《化工安全概論》

1、SECMINSECMINSECMINSECMINSECMINSECMINSECMINSECMINSECMINSECMINSECMIN第四章 燃燒和爆炸與防火防爆 安全技術 主講人：凈萌萌 第三組組員: 向軍俠，陳月娟，李苗， 劉姣姣，楊娜，齊芳萍本節(jié)目錄本節(jié)目錄第 九 節(jié) 火災爆炸危險與防火防爆措施第 十 節(jié) 有火災爆炸危險物質的加工處理第十一節(jié) 燃燒爆炸敏感性工藝參數(shù)的控制第十二節(jié) 火災和爆炸的局限化措施第十三節(jié) 滅火劑與滅火設施火災爆炸危險與防火防爆措施 一 物料的火災爆炸危險1氣體氣體氣體火災爆炸危險性的主要指標是爆炸極限和自燃點氣體火災爆炸危險性的主要指標是爆炸極限和自燃點氣體的爆炸極

2、限越寬，爆炸下限越低，火災爆炸的危險性越大。氣體的爆炸極限越寬，爆炸下限越低，火災爆炸的危險性越大。氣體的自燃點越低，越容易起火，火災爆炸的危險性就越大。氣體的自燃點越低，越容易起火，火災爆炸的危險性就越大。另外氣體的溫度另外氣體的溫度、壓力和擴散性對火災爆炸危險性也有重要影響、壓力和擴散性對火災爆炸危險性也有重要影響2 2 液體液體液體火災爆炸危險性的主要指標是閃電和爆炸極限液體火災爆炸危險性的主要指標是閃電和爆炸極限閃電越低，液體越容易起火燃燒，燃燒爆炸危險性也越大。閃電越低，液體越容易起火燃燒，燃燒爆炸危險性也越大。液體的爆炸極限與氣體類似液體的爆炸極限與氣體類似另外，液體的沸點、化學結

3、構和相對分子質量對火災爆炸危險性也有一定影響。另外，液體的沸點、化學結構和相對分子質量對火災爆炸危險性也有一定影響。3 3 固體固體固體的火災爆炸危險性主要取決于固體的熔點、著火點、自燃點固體的火災爆炸危險性主要取決于固體的熔點、著火點、自燃點比表面積和熱分解性能。比表面積和熱分解性能。固體物質的氧化燃燒是從固體表面開始的，所以固體的比表面積越大，和空氣中固體物質的氧化燃燒是從固體表面開始的，所以固體的比表面積越大，和空氣中氧的接觸機會越多，燃燒的危險性越大。氧的接觸機會越多，燃燒的危險性越大。二二 化學反應的火災爆炸危險化學反應的火災爆炸危險1 1 氧化反應氧化反應 所有含有碳和氫的有機物質

4、都是可燃的，特別是沸所有含有碳和氫的有機物質都是可燃的，特別是沸點較低的液體被認為有嚴重的火險。（汽油類、石蠟油點較低的液體被認為有嚴重的火險。（汽油類、石蠟油類、類、醚類、醇類、酮類等有機化合物）醚類、醇類、酮類等有機化合物） 在通常工業(yè)條件下易于起火的物質被認為具有嚴重在通常工業(yè)條件下易于起火的物質被認為具有嚴重的火險（粉狀金屬、硼化氫、磷化氫等自燃性物質、閃的火險（粉狀金屬、硼化氫、磷化氫等自燃性物質、閃點等于或低于點等于或低于2828的液體以及易燃氣體）的液體以及易燃氣體）2 2 水敏性反應水敏性反應 許多物質與水、水蒸氣或水溶液發(fā)生放熱反應，釋放許多物質與水、水蒸氣或水溶液發(fā)生放熱反

