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文檔簡介
化工安全
河南省戰(zhàn)略性新興領域“十四五”高等教育教材第一章
緒論了解化工生產的基本概念。掌握化工生產的特點。掌握化工生產中事故發(fā)生的主要特征。熟悉安全生產管理的相關概念。了解安全生產的方針及重要意義。了解我國化工安全生產的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。具有安全防范意識和初步判別風險的能力。具有分析化工生產中事故發(fā)生原因的能力。具備較高的安全責任意識。具備嚴謹科學的工作態(tài)度。能夠認識到安全生產的重要性。自覺樹立安全生產意識和安全防護意識。知識目標能力目標素養(yǎng)目標一、化工生產的基本概念二、化工生產與化工生產中事故的特點三、安全生產管理的基本概念四、我國化工安全生產的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢目錄CONTENT一、化工生產的基本概念研究化工生產的基本過程和反應原理。研究化工生產的工藝流程和最佳工藝條件。研究化工生產中運用的主要設備的構造、工作原理及強化生產的方法。一、化工生產的基本任務(一)化工單元操作化工生產遵循基本的加工過程。若干個單元操作串聯(lián)起來就構成了一個化工產品的生產過程。不同生產過程中的同一種化工單元操作,它們所遵循的原理相同,所使用的設備相似。但是,不同的產品生產過程具有各自的獨特條件和要求。二、化工單元操作及其分類(二)化工單元操作的分類按照各單元操作所遵循的基本規(guī)律不同,可將單元操作歸納為以下五個基本過程。(1)流體動力學過程:指符合流體力學原理的一些單元操作,如流體的輸送、過濾、沉降和固體流態(tài)化等。(2)熱量傳遞過程:指符合物質間熱量交換基本規(guī)律的過程,如傳熱、蒸發(fā)等。(3)質量傳遞過程:指符合物質的質量從一個相傳遞到另一個相的過程,如蒸餾、吸收和干燥等。(4)熱力學過程:指符合熱力學原理的一些單元操作,如冷凍、深度冷凍等。(5)機械過程:指符合機械力學原理的一些單元操作,如固體的粉碎、過濾和物料的攪拌等。二、化工單元操作及其分類(三)化工過程的基本規(guī)律1.物料衡算按照物質守恒定律對總物料或其中某一組分進行的計算,稱為物料衡算。根據物質守恒定律,在一個穩(wěn)定的化工生產過程中向系統(tǒng)或設備所投入的物料量等于所得產品量及過程損失量之和。2.熱量衡算按照能量守恒定律對系統(tǒng)或設備進行的熱量平衡的計算,稱為熱量衡算。除了物質發(fā)生變化,在化工生產中還常常伴有能量的變化。在化工設備中所涉及的能量主要表現(xiàn)為熱量的變化,所依據的原則是能量守恒定律。根據能量守恒定律,對于一個穩(wěn)定的化工生產過程,向系統(tǒng)和設備內輸入的熱量等于輸出的熱量加上損失的熱量。二、化工單元操作及其分類(三)化工過程的基本規(guī)律3.過程的平衡關系當吸收劑中所吸收的氣體濃度達到飽和時,吸附與解吸過程處于平衡狀態(tài),即氣體的吸收達到了極限。過程的平衡是在一定條件下建立的,當條件發(fā)生變化時,平衡就會被破壞,直到在新的條件下建立新的平衡關系為止。在許多化工生產過程中,建立過程的平衡關系具有重要的實際意義。一個過程在一定條件下能否進行,能進行到什么程度,都可以由平衡關系推知。同時還為生產操作條件的選擇和改進提供依據。4.過程的速率過程的速率是指單位時間內過程進行的變化量。它與過程的推動力成正比,與過程的阻力成反比。二、化工單元操作及其分類二、化工生產與化工生產中事故的特點化工生產具有易燃、易爆、易中毒、高溫、高壓、腐蝕性等特點。因此,化工生產部門較其他工業(yè)部門有更大的危險性。(一)原料具有危險性半成品和成品種類繁多,絕大部分是易燃、易爆、有毒和有腐蝕性的危險化學品。這給生產中的原材料、燃料、中間產品和成品的儲存和運輸都提出了特殊的要求。(二)工藝條件苛刻有些化學反應在高溫、高壓條件下進行,有的要在低溫、高真空條件下進行。例如,在由輕柴油裂解制乙烯,進而生產聚乙烯的生產過程中,輕柴油在裂解爐中的裂解溫度為800℃;裂解氣要在深冷(-96℃)條件下進行分離;純度為99.99%的乙烯氣體在294kPa壓力下聚合,制取聚乙烯樹脂。一、化工生產的特點(三)生產規(guī)模大型化近年來,國際上化工生產采用大型生產裝置是一個十分明顯的趨勢。一、化工生產的特點河南晉開集團合成氨生產裝置中海油惠州乙烯裝置(四)高度自動化與連續(xù)化化工生產已經從過去落后的手工操作、間斷生產轉變?yōu)楦叨茸詣踊?、連續(xù)化生產;生產設備由敞開式變?yōu)槊荛]式;生產裝置從室內走向露天;生產操作由分散控制變?yōu)榧锌刂?。同時,操作方式也由人工手動操作變?yōu)閮x表自動操作,進而發(fā)展為計算機控制,自動化生產線如右圖所示。一、化工生產的特點自動化生產線(一)發(fā)生火災、爆炸、中毒事故的概率大且后果嚴重(二)觸發(fā)事故的因素多(1)在化工生產中有許多副反應生成,有些機理尚不完全清楚,有些則是在危險臨界點(如爆炸極限)附近進行生產,工藝條件稍一波動就會發(fā)生嚴重事故。(2)在化工生產工藝中影響各種參數(shù)的干擾因素很多,設定的工藝參數(shù)很容易發(fā)生偏移。在自動控制過程中也會出現(xiàn)失調或失控現(xiàn)象,人工調節(jié)更易發(fā)生事故。(3)由于個人素質或人機工程設計欠佳,往往會造成操作失誤。(三)因設備材質、加工缺陷及腐蝕等原因觸發(fā)事故(四)事故的集中與多發(fā)二、化工生產中的事故特點二、化工生產中的事故特點化工生產爆炸現(xiàn)場三、安全生產管理的基本概念(一)安全安全是指生產系統(tǒng)中人員免遭不可承受的傷害。在生產過程中,安全條件是指不發(fā)生人員傷亡、相關疾病或設備、設施損壞或環(huán)境危害的條件。安全狀況是指不因人、機、環(huán)境的相互作用而導致系統(tǒng)失效、人員傷害或其他損失。(二)本質安全本質安全是指設備、設施或技術工藝含有內在的、能夠從根本上防止發(fā)生事故的功能。具體內容包括以下兩個方面。操作者即使操作失誤,也不會發(fā)生事故或傷害,即設備、設施和技術工藝本身具有自動防止不安全行為的功能。設備、設施或技術工藝發(fā)生故障或損壞時,還能暫時維持正常工作或自動轉變?yōu)榘踩珷顟B(tài)。本質安全是安全生產管理預防為主的根本體現(xiàn),也是安全生產管理的最高境界。實際上,由于技術、資金和人們對事故的認識等原因,目前還很難做到本質安全,只能作為人們的奮斗目標。一、安全與本質安全(一)危險根據系統(tǒng)安全工程的觀點,危險是指系統(tǒng)中存在導致發(fā)生不期望后果的可能性超過了人們的承受程度。從危險的概念可以看出,危險是人們對事物的具體認識,必須指明具體對象,如危險環(huán)境、危險條件、危險狀態(tài)、危險物質、危險場所、危險人員和危險因素等。一般用危險度來表示危險的程度。在安全生產管理中,危險度用生產系統(tǒng)中事故發(fā)生的可能性與嚴重性給出,即R=f(F,C)式中,R為危險度;F為發(fā)生事故的可能性;C為發(fā)生事故的嚴重性。(二)危險源從安全生產的角度來說,危險源是指可能造成人員傷害、相關疾病、財產損失、作業(yè)環(huán)境破壞或其他損失的根源或狀態(tài)。二、危險與危險源(一)安全生產安全生產是為了使生產過程在符合物質條件和工作秩序下進行,防止發(fā)生人身傷亡和財產損失等生產事故,消除或控制危險、有害因素,保障人身安全與健康、設備和設施免受損壞、環(huán)境免遭破壞的總稱。(二)安全生產管理所謂安全生產管理,就是針對人們生產過程中的安全問題,運用有效的資源,發(fā)揮人們的智慧,通過人們的努力,進行有關決策、計劃、組織和控制等活動,實現(xiàn)生產過程中人與設備、物料、環(huán)境的和諧,達到安全生產的目標。三、安全生產與安全生產管理安全生產管理的目標是減少和控制危害或事故,盡量避免生產過程中由于事故所造成的人身傷害、財產損失、環(huán)境污染及其他損失。安全生產管理包括安全生產法制管理、行政管理、監(jiān)督檢查、工藝技術管理、設備設施管理、作業(yè)環(huán)境和條件管理等。