安全生产构成威胁。因而，对可燃易爆物的排放应当严格控制，并注意废气、废渣、废水排放时由于性质相抵触的物质相遇发生火灾爆炸事故。1997年5月4日，重庆市某化工厂污水处理车间因违章动火，引燃了污水分配槽中的易燃物，在灭火过程中，又引发了污水调节池内可燃气体的爆炸，造成12人死亡。事故教训惨重，应引以为戒。,4、密闭和通风措施,29,2.3.2.3.工艺参数的安全控制,化工生产过程中，工艺参数主要是指温度、压力、流量及物料配比等，按工艺要求严格控制工艺参数在安全限度内，是实现安全生产的基本保证。实现这些参数的自动控制和调节是保证安全生产的重要措施。,当然，即使实现了自动控制，仍需操作人员的操作。在目前生产中，仍未完全实现智能自动控制，如操作人员思想不集中，就会出现误操作，造成的结果是无法想象的。因此，对操作人员的责任心及应变能力提出了更高的要求。,2.3.2.3.工艺参数的安全控制,30,1、温度控制,：,正确地选择传热介质,；,控制升温速度,；,防止加料温度过低,；,防止搅拌中断；防止干燥温度过高。,温度的高低，直接影响到比学反应速度的快慢。为防止温度过高或过低引发事故，温度控制可通过以下几方面实现。,(1)正确地选择传热介质。在生产过程中，首先应避免使用和反应物料性质相抵触的传热介质。对热不稳定物应采取降温和隔热措施。生产过程中应防止设备的传热面结疤，以免影响热传递造成局部高温而引发爆炸。保证高温热载体的使用安全，严防低沸点物质（如水）等进入系统后遇高热载体气化而引起超压爆炸。,(2)控制升温速度。系统升温速度过快，会使反应加剧，从而导致压力迅速升高，就可能引起易燃、易爆物质燃烧爆炸的危险。,(3)防止加料温度过低。当温度低于反应所需的温度时，加入的物料因不发生反应而积聚，温度升高后，积聚的物料在瞬间发生剧烈的反应，反应产生的热量超过设备的传热能力，因超温超压而引发事故。,1、温度控制 ：正确地选择传热介质 ；控制升温速度 ；防止加,31,(4)防止搅拌中断。搅拌可使反应物料均匀混合，加速传热和传质，使反应物料温度均匀，防止局部过热。因而搅拌系统应采取双路供电并增设人工搅拌装置。生产过程中，如果由于停电或搅拌桨脱落而造成搅拌中断时，应立即停止加料，采取有效的降温措施，并及时实施人工搅拌。情况危急时，可采取紧急排放措施，防止超温超压。,(5)防止干燥温度过高。对于易燃易爆、易分解物质，要严格控制干燥温度，防止局部过热而引发事故。对于热敏感物料，其生产设备的加热面要低于物料液面，以免局部过热物料分解，发生火灾爆炸。,(4)防止搅拌中断。搅拌可使反应物料均匀混合，加速传热和传质,32,2、投料控制,投料控制主要从控制投料数量、顺序、速度、配比几方面着手。,(1)投料量 化工反应设备及储罐都有一定的安全容积，投料太多，如超过系统的安全容积系数，往往会引起溢料或超压。由于催化剂对化学反应速度影响很大，因而，如果催比剂过量，反应加剧，系统可能因超温超压而发生爆炸。,加料过少，也可能发生事故。一是加料量少，使温度计接触不到料面，温度出现假象，导致判断错误，因失控而引发事故；另一方面，加料量太少，使料面位于加热面下，物料的气相部分与加热面接触，使易分解的物料局部过热分解，从而引起爆炸。,(2)投料顺序 某些化工生产必须严格遵守投料顺序，按照操作规程投料，否则极易发生爆炸事故。如合成氯化氢时，应先投氢后投氯，反之就会发生爆炸。,(3)投料速度 投料速度的快慢，直接影响到化学反应速度的快慢。特别对于放热反应的生产工艺，投料速度不能超过设备的传热能力，否则，物料温度升高会引起物料的分解、突沸，产生事故。当加料速度太慢时，反应温度降低，部分物料因温度过低不能反应而积聚；升温后，反应加剧，从而引发超温、超压事故的发生。因而应严格按操作要求，控制投料速度。,(4)投料配比 对连续化程度高，危险性较大的生产，要特别注意反应物料的配比，严格按配比投料，尤其是临近爆炸极限的配比，更应经常分析。投料配比不当，不但会给下一工序带来麻烦，还会产生危险的过反应物。如三氯化磷的生产是将氯气通入黄磷，通氯过量则产生极易分解的五氧化磷，造成焊炸事故。,因而，物料纯度的提高，能有效地减少副反应，降低化工生产的危险度。,2、投料控制,33,3、超量杂质和副反应的控制,化学反应中，物料的纯度应严格按规定执行。许多化学反应，由于反应物料中危险杂质的增加导致副反应、过反应而造成火灾爆炸。如乙炔和氯化氢生产氯乙烯，氯化氢中的游离氯一般不允许超过0.005%，因为过量游离氯可与乙炔反应生成四氯乙烷而立即燃烧爆炸。对于有较大危害的副反应物，要采取措施，定期排放，不让其在系境内长期积聚。,易燃气体参加的反应，杂质超量时，还会在反应过程中形成爆炸性混合物、引起爆炸。如尿素的合成，原料二氧化碳气中氢气含量超标，就会在反应过程中形成爆炸性混合气体，引起系统爆炸。,因而，物料纯度的提高，能有效地减少副反应，降低化工生产的危险度。,3、超量杂质和副反应的控制,34,4、溢料和泄漏的控制,化学反应中，不少物料容易起泡，从而发生溢料引发火灾爆炸。