5、應，釋放出易燃或爆炸性氣體（鋰、鈉、鉀、鈣、銣、銫以上金出易燃或爆炸性氣體（鋰、鈉、鉀、鈣、銣、銫以上金屬的合金或汞齊、氫化物、氮化物、硫化物屬的合金或汞齊、氫化物、氮化物、硫化物）3 3 酸敏性反應酸敏性反應 許多物質與酸和酸蒸氣發(fā)生放熱反應，釋放出氫氣和許多物質與酸和酸蒸氣發(fā)生放熱反應，釋放出氫氣和其他易燃或爆炸性氣體（前述的除酸酐和濃酸以外的水其他易燃或爆炸性氣體（前述的除酸酐和濃酸以外的水敏性物質，金屬和結構合金，砷、硒、碲和氰化物）敏性物質，金屬和結構合金，砷、硒、碲和氰化物）三三 工藝裝置的火災爆炸危險工藝裝置的火災爆炸危險1 1 裝置不適當裝置不適當 高壓裝置中高溫、低溫部分材料

6、不適當高壓裝置中高溫、低溫部分材料不適當 接頭結構和材料不適當接頭結構和材料不適當 有易使可燃物著火的電力裝置有易使可燃物著火的電力裝置 防靜電措施不夠防靜電措施不夠 裝置開始運轉時無法預料的影響裝置開始運轉時無法預料的影響2 2 操作失誤操作失誤 閥門的誤開或誤關閥門的誤開或誤關 燃燒裝置點火不當燃燒裝置點火不當 違規(guī)使用明火違規(guī)使用明火3 3 裝置故障裝置故障 儲罐、容器、配管的破損儲罐、容器、配管的破損 泵和機械的故障泵和機械的故障 測量和控制儀表的故障測量和控制儀表的故障4 4 不停車檢修不停車檢修 切斷配管連接部位時發(fā)生無法控制的泄漏切斷配管連接部位時發(fā)生無法控制的泄漏 破損配管沒有

7、修復，在壓力下降的條件下恢復運轉破損配管沒有修復，在壓力下降的條件下恢復運轉 在加壓條件下，某一物體掉到裝置的脆弱部分而發(fā)生破裂在加壓條件下，某一物體掉到裝置的脆弱部分而發(fā)生破裂不知裝置中有壓力而誤將配管從裝置上斷開不知裝置中有壓力而誤將配管從裝置上斷開5 5 異常化學反應異?；瘜W反應 反應物質匹配不當反應物質匹配不當 不正常的聚合、分解不正常的聚合、分解 安全裝置不合理安全裝置不合理四四 防火防爆措施防火防爆措施 防火防爆的基本目的：把人員傷亡和財產損失降至最低防火防爆的基本目的：把人員傷亡和財產損失降至最低限度限度 防火防爆的基本原則：預防發(fā)生、限制擴大、滅火熄曝防火防爆的基本原則：預防發(fā)

8、生、限制擴大、滅火熄曝1 1 易燃易爆物質的安全處理易燃易爆物質的安全處理 措施：措施： 限制易燃氣體組分的濃度在爆炸下限以下或爆炸上限以上限制易燃氣體組分的濃度在爆炸下限以下或爆炸上限以上 用惰性氣體取代空氣用惰性氣體取代空氣 把氧氣濃度降至極限值一下把氧氣濃度降至極限值一下易燃易爆液體易燃易爆液體措施：措施： 在液體之上施加惰性氣體覆蓋在液體之上施加惰性氣體覆蓋 降低加工溫度，保持較低的蒸氣壓，使其無法達到降低加工溫度，保持較低的蒸氣壓，使其無法達到爆炸濃度爆炸濃度易燃易爆固體易燃易爆固體措施：措施： 粉碎粉碎、研磨、篩分時，施加惰性氣體覆蓋、研磨、篩分時，施加惰性氣體覆蓋 加工設備配置充

9、分的降溫措施，迅速移除摩擦熱、加工設備配置充分的降溫措施，迅速移除摩擦熱、撞擊熱撞擊熱 加工場所配置良好的通風設施，使易燃粉塵迅速排加工場所配置良好的通風設施，使易燃粉塵迅速排除不至于達到爆炸濃度除不至于達到爆炸濃度2 2 點火源的安全控制點火源的安全控制明火明火 加熱易燃液體時，應盡量避免采用明火，而采用蒸加熱易燃液體時，應盡量避免采用明火，而采用蒸汽、過熱水和其他熱載體加熱。如果必須采用明火，設汽、過熱水和其他熱載體加熱。如果必須采用明火，設備應該嚴格密閉，燃燒室與設備應該隔離設置。在有火備應該嚴格密閉，燃燒室與設備應該隔離設置。在有火災爆炸危險的場所，不得使用普通電燈照明，必須采用災爆炸