安全生產管理的對象涉及企業(yè)中的所有人員、設備設施、物料、環(huán)境、財務、信息等各個方面。安全生產管理的內容包括安全生產管理機構和安全生產管理人員、安全生產責任制、安全生產管理規(guī)章制度、安全生產策劃、安全培訓教育和安全生產檔案等。三、安全生產與安全生產管理“安全第一、預防為主、綜合治理”是我國的安全生產方針。安全生產方針為我國安全生產確定了總原則。“安全第一”是指在生產勞動過程中,把勞動安全衛(wèi)生工作,特別是勞動者的生命安全與健康放在首位,作為生產勞動順利進行的前提和保證。對于各級領導者和管理者來說,在處理保證安全與生產經營活動的關系上,要始終把安全放在首要位置,優(yōu)先考慮從業(yè)人員和其他人員的人身安全,實行“安全優(yōu)先”的原則,在確保安全的前提下,努力實現(xiàn)生產的其他目標。對于勞動者來說,則要珍惜自己和他人的生命與健康,在進行每項工作時,都要首先考慮在工作中可能存在哪些危險因素或事故隱患,應該采取哪些措施來防止事故的發(fā)生。同時要嚴格遵守、執(zhí)行安全操作規(guī)程,杜絕違章操作,以避免傷害自己和他人?!邦A防為主”是指按照系統(tǒng)化、科學化的管理思想,按照事故發(fā)生的規(guī)律和特點,千方百計地預防事故的發(fā)生,做到防患于未然,將事故消滅在萌芽狀態(tài)。同時,通過日常的宣傳、教育、培訓,提高所有人員(包括各級領導、管理者和勞動者)的安全素質,盡可能減少人的不安全行為和管理缺陷。四、安全生產方針“綜合治理”是指適應我國安全生產形勢的要求,自覺遵守安全生產規(guī)律,正視安全生產工作的長期性、艱巨性和復雜性,抓住安全生產工作中的主要矛盾和關鍵環(huán)節(jié),綜合運用經濟、法律和行政等手段,人管、法治和技防多管齊下,并充分發(fā)揮社會、員工和輿論的監(jiān)督作用,有效解決安全生產領域的問題。目前,我國的安全生產既存在歷史積淀的沉重包袱,又面臨經濟結構調整、增長方式轉變帶來的挑戰(zhàn),要從根本上解決安全生產問題,就必須實施綜合治理?!鞍踩谝?、預防為主、綜合治理”的安全生產方針是一個有機統(tǒng)一的整體?!鞍踩谝弧笔恰邦A防為主”“綜合治理”的統(tǒng)帥和靈魂,沒有“安全第一”的思想,“預防為主”就失去了整治依據?!邦A防為主”是實現(xiàn)“安全第一”的根本途徑。只有把安全生產的重點放在建立事故隱患預防體系上,超前防范,才能有效減少事故損失,實現(xiàn)安全第一?!熬C合治理”是落實“安全第一”“預防為主”的手段和方法。只有不斷健全和完善綜合治理工作機制,才能有效貫徹安全生產方針,真正把“安全第一”“預防為主”落到實處,不斷開創(chuàng)安全生產工作的新局面。四、安全生產方針四、我國化工安全生產的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(一)形成了基本的理論體系(二)出臺了相關法律法規(guī)(三)成立了一系列的法制部門(四)完善了相應的監(jiān)督體制體系一、我國化工安全生產的現(xiàn)狀大量理論研究和實踐證明,安全事故的發(fā)生不是偶然的,造成安全事故的原因也是多方面的,但根本原因在于管理系統(tǒng)的缺陷和失效。(一)安全意識缺失(二)生產基礎有待提高(三)監(jiān)管監(jiān)察及應急救援能力還很差
(四)有效的市場激勵機制還未形成(五)安全重視不夠、安全投入不足(六)安全教育培訓、宣傳力度不夠二、我國安全生產有待提高的地方(一)大力培育安全文化(二)發(fā)展科技、提高效率(三)采取系統(tǒng)綜合對策
(四)加強法治力度(五)利用綜合保險的方法三、我國化工安全生產的發(fā)展趨勢及對策化工安全是一個非常重要的研究領域,涉及許多復雜的專業(yè)技術和知識。在化工生產過程中,由于大量危險的化學物質和特殊的高溫、高壓環(huán)境,使得化工生產存在許多危險,如火災、爆炸、中毒等。本章主要概括了化工安全緒論的主要內容,包括化工安全的重要性、化工安全的范疇和化工安全的前景展望。本章小結1.化工生產的主要特點是什么?有哪些原因會造成火災和爆炸事故?2.查閱相關資料,進一步了解我國安全生產工作的現(xiàn)狀,各類事故發(fā)生的頻次、原因及影響。3.我國與安全生產配套的相關法律法規(guī)你了解多少?你有什么看法?分小組進行課堂討論,并把自己的觀點記錄下來,作為下次課程的作業(yè)提交。4.討論我國安全生產方針及其內涵,結合實際談一談安全生產的意義及其重要性。課后思考謝謝大家認真觀看化工安全主編
肖娜河南省戰(zhàn)略性新興領域“十四五”高等教育教材第二章
化工安全基礎了解化工原料和化工產品的基礎知識。了解危險化學品的安全基礎知識。熟悉不同化學品的危害。掌握化學事故的應急處理方法。掌握危險化學品的個人防護措施。了解危險化學品的性能。面對緊急事故,具備良好的心理素質。養(yǎng)成觀察留意周邊生產環(huán)境的良好習慣。能夠樹立對危險化學品的安全防范意識。培養(yǎng)應急處理能力。知識目標能力目標素養(yǎng)目標第一節(jié)
化工原料和產品第二節(jié)
危險化學品安全基礎目錄CONTENT第一節(jié)
化工原料和產品化工原料就其性質和來源可分為無機原料、有機原料和農副產品原料三大類。(一)無機原料無機原料主要包括空氣、水、鹽(氯化鈉)、黃鐵礦(硫鐵礦)、磷灰石和硼鎂礦等。(1)黃鐵礦。一般為金黃色,如圖1所示。(3)磷灰石。常見的為含氟磷酸三鈣,一般為灰白色或淡綠色,如圖2所示。(3)硼鎂礦。一般為白色或灰色,用于玻璃、搪瓷、醫(yī)藥和尖端科學中的高能燃料及特殊材料,如圖3所示。一、化工原料圖1黃鐵礦圖2磷灰石圖3硼鎂礦(二)有機原料(1)煤。植物被埋沒在地下,在幾乎沒有空氣的情況下,經過煤化形成,可分為泥煤、褐煤、煙煤和無煙煤。把煤隔絕空氣加熱至高溫使其分解的過程稱為煉焦。煉焦工業(yè)的初級產品有焦炭、焦爐氣和煤焦油等。焦炭:由煤高溫干餾而獲得,主要用于冶金或合成氣原料。焦爐氣:主要有氫氣和甲烷。煤焦油:含有幾百種不同的烴和烴的衍生物,煤焦油瀝青是主要的防腐劑和建筑材料。(2)石油。普遍認為石油是由古代海洋或湖泊中的生物遺體經長期高溫高壓作用形成的,屬于不可再生能源。(3)天然氣。由有機物經生物化學作用分解而成,主要成分是低分子量烷烴的混合物,還含有少量的氫氣、氮氣、氦氣、硫化氫和二氧化碳等。按化學成分可分為干氣、濕氣等。干氣:含甲烷80%~90%。濕氣:除甲烷外,還含有較多的乙烷、丙烷、丁烷和戊烷。一、化工原料(三)農副產品原料(1)薯類:如土豆、甘薯等,含有豐富的淀粉。(2)殼類:如棉籽殼、稻子殼等,其中含有的戊聚糖可水解制得糠醛。(3)稈類:如木材、竹子、蘆葦?shù)龋渲泻械睦w維素可加工制得紙張、人造纖維等。(4)油類:主要是植物油,如蓖麻油、桐油等,各種脂肪酸油脂可制得油漆、肥皂和油墨等。一、化工原料化工產品種類多樣,應用廣泛。目前主要包括化學肥料、農藥、合成樹脂及塑料、橡膠、合成纖維、染料、涂料(漆)、化學試劑等。(一)化學肥料化學肥料主要有氮肥、磷肥和鉀肥,如圖1所示。(二)農藥農藥包括殺蟲劑、殺菌劑、殺螨劑、殺線蟲劑、殺鼠劑、除草劑、脫葉劑和植物刺激素等,如圖2所示。二、化工產品圖1化學肥料圖2農藥(三)合成樹脂及塑料(1)樹脂是指受熱后有軟化或熔融溫度范圍,軟化時在外力作用下有流動傾向,常溫下是固態(tài)、半固態(tài)或假固態(tài),有時也可以是液態(tài)的有機聚合物。從廣義上來講,可以作為塑料制品加工原料的任何聚合物都稱為樹脂。樹脂有天然樹脂和合成樹脂之分。天然樹脂是指由自然界中動植物分泌所得的無定形有機物質,如松香、琥珀和蟲膠等。合成樹脂是指由簡單有機物經化學合成或某些天然產物經化學反應而得到的樹脂產物。(2)塑料是指以樹脂(或在加工過程中用單體直接聚合)為主要成分,以增塑劑、填充劑、潤滑劑、著色劑等添加劑為輔助成分,在加工過程中能流動成型的材料,如右圖所示。二、化工產品塑料(三)合成樹脂及塑料塑料按其性能和用途分類主要有通用塑料、工程塑料、耐高溫塑料、環(huán)氧樹脂和有機玻璃等。通用塑料:主要有聚氯乙烯塑料、聚烯烴塑料、聚苯乙烯塑料、酚醛塑料和氨基塑料。工程塑料:主要是機械強度高、耐腐蝕、耐磨耗、自潤滑等性能較好的一類塑料,如雙酚A塑料、聚甲醛塑料等。