这种情况可以通过在搅拌轴上加装打泡器或加入消泡剂加以解决。,化工生产中的溢料和冲料，多数是由于投料速度太快或升温过猛而引起，因此，严格根据操作规程进行投料、升温，可避免溢料和冲料事故的发生。,当发生易燃液体大量跑料、冲料时，首先应切断料源，及时汇报，同时要防止一切可能产生的火花，如立即停止邻近扩散区域内的明火作业，制止一切机动车辆进入扩散区域，防止撞击、摩擦产生火花，并采取有效措施封堵。,4、溢料和泄漏的控制,35,2.3.3.事故的紧急处理,在岗位上的化学工人，都应了解在本岗位的生产中可能出现的意外情况。对每个意外事故，都应有明确的紧急处理的要求。因此要求每个生产岗位(车间)都要制订“紧急事故处理规程，并经常讲解和培训，熟练掌握，加深理解，使每名操作工人都有处理各种不正常情况的应变能力。,当发生突然停电、停火、停汽，经厂调度同意必须紧急停车时，操作工人要果断、冷静，按安全操作步骤顺序进行停车操作。,（1）停电 火灾爆炸危险场所应全部采用双线路供电，如全部装置断电，应及时报告，按调度指令或紧急停车安全规程进行处理。必要时，可先处理后报告。一般情况下，应立即停止加料，注意温度和压力变化，保持必要的物料流通，并随时准备紧急排放。在紧急停车处理的同时，要防止突然来电，对紧急停车后不应立即启动的设备，要切断其电源。,（2）停水 突然停水时要注意系统各部位的温度变比，特别对以水作冷却介质的反应要立即停止加料，并启用备用水源，密切注意温度和压力的变化，必要时采取紧急排放措施。对于用水冷却的运转设备要时刻注意设备温度，温度过高时紧急停车。,（3）停汽 停汽或系统蒸汽压力降低时，加热装置温度下降，应根据温度变化采取相应措施，以防止熔融的固体物料凝结堵塞在设备或管道中。如需要蒸汽参与的反应要立即关闭蒸汽与物料系统相连接的阀门，以防物料倒入蒸汽系统。,2.3.3.事故的紧急处理,36,2.3.4.安全保险装置,在现代化化工生产中，系统安全保险装置是防止火灾爆炸事故的重要手段之一。自动化程度的提高，如自动检测、自动调节、自动操作及自动讯号、联锁系统的使用，能大幅度降低生产的危险度，提高生产的安全系数。,安全保险装置按功能可分为以下四类。,2.3.4.1.报警信号装置,报警信号装置有安全指示灯、器、铃等，当生产中出现危险状态时(如温度、压力、浓度、液位、流速、配比等达到设定危险程度时)，自动发出声、光报警信号，提醒操作者，以便及时采取措施，消除隐患。,2.3.4.2.保险装置,保险装置有安全阀，爆破片、防爆门、放空管等，当生产中一旦出现危险状况时，能自动消除不正常状况，在出现超压危险时能够起跳、破裂或开启而泄压，避免设备破坏。安全阀和爆破片、放空管等保险装置一般安装在锅炉、压力容器及机泵的出口部位。,2.3.4.安全保险装置,37,2.3.4.3.安全联锁,安全联锁装置有联锁继电器、调节器、自动放空装置。安全联锁对操作顺序有特定的安全要求，是防止误操作的一种安全装置，一般安装在生产中对工艺参数有影响、有危险的部位。例如需要经常打开的带压反应器，开启前必须将器内压力排除，经常频繁操作容易造成疏忽，为此，可将打开孔盖与排除压力的阀门进行联锁，当压力没有排除时，孔盖无法打开。,2.3.4.4.阻火设备,阻火设备包括安全液封、阻火器、阻火闸门等。,安全液封用于防止可燃气体、易燃液体蒸气逸出着火，起到熄火、阻止火势蔓延的作用。一般用于安装在低于0.2,MPa,的气体管线与生产设备之间，常用的安全液封有敞开式和封闭式两种。,阻火器内装有金属网、金属波纹网、砾石等，当火焰通过狭小孔隙，由于热损失突然增大，致使燃烧不能继续而熄灭。阻火器一般安装在可燃易爆气体、液体蒸气的管线和容器、设备之间或排气管上。,阻火闸门用于防止火焰沿通风管道或生产管道蔓延。自动阻火阀门一般安装在岗位附近，便于控制。对只允许液体向一定方向流动、防止高压窜入低压及防止回头火时，可采用单向阀。,特别应指出，近几年来，国内外的许多化工生产工艺，采用电脑控制和操作全过程，不但降低了原料的消耗，降低了成本，更重要的是使生产更加安全可靠。,2.3.4.3.安全联锁,38,思考题,1、,物质燃烧所必须具备的条件有哪些?,2、燃烧的过程是怎样的?有几种类型?特征是什么？,3、爆炸分几种?各有什么特点?,4、爆炸极限的定义?什么样的物质具有爆炸极限?爆炸极限的影响因素有哪些?,5、按爆炸火灾危险场所区分你所在的车间或工段是什么区?按生产的火灾危险性分类应属于哪一类?,6、在生产过程中，对可燃易爆物质一般采取哪些安全控制手段?,7、为何要严格按工艺技术规程控制反应温度、投料量、投料速度及顺序?,8、发生溢料和泄漏时，应如何处理?,9、分别说出突然停电、停汽、停水时的处理方法。,10、安全保险装置有几种?各自的作用是什么？,思考题 1、物质燃烧所必须具备的条件有哪些?,39,
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