10、危險的場所，不得使用普通電燈照明，必須采用防爆照明電器。防爆照明電器。摩擦與撞擊摩擦與撞擊 在化工行業(yè)中，摩擦與撞擊是許多火災和爆炸的重在化工行業(yè)中，摩擦與撞擊是許多火災和爆炸的重要原因。要原因。 機器上的軸承等轉動部分摩擦發(fā)熱起火。措施：機器上的軸承等轉動部分摩擦發(fā)熱起火。措施：機器軸承要及時加油，保持潤滑，并經常清除附著的可機器軸承要及時加油，保持潤滑，并經常清除附著的可燃污垢。燃污垢。 金屬零件和螺釘?shù)嚷淙敕鬯闄C、提升機、反應器金屬零件和螺釘?shù)嚷淙敕鬯闄C、提升機、反應器等設備內，由于鐵器和機件撞擊起火。措施：鉛、銅和等設備內，由于鐵器和機件撞擊起火。措施：鉛、銅和鋁都不發(fā)生火花，而鋁都不

11、發(fā)生火花，而青銅的硬度不遜于鋼。所以應該青銅的硬度不遜于鋼。所以應該使用使用青銅和鍍銅鋼的工具。青銅和鍍銅鋼的工具。 鐵器工具與混凝土地面撞擊產生火花。措施：搬鐵器工具與混凝土地面撞擊產生火花。措施：搬運盛裝易燃液體或氣體的金屬容器時，不要拋擲、拖拉、運盛裝易燃液體或氣體的金屬容器時，不要拋擲、拖拉、震動，防止互相撞擊，以免產生火花。震動，防止互相撞擊，以免產生火花。高溫熱表面高溫熱表面 加熱裝置、高溫物料輸送管道和機泵等，其表面溫加熱裝置、高溫物料輸送管道和機泵等，其表面溫度都比較高，應防止可燃物落于其上而著火。度都比較高，應防止可燃物落于其上而著火。 措施：可燃物的排放口應遠離高溫熱表面。

12、如果高措施：可燃物的排放口應遠離高溫熱表面。如果高溫設備和管道與可燃物裝置比較接近，高溫熱表面應該溫設備和管道與可燃物裝置比較接近，高溫熱表面應該有隔熱措施。有隔熱措施。電器火花電器火花 電氣設備所引起的火災爆炸事故，多由電弧、電火電氣設備所引起的火災爆炸事故，多由電弧、電火花、電熱或漏電造成。花、電熱或漏電造成。 措施：把電氣設備安裝在危險場所以外或零室隔離。措施：把電氣設備安裝在危險場所以外或零室隔離。在火災爆炸危險場所，應盡量少用攜帶式電氣設備。在火災爆炸危險場所，應盡量少用攜帶式電氣設備。 第十節(jié)有關火災爆炸危險物質的加工處理為了防火防爆安全，對火災爆炸危險比較大的物料，應該采取安全措

13、施。1.要考慮通過工藝的改進，用危險性小的物料代替火災爆炸危險性比較大 的物料。2.若不具備上述條件，則應該根據(jù)物料的燃燒爆炸性能采取形影的措施。 比如：密閉或通風、惰性介質保護、降低物料蒸汽濃度、減壓操作 以及其他能提高安全性的操作。具體操作如下：具體操作如下： 一、用難燃溶劑代替可燃溶劑；一、用難燃溶劑代替可燃溶劑； （1）萃取、吸收等，采用多為易燃有機溶劑; (2) 用燃燒性能較差的溶劑代替易燃溶劑，會有顯著改善 操作的安全性。 （3）選擇燃燒危險性較小的液體溶劑，沸點和蒸汽壓數(shù)據(jù)是重要依據(jù)。 （4）許多情況下，可以用不然液體代替可燃液體，這類液體有氯的甲烷及乙烯衍生物。 二、根據(jù)燃燒性