耐高溫塑料:如聚二苯醚塑料、聚苯硫醚塑料等。塑料主要有以下特性:大多數(shù)塑料質輕,化學穩(wěn)定性好,不會銹蝕;耐沖擊性好;具有較好的透明性和耐磨耗性;絕緣性好,導熱性低;一般成型性、著色性好,加工成本低;大部分塑料耐熱性差,熱膨脹率大,易燃燒;尺寸穩(wěn)定性差,容易變形;多數(shù)塑料耐低溫性差,低溫下變脆;容易老化;某些塑料易溶于有機溶劑。二、化工產品(四)橡膠(1)通用合成橡膠主要有丁苯橡膠、丁腈橡膠、順丁橡膠、乙丙橡膠等。(2)特種合成橡膠包括硅橡膠、氟橡膠和聚硫橡膠等。硅橡膠:具有獨特的耐高溫和耐低溫性能,使用溫度在-100~300℃。氟橡膠:耐高溫、耐低溫,又具有高介電性。聚硫橡膠:具有特殊的耐油和耐有機溶劑性能。二、化工產品(五)合成纖維合成纖維是指以有機原料人工合成的高聚物。它包括錦綸、滌綸、腈綸、維倫、丙綸等,如圖所示。二、化工產品合成纖維(六)染料染料分為天然染料和合成染料。天然染料主要有植物染料、動物染料和礦物染料;合成染料主要以苯、萘、蒽等作為原料制成。(七)涂料(漆)涂料(漆)分為天然漆、人造漆。(八)化學試劑化學試劑按照等級標準可分為優(yōu)級純、分析純、化學純和實驗試劑。(九)其他化工產品各種藥物、炸藥、燃料、催化劑和助劑等。二、化工產品第二節(jié)
危險化學品安全基礎凡具有各種不同程度的燃燒、爆炸、毒害、腐蝕、放射性等危險特性,受到摩擦、撞擊、震動、接觸火源、日光暴曬、遇水受潮、溫度變化或遇到性能有抵觸的其他物質等外界因素的影響,因而引起燃燒、爆炸、中毒、灼傷等人身傷亡、職業(yè)危害或財產損壞、環(huán)境污染的物質,都稱為危險化學品。一、危險化學品的基本概念依據《化學品分類和危險性公示通則》(GB13690—2009)和《危險貨物分類和品名編號》(GB6944—2012)兩個國家標準,危險化學品按其危險性劃分為9類。第1類是爆炸品,第2類是氣體,第3類是易燃液體,第4類是易燃固體、易于自燃的物質、遇水放出易燃氣體的物質,第5類是氧化性物質和有機過氧化物,第6類是毒性物質和感染性物質,第7類是放射性物質,第8類是腐蝕性物質,第9類是雜項危險物質和物品,包括危害環(huán)境物質。二、危險化學品的分類1.爆炸品爆炸品(或混合物)是一種固態(tài)或液態(tài)物質(或物質的混合物),其本身能夠通過化學反應產生氣體,而產生氣體的溫度、壓力和速度之大能對周圍環(huán)境造成破壞。其中也包括發(fā)火物質,即使它們不放出氣體。爆炸品是指滿足下列條件之一的物質。(1)爆炸性物質和混合物。(2)爆炸性物品,但不包括下述裝置,其中所含爆炸性物質或混合物因其數(shù)量或特性,在偶然點燃或引爆后,不會由于迸射、發(fā)火、冒煙、發(fā)熱或巨響而在裝置之外產生任何效應。(3)在(1)和(2)中未提及的為生產實際爆炸或煙火效應而制造的物質、混合物和物品。二、危險化學品的分類2.氣體本類氣體是指滿足下列條件之一的物質。(1)臨界溫度低于50℃或在50℃時,其蒸氣壓力大于294kPa的壓縮或液化氣體。(2)溫度在21.1℃時,氣體的絕對壓力大于275kPa,或者溫度在54.4℃時,氣體的絕對壓力大于715kPa的壓縮氣體;溫度在37.8℃時,雷德蒸氣壓力大于275kPa的液化氣體或加壓溶解的氣體。本類氣體包括壓縮氣體、液化氣體、溶解氣體、冷凍液化氣體、一種或多種氣體與一種或多種其他類別物質的蒸氣混合物、充有氣體的物品和氣霧劑。二、危險化學品的分類3.易燃液體易燃液體是指易燃的液體、液體混合物或是在溶液、懸浮液中有固體的液體,其閉杯試驗閃點不高于61℃或開杯試驗閃點不高于65.6℃。易燃液體還包括滿足下列條件之一的液體。(1)在溫度等于或高于其閃點的條件下提交運輸?shù)囊后w。(2)以液態(tài)在高溫條件下運輸或提交運輸,并在溫度等于或低于最高運輸溫度下放出易燃蒸氣的物質。二、危險化學品的分類4.易燃固體、易于自燃的物質、遇水放出易燃氣體的物質易燃固體是指燃點低,對熱、撞擊、摩擦敏感且易于燃燒的固體,但不包括已列入爆炸品的物品。易于自燃的物質包括發(fā)火物質和自熱物質。(1)發(fā)火物質是指即使只有少量與空氣接觸,5分鐘內便可燃燒的物質,包括混合物和溶液(液體或固體)。(2)自熱物質是指發(fā)火物質以外的與空氣接觸便能自己發(fā)熱的物質。遇水放出易燃氣體的物質是指遇水放出的易燃氣體與空氣混合能夠形成爆炸性混合物的物質。二、危險化學品的分類5.氧化性物質和有機過氧化物氧化性物質是指本身未必燃燒,但通常因自身放出氧氣,引起或促使其他物質燃燒的物質。有機過氧化物是指含有兩價過氧基(=O—O—)結構的液態(tài)或固態(tài)有機物質。6.毒性物質和感染性物質毒性物質是指經吞食、吸入或與皮膚接觸后,可能造成死亡、嚴重受傷或損害人類健康的物質。感染性物質是指已知或有理由認為含有病原體的物質。7.放射性物質放射性物質是指任何含有放射性核素且其活度濃度和放射性總活度都超過《放射性物質安全運輸規(guī)程》(GB11806)規(guī)定限值的物質。二、危險化學品的分類8.腐蝕性物質腐蝕性物質是指通過化學作用使生物組織接觸時,造成嚴重損傷;或在滲漏時,嚴重損害甚至毀壞其他貨物或運載工具的物質,包括滿足下列條件之一的物質。(1)使完好皮膚組織在暴露超過60分鐘,但不超過4小時之后開始的最多14天觀察期內皮膚全厚度毀損的物質。(2)被判定不引起完好皮膚組織全厚度毀損,但在55℃試驗溫度下,對鋼或鋁的表面腐蝕率超過6.25mm/a(毫米/年)的物質。二、危險化學品的分類9.雜項危險物質和物品,包括危害環(huán)境物質本類是指存在危險但不能滿足其他類別定義的物質和物品,包括以微細粉塵吸入可危害健康的物質、會放出易燃氣體的物質、鋰電池組、求生設備、一旦發(fā)生火災可形成二口惡英的物質和物品、在高溫下運輸或提交運輸?shù)奈镔|(指在液態(tài)溫度達到或超過100℃,或固態(tài)溫度達到或超過240℃條件下運輸?shù)奈镔|)等,危害環(huán)境物質包括污染水生環(huán)境的液體或固體物質,以及這類物質的混合物(如制劑和廢物)等。除了根據各類危險化學品的定義確定其分類,還可以查閱國家標準《危險貨物名錄》《危險化學品名錄》(2002版)、《有毒化學品名錄》(2002版)等確定危險化學品的所屬類別。對于未列入分類明細表中的危險化學品,可以參照已列出化學性質的危險性相似的物品進行分類。二、危險化學品的分類不同類別的危險化學品由于其分子組成、官能團等的差別具有不同的危險特性,危險化學品的主要危險特性如下。(1)活性?;钚允侵敢着c其他物質發(fā)生作用的特性。許多具有爆炸特性、氧化特性的物質其活性都很強,活性越強的物質其危險性就越大。(2)燃燒性。壓縮氣體和液化氣體、易燃液體、易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品、氧化劑和有機過氧化物等均可能發(fā)生燃燒而導致火災事故。(3)爆炸性。除爆炸品外,壓縮氣體和液化氣體、易燃液體、易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品、氧化劑和有機過氧化物等都有可能引發(fā)爆炸。(4)毒害性。除毒害品和感染性物品外,壓縮氣體和液化氣體、易燃液體、易燃固體等也會具有不同程度的毒性致人中毒。(5)腐蝕性。腐蝕性物品對人或金屬會造成不同程度的腐蝕,酸類和堿類物質一般都有腐蝕性,有些有機物質也有腐蝕性。(6)放射性。放射性化學品所放出的射線對人體組織結構會造成暫時或永久性的傷害。三、危險化學品的危險特性(一)爆炸品的危險特性爆炸品都具有化學不穩(wěn)定性,在一定的外界因素作用下,會產生猛烈的化學反應,放出巨大的能量。爆炸品的危險特性突出表現(xiàn)在以下四個方面。化學反應速度極快。一般在萬分之一秒的時間內完成化學反應過程。爆炸時產生大量的熱,能量在極短時間內放出。產生大量氣體,造成高壓。形成的沖擊波對周圍建筑物有巨大的破壞性。對撞擊、摩擦、溫度等外界條件非常敏感。任何一種爆炸品的爆炸都需要外界供給它一定的能量,即起爆能。某一爆炸品所需的最小起爆能,即為該爆炸品的敏感度。敏感度是確定爆炸品爆炸危險性的一個非常重要的標志,敏感度越高,則爆炸危險性越大。三、危險化學品的危險特性(一)爆炸品的危險特性此外,有的爆炸品還有一定的毒性,如TNT、硝化甘油、雷汞等。還有些爆炸品與酸、堿、鹽、金屬發(fā)生反應,反應的生成物是更容易爆炸的化學品,如苦味酸,遇某些碳酸鹽能反應生成更易爆炸的苦味酸鹽;苦味酸受銅、鐵等金屬撞擊,會立即發(fā)生爆炸。因此,在爆炸品儲運中要避免摩擦、撞擊、顛簸、震蕩,嚴禁與氧化劑、酸、堿、鹽類、金屬粉末和鋼材料器具等混儲混運。該類危險化學品的安全標識如圖所示。三、危險化學品的危險特性(二)壓縮氣體和液化氣體的危險特性該類危險化學品按其性質又分為易燃氣體、不燃氣體和有毒氣體。易燃氣體極易燃燒,與空氣混合能形成爆炸性混合物。在常溫常壓下遇明火、高溫會發(fā)生燃燒或爆炸,如乙炔氣和氫氣。不燃氣體是指無毒且不可燃燒的氣體,包括助燃氣體,但高濃度時有窒息作用。助燃氣體有強烈的氧化作用,遇油脂能發(fā)生燃燒或爆炸,如氮氣、氬氣和氧氣。有毒氣體對人畜有強烈的毒害、窒息、灼傷、刺激作用。其中有些還具有易燃、氧化、腐蝕等性質。其毒性指標與第6類毒性指標相同,如氯氣和硫化氫。該類危險化學品的安全標識如圖所示。三、危險化學品的危險特性(三)易燃液體的危險特性1.易然液體的閃點易燃液體按其閃點高低分為以下三類。(1)低閃點液體:指閉杯閃點低于-18℃的液體,如乙醚、汽油、甲醇等。(2)中閃點液體:指閉杯閃點在-18~23℃的液體,如苯乙烯。(3)高閃點液體:指閉杯閃點在23~61℃的液體,如輕柴油。2.易燃液體的特性(1)高度易燃性。(2)易爆性。(3)高度流動擴散性。(4)易積聚電荷性。(5)受熱膨脹性。(6)毒性?;谝兹家后w的以上危險特性,在使用時應特別注意:①嚴禁煙火,遠離火種、熱源;②禁止使用易發(fā)生火花的鐵制工具及穿帶鐵釘?shù)男虎鄞╈o電工作服;④佩戴勞動防護用品。三、危險化學品的危險特性(四)易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品的危險特性1.易燃固體常見的自燃物品有磷及其磷的化合物(如紅磷、三硫化磷、五硫化磷)、硫磺、一些金屬易燃粉末(鋁粉、鎂粉)、火柴等。其主要危險特性如下。(1)容易被氧化,受熱易分解或升華,遇明火常會引起強烈、連續(xù)的燃燒。(2)與氧化劑、酸類等接觸,反應劇烈而發(fā)生燃燒爆炸。故應特別注意易燃固體粉塵爆炸問題。(3)對摩擦、撞擊、震動很敏感。(4)許多易燃固體有毒,燃燒產物有毒或腐蝕性。三、危險化學品的危險特性(四)易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品的危險特性2.易于自燃的物質常見的自燃物品有黃磷、硝化纖維及其制品(廢電影膠片)、煤、含有油脂的物質(桐油、油紙、油布)等。其主要危險特性如下。(1)遇空氣自燃。(2)遇濕易燃。(3)積熱自燃。對于易自燃的物質,應采取有效的預防措施,如隔離存放、保持通風等,以確保它們的安全使用和存儲。三、危險化學品的危險特性(四)易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品的危險特性3.遇水放出易燃氣體的物質常見的遇濕易燃的物質有堿金屬(如鋰、鈉、鉀)和堿土金屬(如鍶),以及它們的氫化物、硫化物、碳化物、硼氫化物及鈉汞齊、保險粉等。其主要危險特性如下。(1)遇水或遇酸燃燒性。(2)自燃性。(3)爆炸性。易燃固體、自燃物品、遇濕易燃物品均宜單獨存放于陰涼、通風處,遠離火源,尤其不得與酸、氧化劑等危險化學品同庫儲存;使用時輕拿輕放,避免摩擦撞擊;遇濕易燃物品還必須包裝嚴密、防止吸潮。在處理這類物質時,必須格外小心,確保安全。三、危險化學品的危險特性(五)氧化性物質和有機過氧化物的危險特性1.氧化性物質常見的氧化性物質有過甲酸、過氧化二苯甲酰、過氧乙酸等。其主要危險特性如下。(1)強烈的氧化性。這類物質具有極高的活潑性,可以與許多物質發(fā)生反應,釋放出大量的能量。(2)受熱、被撞分解性。氧化性物質在受熱或受到撞擊時,可能會發(fā)生分解反應,產生高溫、高壓和有毒、有害氣體。(3)可燃性。一些氧化性物質(如高錳酸鉀)具有可燃性,與可燃物接觸可引發(fā)火災或爆炸。(4)強烈的還原性。這類物質能與一些更活潑的物質發(fā)生還原反應,產生大量的熱量和氣體。在使用氧化性物質時,需要嚴格遵守安全操作規(guī)程,避免發(fā)生泄漏、火災或爆炸等事故。三、危險化學品的危險特性(五)氧化性物質和有機過氧化物的危險特性2.有機過氧化物(1)分解爆炸性。(2)易燃性。(3)傷害性。因此,在使用有機過氧化物時,必須時刻注意其危險特性,并采取相應的預防措施,以確保安全。三、危險化學品的危險特性(六)毒性物質和感染性物質的危險特性1.毒性物質常見的毒性物質包括無機劇毒物質,如某些含氰基、磷、砷、硒、二價汞、鉛和鉈的化合物等;常見的有機劇毒物質包括某些含磷、氰基、鹵素、硫的有機物。其主要危險特性如下。(1)毒性。毒性物質可以對人體或其他生物產生危害,能夠引起中毒反應甚至致命。(2)腐蝕性。某些毒性物質具有強酸性或強堿性,可以對物體表面產生破壞性腐蝕作用。(3)爆炸性。某些毒性物質在特定條件下可能會發(fā)生爆炸,對周圍環(huán)境和人體造成嚴重傷害。(4)易燃性。某些毒性物質具有易燃性,容易引發(fā)火災或爆炸事故。(5)持久性和生物蓄積性。毒性物質可能在自然中不容易通過生物降解或其他進程進行分解,還能在生物體內蓄積,甚至在食物鏈內累積。(6)其他可能的危險特性。其包括致癌性、基因誘變性、生殖系統(tǒng)毒性、干擾內分泌、神經系統(tǒng)毒性等。在使用和處理毒性物質時,必須非常小心,并采取適當?shù)陌踩胧苑乐挂馔馐鹿实陌l(fā)生。三、危險化學品的危險特性(六)毒性物質和感染性物質的危險特性2.感染性物質感染性物質是指含有病原體,能引起病態(tài)甚至死亡的物質,如病菌、病毒等。其主要危險是傳染疾病,危害健康。三、危險化學品的危險特性(七)放射性物質的危險特性放射性物質的危險特性主要包括放射性和不可抑制性。放射性是指物質在衰變過程中不斷釋放出帶電粒子,這些粒子可能對人體造成傷害。不可抑制性是指放射性物質的放射性不會隨著時間的推移而減弱,而是會持續(xù)存在并不斷釋放能量。此外,放射性物質還具有易爆性和氧化性等危險特性,需要特別注意和防范。三、危險化學品的危險特性(八)腐蝕性物質的危險特性(1)腐蝕性。腐蝕性物質能灼傷人體組織,并對動物體、植物體、纖維制品、金屬等造成較為嚴重的損壞。當人們直接觸及這些物品后,會引起灼傷或發(fā)生破壞性創(chuàng)傷、潰瘍等。(2)毒害性。多數(shù)腐蝕性物質都具有毒性,有些腐蝕性物質能揮發(fā)出具有強烈腐蝕性和毒性的氣體,具有很大的毒害性。(3)火災危險性。腐蝕性物質與水的作用越劇烈,放出的熱量就越大,甚至會發(fā)生突沸或爆炸,更具危險性。在處理腐蝕性物質時需要格外小心,并采取相應的預防措施,以保證安全。三、危險化學品的危險特性(九)雜項危險物質和物品,包括危害環(huán)境物質的危險特性雜項危險物質和物品包括多種危險特性,如爆炸品、氣體、易燃液體、易燃固體、易于自燃的物質、遇水放出易燃氣體的物質等。這些物質和物品具有不同的危險特性,如爆炸品在外界作用下能發(fā)生劇烈的化學反應,瞬時產生大量的氣體和熱量,使周圍壓力急劇上升,發(fā)生爆炸,對周圍的環(huán)境造成破壞。氣體根據性質可分為易燃氣體、非易燃無毒氣體和毒性氣體,其中易燃氣體在常壓下遇明火、高溫即可發(fā)生燃燒或爆炸,燃燒時其蒸氣對人、畜有一定的刺激毒害作用。三、危險化學品的危險特性(一)危險化學品的安全儲存儲存是危險化學品流通過程中非常重要的一個環(huán)節(jié),如果處理措施不當,就會造成事故乃至重特大事故。1.儲存分類(1)按照儲存形式,可以將危險化學品的儲存分為整裝儲存和散裝儲存。①整裝儲存是指將物品裝于小型容器或包件中儲存,如袋裝、桶裝、箱裝或鋼瓶裝等。②散裝儲存是指不帶外包裝的凈貨儲存,如油品儲存于油罐中,液化石油氣儲存于大型球罐中。(2)按照儲存方式,可以將危險化學品的儲存分為隔離儲存、隔開儲存和分離儲存。①隔離儲存是指在同一房間或同一區(qū)域內,不同的物料之間分開一定的距離,非禁忌物料間用通道保持空間的儲存方式。②隔開儲存是指在同一建筑物或同一區(qū)域內,用隔板或墻將禁忌物料分開的儲存方式。③分離儲存是指在不同建筑物或遠離所有建筑的外部區(qū)域內的儲存方式。