14、物質的特性分別處理；二、根據(jù)燃燒性物質的特性分別處理；遇空氣或水燃燒的物質，要隔絕空氣或采取防水、防潮措施；2、以及遇酸和堿有分解爆炸危險的物質，要防止與酸堿接觸；3、對機械作用比較敏感的 物質要輕拿輕放。4、燃燒性液體和氣體，應該根據(jù)他們的密度考慮適宜的排污方法 ； ，加工和儲存時要通風散熱降溫，以防其自燃6、對于自然點較高的物質，要避免火花及明火，以達到其防火目的三、密閉和通風設置三、密閉和通風設置危險因素 易燃氣體蒸汽或可燃粉塵泄露與空氣混合形成爆炸性混合物； 設備管道密封不良，正壓操作和負壓操作都會引起可燃物的爆炸；1. 容器破裂造成爆炸解決措施 設備應該密閉，特別是帶壓設備更需要保持

15、密閉性； 在投產和檢驗時，應檢查其密閉性和耐壓程度；1. 選擇合適的容器盛儲壓縮氣體，和壓縮液體。四、惰性介質的惰性和稀釋作用；四、惰性介質的惰性和稀釋作用； 惰性氣體保護作用（惰性氣體稀釋可燃氣體，蒸汽和粉塵的可燃性混合物，以抑制其燃燒或爆炸） 惰性氣體用量 (在易燃物料的加工中，惰性氣體的用量取決于系統(tǒng)中氧的最高允許濃度）(看書上的表格） Vx=Vx惰性氣體用量；惰性氣體用量；O-氧的最高允許含量；氧的最高允許含量；O-惰性氣體中的氧含量惰性氣體中的氧含量21OOO減壓操作減壓操作 化工物料的干燥，許多是從濕物料中蒸發(fā)出其中的易燃溶劑，如果易燃溶劑容器蒸汽在爆炸下限以下的濃度范圍，便不會引

16、發(fā)燃燒或爆炸。為了滿足上述條件，這類物料的干燥，一般是在負壓下操作一般是在負壓下操作。 文獻中的爆炸極限數(shù)據(jù)多為20攝氏度，0.101325兆帕下的體積分數(shù)，所以有爆炸下限不難計算出溶劑蒸汽的分壓，如果干燥壓力在此分壓以下，便不會發(fā)生燃燒或爆炸。 減壓操作應用的實質實質是爆炸下限下的質量濃度。燃燒爆炸性物料的處理燃燒爆炸性物料的處理 1、（危險）化學工業(yè)的污水中，往往混有易燃物質或可燃物質，下水系統(tǒng)可能發(fā)生燃燒爆炸事故，（措施）對易燃或可燃物質排放必須嚴格控制。 舉例有：苯和汽油等有機物的廢液放入下水道，因為這類溶劑在水中的溶解度很小，而且密度比水小，浮于水面之上，形成一種易燃蒸汽，遇火發(fā)生燃

17、燒或爆炸。后果嚴重。 2、性質互相抵觸的不同廢水易發(fā)生化學反應，若排入同一下水道，導致事故的發(fā)生。 舉例有:硫化堿廢液與酸性廢水反應產生硫化氫，造成中毒或者爆炸。第十一節(jié) 燃燒爆炸敏感性工藝參數(shù)的控制一、反應溫度的控制 溫度是化學工業(yè)生產的主要控制參數(shù)之一。各種化學反應都有其最適宜的溫度范圍，正確控制反應溫度不但可以保證產品的質量，而且也是防火防爆所必須的。1.移出反應熱 化學反應總是伴隨著熱效應，放出或吸收一定的熱量。大多數(shù)反應，如各種有機物的氧化反應、鹵化反應、水合反應、絡合反應等都是放熱反應。為了使反應能在一定條件下進行，必須從反應系統(tǒng)中移出一定的熱量，以免因過熱而引起爆炸。 溫度控制可