四、危險化學品的安全基礎知識(一)危險化學品的安全儲存2.安全儲存危險化學品的基本要求(1)符合國家標準規(guī)定的儲存方式、設施。(2)倉庫的周邊防護距離應符合國家標準或國家有關規(guī)定。(3)符合儲存需要的管理人員和技術人員。(4)健全的安全管理制度。(5)危險化學品事故應急救援預案。(6)符合法律法規(guī)規(guī)定和國家標準要求的其他條件。四、危險化學品的安全基礎知識(二)危險化學品的安全運輸1.一般危險化學品運輸?shù)幕疽螅?)托運危險物品必須出示有關證明,向指定的鐵路、交通、航運等部門辦理手續(xù)。(2)危險物品的裝卸運輸人員,應按裝運危險物品的要求,佩戴相應的防護用品,裝卸時應輕裝輕放,嚴禁撞擊和摩擦,不得損壞包裝容器,注意安全標志等。(3)危險物品裝卸前,應對搬運工具(車、船等)進行必要的通風和清掃,不得留有殘渣。對劇毒品的運輸車(船),裝卸后必須洗刷干凈。(4)爆炸、劇毒、放射性、易燃液體、可燃氣體等物品,必須使用符合安全要求的運輸工具。(5)運輸爆炸、劇毒和放射性等物品,應指派專人押送,押運人員不得少于兩人。(6)運輸危險物品的車輛,必須保持安全車速、車距,嚴禁超車、超速和強行會車;運輸危險物品的行車路線,必須事先經當?shù)毓膊块T批準,按指定的路線和時間運輸,不可在繁華街道行駛和停留。四、危險化學品的安全基礎知識(二)危險化學品的安全運輸1.一般危險化學品運輸?shù)幕疽螅?)運輸易燃、易爆物品的機動車,其排氣管應安裝阻火器,并懸掛“危險品”標志。運輸散裝固體危險物品時,應根據其性質采取防火、防爆、防粉塵飛揚和遮陽等措施。(8)蒸汽機車在調車作業(yè)中,對裝載易燃、易爆物品的車輛,必須掛不少于兩節(jié)的隔離車,并嚴禁溜放。(10)運輸危險化學品,必須配備必要的應急處理器材和防護用品。(11)危險化學品運輸單位或運輸車輛必須具有有效的危險化學品運輸資質。按照國家有關部門規(guī)定對危險化學品運輸資質進行認定。四、危險化學品的安全基礎知識(二)危險化學品的安全運輸2.劇毒化學品運輸?shù)幕疽罂紤]到劇毒化學品的特殊性,劇毒化學品的運輸還需滿足以下基本要求。(1)具有國務院公安部門制定的通行證。(2)公路運輸中發(fā)生意外(如被盜、丟失、流散或泄漏等情況)時,應立即向當?shù)毓膊块T報告,并采取相應的警示安全措施。(3)符合交通運輸部《鐵路貨物運輸安全監(jiān)督管理規(guī)定》要求。(4)禁止利用內河及其他封閉水域等航運渠道運輸劇毒化學品,以及交通部門規(guī)定禁止運輸?shù)钠渌kU化學品。四、危險化學品的安全基礎知識(三)危險化學品的安全包裝1.包裝的作用(1)可防止被包裝的危險品因接觸雨雪、陽光、潮濕空氣或雜質而使其變質,或者發(fā)生劇烈的化學反應從而造成事故。(2)可減少貨物在運輸過程中所受到的碰撞、震動、摩擦和擠壓,使危險品在包裝的保護下保持相對穩(wěn)定,從而保證運輸安全。(3)可防止貨物灑漏、揮發(fā),以及與性質相悖的物品直接接觸而發(fā)生事故或污染運輸設備。(4)便于儲運過程中的堆垛、搬運和保管,提高運載效率和工作效率。2.危險品包裝的分類危險品包裝通常分為三類:貨物較大危險性,包裝強度要求高;貨物具有中等危險性,包裝強度要求較高;貨物的危險性小,包裝強度要求一般。四、危險化學品的安全基礎知識(三)危險化學品的安全包裝3.危險化學品安全包裝的基本要求危險化學品的包裝必須符合國家法律法規(guī)、規(guī)章的規(guī)定和國家標準的要求。(1)危險化學品的包裝物、容器必須由專業(yè)生產企業(yè)定點生產,并經專業(yè)檢測部門檢驗合格。(2)包裝所用材質應與所裝的危險品的性質相適應。(3)包裝應具有相應的強度,以保護包裝內的危險化學品不受損失,其構造和封閉裝置能經受運輸過程中正常的沖撞、震動、擠壓和摩擦。(4)包裝的封口應與所裝危險化學品的性質相適應。大部分危險化學品應包裝封口,一般應嚴密不漏。但有些危險化學品要求封口不嚴密,甚至還要求設有通氣孔。(5)內、外包裝之間應適當襯墊。(6)危險化學品包裝應能承受一定范圍的溫度、濕度變化,空運包裝還應能適應高度變化。(7)包裝的件重、規(guī)格和形式應符合運輸要求。(8)包裝的外表應有規(guī)定的各種包裝安全標志。四、危險化學品的安全基礎知識危險化學品在化工生產過程中非常常見,化工作業(yè)人員及化學品運輸人員不可避免地要接觸這些危險性極高的化學物質,本章對常見的化學品做出詳細的分類,并著重介紹了化學品的危險特性?;ぐ踩闹匾晕kU化學品的包裝化工事故案例分析總而言之,本章通過對化工安全基礎知識的介紹,強調了化工安全的重要性和采取有效措施進行控制的必要性。同時,通過分析實際的化工事故案例,提醒人們在化工生產過程中要時刻保持警惕,嚴格遵守法律法規(guī)和操作規(guī)程,確保員工和公眾的安全。本章小結
1.危險化學品包括哪些?每一類危險化學品的危險特性是什么?2.危險化學品安全儲存的基本要求有哪些?3.危險化學品安全運輸?shù)幕疽笥心男?.作為一線操作工人,發(fā)生火災時如何應對與處理?請現(xiàn)場模擬演練。課后思考謝謝大家認真觀看化工安全主編
肖娜河南省戰(zhàn)略性新興領域“十四五”高等教育教材第三章
燃燒與爆炸理論基礎掌握燃燒的必要條件和燃燒的本質。了解燃燒的過程和形式。熟悉爆炸的類型和爆炸極限。掌握化工原料的特性、來源。掌握防火、防爆安全裝置的使用。掌握燃燒與爆炸的基本理論。能夠判斷在什么條件下會發(fā)生燃燒和爆炸。養(yǎng)成定期檢查滅火器的良好習慣。能夠樹立防火、防爆的意識。培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。知識目標能力目標素養(yǎng)目標第一節(jié)
燃燒第二節(jié)
爆炸第三節(jié)
化工原料及產品的火災危險性第四節(jié)
火災與爆炸防治技術目錄CONTENT第一節(jié)
燃燒燃燒是可燃物質與助燃物質(氧或其他助燃物質)發(fā)生的一種發(fā)光發(fā)熱的氧化反應。在化學反應中,失掉電子的物質被氧化,獲得電子的物質被還原。因此,氧化反應并不僅限于燃燒。例如,氫在氯氣中燃燒生成氯化氫,并伴有光和熱的產生。金屬和酸反應生成鹽也是氧化反應,但沒有同時發(fā)光發(fā)熱,所以不能稱為燃燒。燈泡中的燈絲通電后發(fā)光發(fā)熱,但并非氧化反應,所以也不能稱為燃燒。只有同時發(fā)光發(fā)熱的氧化反應才被界定為燃燒。一、燃燒概述燃燒的本質因素是燃料、氧化劑和引燃源。這些因素通過如圖所示的“火三角”進行了闡明。這三個因素就是我們通常所說的燃燒三要素。當燃料、氧化劑和引燃源處于所需要的水平時,燃燒就會發(fā)生。這意味著如果沒有燃料或燃料的量不夠;沒有氧化劑或氧化劑的量不夠;引燃源的能量不足以引發(fā)燃燒時,那么火災是不會發(fā)生的。也就是說,燃燒三要素僅僅是燃燒發(fā)生的必要條件,而不是充分條件。二、燃燒三要素可燃物質的燃燒一般是在氣相中進行的。由于可燃物質的狀態(tài)不同,所以其燃燒過程也不相同。氣體最容易燃燒,燃燒所需要的熱量只用于本身的氧化分解,并使其達到著火點。氣體在極短的時間內就能全部燃盡。液體在火源作用下,先蒸發(fā)形成蒸氣,而后氧化分解進行燃燒。與氣體燃燒相比,液體燃燒消耗更多的熱量,因為部分熱量用于液體蒸發(fā)形成蒸氣的過程中。固體燃燒有兩種情況:一種是對于硫、磷等簡單物質,受熱時先熔化,而后蒸發(fā)為蒸氣進行燃燒,無分解過程;另一種是對于復雜物質,受熱時先分解生成氣態(tài)和液態(tài)物質,而后氣態(tài)產物和液態(tài)產物燃燒。三、燃燒過程不同物質的燃燒過程如下方左圖所示。從圖中可知,任何可燃物質的燃燒都要經歷氧化分解、著火、燃燒等階段。物質燃燒時的溫度變化如下方右圖所示。三、燃燒過程T初為可燃物質開始加熱的溫度。初始階段,加熱的大部分熱量用于可燃物質的熔化或分解,溫度上升比較緩慢。溫度到達T氧時,可燃物質開始氧化。由于溫度較低,氧化速度不快,因此氧化產生的熱量尚不足以抵消向外界的散熱。此時若停止加熱,則不會引起燃燒;如果繼續(xù)加熱,則溫度會上升很快,到達T自,這時即使停止加熱,溫度仍自行升高,到達T′自時就會著火燃燒。T自是理論上的自燃點;T′自是開始出現(xiàn)火焰的溫度,為實際測得的自燃點;T燃為物質的燃燒溫度。由T自到T′自的時間間隔稱為燃燒誘導期,或者稱為著火延滯期,這在安全生產中有一定的實際意義。三、燃燒過程可燃物質和助燃物質存在的形態(tài)、混合程度和燃燒過程不盡相同,其燃燒形式是多種多樣的。(一)均相燃燒和非均相燃燒按照可燃物質和助燃物質形態(tài)的異同,可分為均相燃燒和非均相燃燒。均相燃燒是指可燃物質和助燃物質間的燃燒反應在同一相中進行,如氫氣在氧氣中的燃燒,煤氣在空氣中的燃燒。非均相燃燒是指可燃物質和助燃物質并非同相,如石油(液相)、木材(固相)在空氣(氣相)中的燃燒。與均相燃燒相比,非均相燃燒比較復雜,需要考慮可燃液體或固體的加熱,以及由此產生的相變化。(二)預混燃燒和擴散燃燒按照可燃物質和助燃物質的混合程度不同,可分為預混燃燒和擴散燃燒??扇細怏w與助燃氣體預先混合而后進行的燃燒稱為預混燃燒??扇細怏w由容器或管道中噴出,與周圍的空氣(或氧氣)互相接觸擴散而產生的燃燒,稱為擴散燃燒。預混燃燒速度快、溫度高,通常爆炸反應屬于這種形式。在擴散燃燒中,由于與可燃氣體接觸的氧氣量偏低,因此通常會產生不完全燃燒的炭黑。四、燃燒的形式(三)蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒可燃固體或液體的燃燒反應有蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒三種形式。蒸發(fā)燃燒是指可燃液體蒸發(fā)出的可燃蒸氣的燃燒。通常液體本身并不燃燒,只是由液體蒸發(fā)出的蒸氣進行燃燒可視為分解燃燒;很多固體或非揮發(fā)性液體經熱分解產生的可燃氣體的燃燒稱為分解燃燒。例如,木材和煤大都是由熱分解產生的可燃氣體進行燃燒;而硫磺和萘這類可燃固體先熔融、蒸發(fā),而后進行燃燒??扇脊腆w和液體的蒸發(fā)燃燒和分解燃燒均有火焰產生,屬于火焰型燃燒。當可燃固體燃燒至分解不出可燃氣體時,便沒有火焰,燃燒繼續(xù)在所剩固體的表面進行,稱為表面燃燒。金屬燃燒屬于表面燃燒,無氣化過程,無須吸收蒸發(fā)熱,燃燒溫度較高。此外,根據燃燒產物或燃燒進行的程度,還可分為完全燃燒和不完全燃燒。四、燃燒的形式燃燒可以分為閃燃、著火、自燃和爆炸四類。(一)閃燃及閃點液體表面都有一定的蒸氣存在,由于蒸氣壓的大小取決于液體所處的溫度,因此,蒸氣的濃度也由液體的溫度決定??扇家后w表面的蒸氣與空氣形成的混合氣體與火源接近時會發(fā)生瞬間燃燒,出現(xiàn)瞬間火苗或閃光,這種現(xiàn)象稱為閃燃。閃燃的最低溫度稱為閃點??扇家后w的溫度高于其閃點時,隨時都有被火點燃的危險。閃點這個概念主要適用于可燃液體。但某些可燃固體,如樟腦和萘等,也能蒸發(fā)或升華為蒸氣,因此也有閃點。閃點是用來描述液體火災爆炸危險性的主要參數(shù)之一。五、燃燒種類及特征參數(shù)閃點可使用如右圖所示的Cleveland開杯閃點測定儀來測定。將需要測定的液體置于開杯中,使用溫度計測量液體溫度,使用本生燈(煤氣燈)加熱液體。在可移動的短棒的末端點燃形成微弱的火焰。加熱期間,短棒在敞開的液池上方來回緩慢地移動。最終達到某一溫度,液體揮發(fā)出足夠多的可燃蒸氣,并產生瞬間的閃燃火焰,發(fā)生這一現(xiàn)象的溫度稱為閃點。需要注意的是,在閃點處,僅僅產生瞬間火焰;較高一點的溫度稱為燃點,為產生連續(xù)火焰的溫度。五、燃燒種類及特征參數(shù)Cleveland開杯閃點測定儀開杯閃點測定過程存在的問題是開杯上方的空氣流動可能會改變蒸氣濃度而使實驗測定的閃點值偏高。為了防止出現(xiàn)這種情況,更多形式的閃點測定方法都采用閉杯法。閉杯閃點測定法儀器的杯頂部有一個需要手動打開的小門。液體放在預先加熱的杯中并停留一段時間,隨后打開這個小門,液體暴露于火焰中。但是閉杯閃點測定法通常會使實驗測定的閃點值偏低。需要注意的是,不同資料來源的閃點數(shù)據常有一些出入,這是因為在測定閃點時存在一些影響因素。(1)點火源的大小與離液面的距離。(2)加熱速率。(3)試樣的均勻程度。(4)試樣的純度。(5)測試容器。(6)大氣壓力的影響。五、燃燒種類及特征參數(shù)(二)著火及著火點可燃物質在空氣充足的條件下,達到一定溫度與火源接觸著火,移去火源后仍能持續(xù)燃燒5分鐘以上,這種現(xiàn)象稱為點燃。點燃的最低溫度稱為著火點??扇家后w的著火點約高于其閃點5~20℃。但閃點在100℃以下時,二者往往相同。在沒有閃點數(shù)據的情況下,也可以用著火點表示物質的火災爆炸危險程度。五、燃燒種類及特征參數(shù)(三)自燃及自燃點在無外界火源的條件下,物質自行引發(fā)的燃燒稱為自燃。自燃的最低溫度稱為自燃點。自燃又分為受熱自燃和自熱自燃兩種類型。1.受熱自燃受熱自燃是當有空氣或氧氣存在時,可燃物雖未與明火直接接觸,但在外部熱源的作用下,由于傳熱使可燃物溫度上升,達到自燃點而著火燃燒。物質發(fā)生受熱自燃取決于兩個條件:一是要有外部熱源;二是要有熱量積蓄。在化工生產中,由于可燃物靠近或接觸高溫設備、烘烤過度、油浴溫度過高、機械轉動部件潤滑不良而摩擦生熱、電氣設備過載或使用不當造成的升溫和加熱等,都有可能造成物質受熱自燃的發(fā)生。五、燃燒種類及特征參數(shù)(三)自燃及自燃點2.自熱自燃自熱自燃是某些物質在沒有外部熱源的作用下,由于其內部發(fā)生的物理、化學或生化過程而產生熱量,這些熱量在適當?shù)臈l件下會逐漸積聚,致使物質溫度升高,達到自燃點而著火燃燒。引起自熱自燃也是有一定條件的。其一,必須是比較容易產生反應熱的物質。例如,化學性質不穩(wěn)定的容易分解或自聚合并發(fā)生放熱反應的物質,能與空氣中的氧氣作用而產生氧化熱的物質,以及發(fā)酵產生發(fā)酵熱的物質等。其二,此類物質要具有較大的比表面積或是呈多孔隙狀,如纖維、粉末或重疊堆積的片狀物質,并具有良好的絕熱和保溫性能。其三,熱量產生的速度必須大于向環(huán)境散發(fā)的速度。只有滿足以上三個條件,自熱自燃才會發(fā)生。因此,預防自熱自燃的措施,也就是要設法阻止這三個條件的形成。五、燃燒種類及特征參數(shù)(三)自燃及自燃點2.自熱自燃物質自熱自燃有以下幾種類型。由于氧化熱積蓄而引起的自燃。由于分解發(fā)熱而引起的自燃。由于聚合熱、發(fā)酵熱而引起的自燃。由于化學品混合接觸而引起的自燃。這類物質又可分為以下三類。
①接觸空氣而自行燃燒的物質。
②接觸水分能引起自燃的物質。
③相互混合引起自燃的物質。五、燃燒種類及特征參數(shù)(三)自燃及自燃點3.自燃點的測定及影響因素用自燃點測試儀可測定可燃液體或氣體的自燃點。由引燃機理可知,自燃點不是一個恒定的物理常數(shù),是隨一系列條件的變化而變化的。其影響因素如下。可燃物濃度的影響。壓力的影響。容器影響。添加劑或雜質影響。固體物質粒度的影響。五、燃燒種類及特征參數(shù)壓力/MPa自燃點/℃0.14800.53501.03101.52902.02802.5250篩子網眼尺寸/mm自燃點/℃0.086~0.104000.10~0.154010.15~0.20406汽油自然點與壓力的關系不同粒度硫鐵礦的自燃點(四)爆炸關于爆炸的詳細講解參見第二節(jié)相關內容。五、燃燒種類及特征參數(shù)第二節(jié)
爆炸(一)爆炸物質自一種狀態(tài)迅速轉變?yōu)榱硪环N狀態(tài),并在瞬間以對外做機械功的形式放出大量能量的現(xiàn)象稱為爆炸。爆炸現(xiàn)象一般具有如下特征:爆炸過程進行得很快;爆炸點附近瞬間壓力急劇上升;發(fā)出聲響;周圍建筑物或裝置發(fā)生震動或遭到破壞。簡而言之,爆炸是一種非常迅速的物理或化學能量釋放過程。一、爆炸及其分類(二)爆炸的分類根據爆炸發(fā)生原因的不同,可將其分為物理爆炸、化學爆炸和核爆炸三類。在研究化工工廠防火、防爆技術中,通常只涉及物理爆炸和化學爆炸。1.物理爆炸物理爆炸是由物理變化所致,其特征是爆炸前后物質的化學組成及化學性質均不發(fā)生變化。物理爆炸主要是指壓縮氣體、液化氣體和過熱液體在壓力容器內,由于某種原因使容器承受不住壓力而破裂,內部物質迅速膨脹并釋放大量能量的過程。2.化學爆炸化學爆炸是由化學變化所致,其特征是爆炸前后物質的化學組成及化學性質都發(fā)生了變化?;瘜W爆炸按爆炸時所發(fā)生的化學變化的不同可分為三類。一、爆炸及其分類(1)簡單分解爆炸。引起簡單分解爆炸的爆炸物,在爆炸時并不一定發(fā)生燃燒反應。爆炸能量是由爆炸物分解時產生的。屬于這一類的有疊氮類化合物,如疊氯鉛、疊氮銀等;乙炔類化合物,如乙炔銅、乙炔銀等。這類物質是非常危險的,受輕微震動即能起爆,如爆速可達5123米每秒。(2)復雜分解爆炸。這類物質爆炸時有燃燒現(xiàn)象,燃燒所需的氧由自身供給,如硝化甘油的爆炸反應。一、爆炸及其分類(一)爆炸極限概述可燃性氣體或蒸氣預先按一定比例與空氣均勻混合后點燃,較緩慢的擴散過程已經在燃燒以前完成,燃燒速度僅取決于化學反應速度。在這樣的條件下,氣體的燃燒就有可能達到爆炸的程度。這種可燃氣體或蒸氣與空氣的混合物,稱為爆炸性混合氣體。這種混合氣體并不是在任何混合比例下都是可燃燒或爆炸的,而且混合的比例不同,燃燒的速度也不同。由實驗可知,當混合物中可燃氣體的含量接近化學當量時,燃燒最快或最劇烈;若含量減少或增加,則火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆?,當濃度高于或低于某一極限值時,火焰便不再蔓延。所以可燃氣體或蒸氣與空氣(或氧)組成的混合物在點火后可以使火焰蔓延的最低濃度,稱為該氣體或蒸氣的爆炸下限(LEL),也稱為燃燒下限(LFL);同理,能使火焰蔓延的最高濃度稱為爆炸上限(UEL),也稱為燃燒上限(UFL)。濃度在下限以下或上限以上的混合物是不會著火或爆炸的。濃度在下限以下時,體系內含有過量的空氣,由于空氣的冷卻作用,阻止了火焰的蔓延,此時活化二、爆炸極限(一)爆炸極限概述中心的銷毀數(shù)大于產生數(shù)。同樣,當濃度在上限以上時,含有過量的可燃性物質,空氣(氧)不足,火焰也不能蔓延,但此時若補充空氣,是有火災或爆炸危險的。故對上限以上的“可燃氣(蒸氣)-空氣”混合氣不能認為是安全的??扇夹詺怏w(蒸氣)的爆炸極限可按標準GB/T12474—90規(guī)定的方法來測定。爆炸極限一般用可燃性氣體在混合物中的體積分數(shù)(%)來表示,有時也用單位體積內可燃物含量來表示(g/m3或mg/L)。二、爆炸極限(二)爆炸極限的影響因素爆炸極限值是隨多種不同條件影響而變化的,但如果掌握了外界條件變化對爆炸極限的影響規(guī)律,那么在一定條件下測得的爆炸極限就有參考價值,其主要的影響因素介紹如下。1.初始溫度爆炸性氣體混合物的初始溫度越高,爆炸極限范圍就越寬,即下限降低而上限增高。因為系統(tǒng)溫度升高,其分子內能增加,這時活性分子也就相應增加,使原來不燃不爆的混合物變?yōu)榭扇伎杀?,所以溫度升高使爆炸的危險性增加。初始溫度對甲烷爆炸極限的影響如圖所示。隨著溫度的升高,爆炸極限范圍變大。以下經驗公式適用于蒸氣。式中,ΔHc為凈燃燒熱(kJ/mol);T為溫度(℃)。二、爆炸極限(二)爆炸極限的影響因素2.原始壓力壓力增加,爆炸極限范圍擴大,且上限隨壓力增加較為顯著。這是因為系統(tǒng)壓力增加,物質分子間距縮小,碰撞概率增加,使燃燒的最初反應和反應的進行更為容易。壓力降低,則氣體分子間距拉大,爆炸極限范圍會變小。待壓力降到某一數(shù)值時,其上限與下限重合,出現(xiàn)一個臨界值;若壓力再下降,系統(tǒng)便成為不燃不爆系統(tǒng)。因此,在密閉容器內進行負壓操作,對安全生產是有利的。壓力增加對上限的影響,可用下式計算。式中,p為壓力(MPa,絕對壓力)。二、爆炸極限(二)爆炸極限的影響因素2.原始壓力如圖所示為甲烷在減壓條件下的爆炸極限,同時可見,初始溫度越高,爆炸的臨界壓力越低。二、爆炸極限(二)爆炸極限的影響因素[例3-1]如果物質的UFL在表壓0MPa下為11.0%,那么在表壓為6.2MPa下的UFL是多少?解:絕對壓力為
p=6.2+0.101=6.301MPa由上述方程計算UFL:UFLp=UFL+20.6(lgp+1)=11.0%+20.6(lg6.301+1)=48%二、爆炸極限3.惰性氣體含量混合氣體中氮、氬、水蒸氣等惰性氣體含量增加,爆炸極限范圍縮小,惰性氣體濃度提高到某一數(shù)值時,混合系統(tǒng)就不能爆炸。惰性氣體種類不同,對混合氣體爆炸極限的影響也不同。以汽油為例,其爆炸極限范圍按氮氣、燃燒廢氣、二氧化碳、氟利昂21、氟利昂12、氟利昂11的順序依次縮小。4.容器容器、管子直徑越小,則爆炸范圍越小,當管徑小到一定程度時,單位體積火焰所對應的固體冷卻表面散發(fā)出的熱量就會大于產生的熱量,火焰便會中斷熄火?;鹧娌荒軅鞑サ淖畲蠊軓椒Q為臨界直徑,也稱為極限直徑。容器材料也有很大影響,如氫氣和氟氣在玻璃器皿中混合,即使在液態(tài)空氣溫度下,置于黑暗處仍可發(fā)生爆炸,而在銀器中,在一般溫度下才能發(fā)生爆炸反應。二、爆炸極限5.點火源點火源的強度越高,燃燒自發(fā)傳播的濃度范圍也就越大。尤其是爆炸上限向可燃氣體含量較高的方向移動。例如,甲烷在100V電壓、1A電流火花作用下,無論何種混合比例情況均不爆炸;若電流增加到2A,則其爆炸極限為5.9%~13.6%。6.熱表面、接觸時間熱表面的面積大、點火源與混合物的接觸時間長等都會使爆炸極限范圍擴大。除此之外,混合系統(tǒng)的干濕度、機械雜質、光照和空氣中的含氧量等都可能影響爆炸極限范圍。二、爆炸極限任何可燃物質,當其以粉塵形式與空氣以適當比例混合時,被熱、火花或火焰點燃,都能迅速燃燒并引起嚴重爆炸。(一)可燃粉塵爆炸機理粉塵爆炸是因其粒子表面氧化而發(fā)生的。其爆炸過程是,粒子表面接受熱能時,表面溫度上升,粒子表面的分子產生熱分解或干餾作用成為氣體而存在于粒子周圍。該氣體同空氣混合成為爆炸性混合氣體,產生火焰,這種火焰產生的熱進一步促進粉末分解成氣相,最終可燃氣體與空氣混合并爆炸??扇挤蹓m的爆炸現(xiàn)場如圖所示。三、粉塵爆炸(二)粉塵爆炸極限的影響因素(1)粒度。粉塵爆炸下限受粒度的影響很大,粒度越高(粒徑越?。┍ㄏ孪拊降汀#?)水分。含粉塵空氣中有水分存在時,其爆炸下限提高,甚至失去爆炸性。欲使產品成為不爆炸的混合物,則至少使其含50%的水分。(3)氧的濃度。在粉塵與氣體的混合物中,氧氣濃度增加將導致爆炸下限降低。(4)點火源。粉塵的爆炸下限受點火源溫度和表面狀態(tài)的影響。溫度高、表面積大的點火源,可使粉塵爆炸下限降低。以上敘述表明,絕不可把爆炸特性值看作物理常數(shù)。這些數(shù)值由于本身差別并不大,而且在進行氣體檢測報警時,是取其爆炸下限的10%進行報警。因此,差別就更加微小,一般情況下不影響正常使用。但是,作為一個管理者而言,應該知道這個數(shù)值的來源,并根據實際情況予以科學掌握使用。特別是在特殊情況下,例如,熱表面的面積大、點火源與混合物的接觸時間長的情況下,就應該充分考慮到爆炸極限的擴大。如果一成不變、墨守成規(guī),就極易引發(fā)事故,影響生產的正常運行。三、粉塵爆炸(一)爆炸破壞作用的影響因素爆炸具有極大的破壞作用,破壞作用的大小與以下因素有關。(1)爆炸物的數(shù)量和性質。(2)爆炸時的條件,如震動大小、受熱情況、初始壓力和混合均勻程度等。(3)爆炸的位置,如設備內部或空間及周圍的環(huán)境情況。四、爆炸的破壞作用(二)爆炸造成的破壞形式爆炸造成的破壞形式主要有以下五種。(1)震蕩作用。在爆炸作用區(qū)域范圍內,爆炸能使物質產生震蕩,使之松散或損壞。(2)沖擊波。發(fā)生爆炸時,由于爆炸中心壓力極高,在很短時間內生成被猛烈壓縮和加熱至高溫的氣體迅速膨脹,沖擊擠壓周圍的空氣而形成密集層。此密集層迅速膨脹,又沖擊擠壓相鄰的空氣而形成新的密集層,而原來的密集層因體積膨脹而成為稀疏區(qū),使爆炸產生的能量在空氣中以壓力斷續(xù)躍進的運行形式——沖擊波的形式迅速向外擴展。(3)碎片沖擊。容器發(fā)生粉碎性的爆炸,碎片沖擊將造成大面積的傷亡。(4)造成火災。發(fā)生爆炸時,由于氣體擴散時間極為短暫,對一般可燃物而言還不足以使其著火燃燒。但是,若設備破壞造成大量可燃液體外溢,則爆炸時殘留的火種、附近的明火或電火花等,可能將其引燃而造成火災或二次爆炸,導致更為嚴重的后果。(5)造成中毒和環(huán)境污染。在化工生產中,許多物質不僅是可燃的,而且是有毒的,發(fā)生爆炸事故時,往往使大量有害物質外溢,造成人員傷亡和環(huán)境污染。四、爆炸的破壞作用第三節(jié)化工原料及產品的火災危險性化工原料包括無機原料和有機原料。就生產程序和使用目的來說,化工原料包括起始化工原料、基本化工原料、中間原料和助劑。(一)起始化工原料起始化工原料是經過開采、種植和收集等生產勞動獲得的天然資源。起始無機化工原料主要有空氣、水和礦物三種。起始有機化工原料主要有石油、天然氣、煤和農林副產品四種。石油、煤炭原料如圖所示。一、化工原料的來源(二)基本化工原料基本化工原料是起始化工原料經過再加工制得的?;緹o機化工原料主要有酸、堿、鹽和氧化物四類?;居袡C化工原料主要有乙烯、丙烯、乙炔、甲苯和苯等?;净ぴ先鐖D所示。一、化工原料的來源(三)中間原料中間原料是從基本原料再加工制得的原料,也叫作中間體,它們的種類有很多,如鹵代物,烴類的含氧衍生物、含硫衍生物、含氮衍生物和含磷衍生物等。(四)助劑助劑是化工生產中的一類重要輔助原料。它能賦予產品以特殊性能,改進產品用途;能節(jié)約原料,改善加工性能,提高工作效率;能加速反應進程,提高產品收率。一、化工原料的來源(一)物理特性化工原料的密度、相態(tài)(固體、液體或氣體)、熔點和沸點等物理性質,決定了它們的沉浮性、溶解性和混合性等特性。這些性質會影響其在生產、加工、運輸和儲存過程中的行為。(二)化學特性化工原料的化學性質和反應性決定了其與其他化學物質發(fā)生反應的能力和特性,以及在化學反應中的作用和消耗。此外,穩(wěn)定性也是重要的化學特性,它影響了物料的儲存和使用方式。(三)環(huán)境安全特性毒性和危險性是化工原料的重要特性,對人身安全和環(huán)境保護具有重要影響。生物降解性是衡量環(huán)境影響的重要指標,一些化工原料可以通過自然的生物降解過程轉化成非危險性物質。此外,化工原料的生產、儲存和使用會對環(huán)境產生一定的影響,需要進行環(huán)境風險評估。二、化工原料的特性(一)爆炸性物質凡是受熱、摩擦、撞擊或受到一定能量激發(fā)作用,能瞬間發(fā)生單分解或復分解化學反應,并在極短時間內放出大量能量的物質,統(tǒng)稱為爆炸性物質。例如,三硝基苯、硝化甘油等屬于爆炸性化合物;黑色火藥、硝銨炸藥等屬于爆炸性混合物。(二)氧化劑凡是具有較強烈的氧化性能,易得到電子,分解溫度在500℃以下,遇酸、遇堿、潮濕、強熱、摩擦、沖擊或與易燃物、還原劑等接觸,能發(fā)生化學反應并引起燃燒或爆炸的物質叫作氧化劑。例如,過氧化鈉、高錳酸鉀等。氧化劑是一種危險性很大的化工原料,在生產中用途較廣。因此,了解其性能對安全防火意義重大。無機氧化劑雖然本身不燃不爆,但受熱、撞擊或摩擦時,易分解出氧,如果接觸易燃物質或有機物,特別是與木炭粉、硫磺粉等混合時,則易引起燃燒爆炸。有機氧化劑大部分不僅是氧化劑,而且本身還具有燃燒和爆炸性。所以有機氧化劑在儲運中必須采取相應的防火、防爆和隔離措施。三、化工原料及產品的火災危險性(三)可燃氣體凡是遇火、受熱或與氧化劑接觸能燃燒或爆炸的氣體,統(tǒng)稱為可燃氣體。例如,氫氣、甲烷、乙烯、乙炔、環(huán)氧乙烷、氯乙烯、水煤氣和天然氣等。(四)自燃性物質凡是不需要明火作用,但由于本身受空氣氧化或受外界溫度、濕度影響,能夠自燃的物質叫作自燃性物質。例如,黃磷、三乙基鉛、硝化棉、鋁鐵溶劑和含有油脂的物品如油紙、油布等。自燃性物質的自燃點一般都在200℃以下。引起自燃的熱量來源主要是自燃物質接觸空氣中的氧,并與其發(fā)生化學反應而產生的熱量或外界熱源供給的熱量。這些熱量如果散發(fā)不出去,便會聚集起來,使自身溫度升高,引起自燃。三、化工原料及產品的火災危險性(五)遇水燃燒物質凡是遇水或潮濕空氣能分解產生可燃氣體,并放出熱量而引起燃燒或爆炸的物質,統(tǒng)稱為遇水燃燒物質。例如,鋰、鈉、鉀、鍶、低亞硫酸鈉、金屬鈣、氫化鋁、鋅粉和三異丁基鋁等。圖3-10禁止用水滅火標識遇水燃燒物質的共性是遇水能發(fā)生劇烈反應,放出可燃氣體,同時產生一定的熱量,當熱量達到可燃氣體的自燃點或可燃氣體接觸火源時,會立即燃燒或爆炸。這類物質不能用水滅火,如圖3-10所示為禁止用水滅火標識。遇水燃燒物質除遇水能發(fā)生反應外,遇到酸或氧化劑也能發(fā)生反應,而且比遇水發(fā)生的反應更為劇烈,危險性也更大。(六)易燃與可燃液體凡是遇火、受熱或與氧化劑接觸能燃燒或爆炸的液體,統(tǒng)稱為易燃與可燃液體。在儲存、運輸和使用可燃液體時,必須了解其物理和化學性質,如爆炸極限、沸點、密度、帶電性、毒害性等,以便安全地儲存、運輸和使用。三、化工原料及產品的火災危險性(七)易燃與可燃固體凡是遇火、受熱、撞擊、摩擦或與氧化劑接觸能燃燒的固體物質,統(tǒng)稱為易燃與可燃固體。一級易燃固體燃點低,易于燃燒或爆炸,且燃燒速度快,能放出劇毒氣體。它們包括磷與磷的化合物,如紅磷、三硫化磷;硝基化合物,如二硝基甲苯、二硝基苯;含氮量在12.5%以下的硝化棉、氨基化鈉、重氮氨基苯、閃光粉等。二級易燃固體燃燒性能比一級易燃固體差,燃燒速度較慢,燃燒產生的有毒氣體毒性較小。它們包括各種金屬粉末,如鎂粉、鋁粉、錳粉;堿金屬氨基化合物,如氨基化鋰、氨基化鈣;硝基化合物,如硝基芳烴、二硝基丙烷;萘及其衍生物,如萘、甲基萘;還有硫磺、生松香、聚甲醛等。在化工原料和產品中,可燃固體主要是合成橡膠、合成纖維、瀝青和石蠟等。三、化工原料及產品的火災危險性第四節(jié)火災與爆炸防治技術靜電是人類很早就發(fā)現(xiàn)的一種現(xiàn)象。古人發(fā)現(xiàn)琥珀在皮毛上摩擦后能吸住紙屑或稻草球,后來又進—步發(fā)現(xiàn),玻璃棒在絲綢上摩擦或硬橡膠在毛織物上摩擦有相同的性質。現(xiàn)代靜電在工業(yè)上的應用日趨廣泛,但靜電也會帶來危險,如靜電火花放電,往往會造成火災爆炸事故。因此,預防靜電成為了安全技術中的一個重要措施。(一)靜電的產生靜電的產生是一個比較復雜的過程,物質是由帶正電荷的原子核與帶負電荷的電子所組成的,由于其帶電數(shù)量相等,因此呈電中性。如果由于某種原因使物質獲得電子而又無法失去或失去電子又得不到補充,這樣就會使該物質附上電荷,這種附著在物質上較難移動的集團電荷稱為靜電。一、預防靜電(二)靜電積聚的影響因素1.電阻率物質產生了靜電,能否積聚關鍵在于物質的電阻率。電阻率有體積電阻率和表面電阻率兩種。在研究固體帶靜電時,用表面電阻率,即任一正方形對邊之間的表面電阻,單位為歐姆(Ω)。研究液體帶靜電時,則用體積電阻率,即單位長度或單位面積的介質電流通過其內部的電阻,單位為歐姆·米(Ω·m)或歐姆·厘米(Ω·cm)。電阻率高的物質導電性差,電子難以流失,自身也不易獲得電子;電阻率低的物質導電性好,電子獲得和流失均較容易。就防靜電而言,若物質的電阻率在106~108Ω·cm數(shù)量級以下,則其即使產生靜電,也較易消失,不會引起危害,此種物質稱為靜電導體;若電阻率在109~1010Ω·cm,則有可能引起靜電危害,但產生的靜電量不大;若電阻率在1011~1015Ω·cm,則極易積聚靜電,危害較大,是防靜電的重點;若電阻率大于1015Ω·cm,則不易產生靜電,而一旦產生靜電,也較難消除。一、預防靜電(二)靜電積聚的影響因素2.介電常數(shù)介電常數(shù)也稱為電容率,它同電阻率一起決定著靜電產生的結果和狀態(tài)。若流體的相對介電常數(shù)超過20,則無論管道連續(xù)輸送還是儲存和運輸,當有接地裝置時都不會產生靜電積聚。3.靜電消散半衰期靜電越不容易泄漏,危險性越大。通常將帶電體上靜電電量泄漏到原來一半所需要的時間叫作靜電消散半衰期。液體的靜電消散半衰期可用下式計算。對于固體帶電物質,靜電消散半衰期可用下式計算。一、預防靜電(二)靜電積聚的影響因素靜電消散半衰期是判斷靜電積聚的重要參數(shù)。在有些國家根據他們的經驗,規(guī)定靜電消散半衰期
<0.012s的靜電積聚就是安全的。在此條件下即使產生靜電,也不會積聚起來。生產操作條件造成產生靜電的原因除前面已提到的外,還有輸送液體的流速、管徑、輸送距離,以及管材、管壁粗糙程度、流經彎頭數(shù)量、通過過濾網密度和材質等。例如,用帆布管、塑料管等絕緣性管道輸送液體比用金屬管道產生的靜電要多得多。
空氣中的濕度對靜電積聚有很大影響。當相對濕度超過60%時,物質表面就會形成一層極薄的水膜,使表面電阻大幅降低,成為靜電的良好導體
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