18、以靠介質的流動移走反應熱來實現(xiàn)。移走反應熱的方法有：夾套冷卻，內蛇管冷卻、或兩者兼用，還有稀釋回流冷卻、惰性氣體循環(huán)冷卻等。還可以采用一些特殊結構的反應器或在工藝上采取一些措施，達到移走反應熱控制溫度的目的， 2.傳熱介質選擇 傳熱介質，即熱載體，常用的有水、水蒸氣、碳氫化合物、熔鹽、汞和熔融金屬、煙道等氣體。充分了解傳熱介質的性質，進行正確選擇 ，對傳 熱過程安全十分重要。（1）避免使用性質與反應物料相抵觸的介質（2）防止傳熱面結垢（3）傳熱介質使用安全3.熱不穩(wěn)定性物質的處理 在化工生產過程中，對不穩(wěn)定物質的的溫度控制十分重要對熱不穩(wěn)定性物質要特別注意降溫和隔熱措施。對能生成過氧化物的物質

19、，在加熱之前應該除去。熱不穩(wěn)定性物質的貯存溫度應該控制在安全限度之內。二、物料配比和投料速率控制1.物料配比控制 在化工生產中，物料配比十分重要，這不僅決定著反應進程和產品質量，而且對安全也有著重要影響。 催化劑對化學反應速率影響很大，如果催化劑過量，就有可能發(fā)生危險?？扇蓟蛞兹嘉锪吓c氧化劑的反應，要嚴格控制氧化劑的投料速率和投料量。對于能形成爆炸性混合物的生產，物料配比應嚴格控制在爆炸極限以外。2.投料速率控制 對于放熱反應，投料速率不能超過設備的傳熱能力，否則，物料溫度將會急劇升高，引起物料的分解、突沸，造成事故。投料速度過快，除影響反應速度外，也可能造成尾氣吸收不完全，引起毒性和可燃氣體

20、外逸。 三、物料成分和過反應的控制 對許多化學反應，由于反應物料中危險雜質的增加會導致副反應或過反應，引起燃燒和爆炸事故。對于化工染料和產品，純度和成分是質量要求的重要指標，對生產和管理安全也有著重要影響。 反應原料氣中，如果其中含有有害氣體不除干凈，在物料循環(huán)過程中會不斷積累，最終會導致燃燒或爆炸事故的發(fā)生。清除有害氣體，可以采用吸收的方法，也可以在工藝上采取措施，使之無法積累。 許多過反應的生成物是不穩(wěn)定的，容易造成事故，所以在反應過程中要防止過反應的發(fā)生。 四、自動控制系統(tǒng)和安全保險裝置1.自動控制系統(tǒng) 按其功能可以分為四類：自動檢測系統(tǒng)、自動調節(jié)系統(tǒng)、自動操縱系統(tǒng)、自動訊號連鎖是保護系

21、統(tǒng)。 化工自動化系統(tǒng)，大多數(shù)是對連續(xù)變化的參數(shù)，如溫度、壓力、流量、液位等進行自動調節(jié)，但是還有一些參數(shù)，需要按一定的時間間隔做周期性變化，這樣就需要對調節(jié)設施如閥門等做周期性的切換。上述操作一般是靠程序控制來完成的。2.信號報警、保險裝置和安全聯(lián)鎖 在化學工業(yè)生產中，可配置信號報警裝置，情況失常時發(fā)出警告，以便及時采取措施消除隱患。報警裝置與測量儀表連接，用聲、光或顏色示警。 信號裝置只能提醒人們事故正在形成或即將發(fā)生，但不能自動排除事故。而保險裝置則能在危險狀態(tài)下自動消除危險狀態(tài)。安全聯(lián)鎖就是利用機械或電氣控制依次接通各個儀器和設備，使之彼此發(fā)生聯(lián)系，達到安全運行的目的。整理ppt第十二節(jié)

22、第十二節(jié) 火災和爆炸的局限化措施火災和爆炸的局限化措施一、火災爆炸局限化概述 1.在化工生產中，火災爆炸事故一旦發(fā)生，就必須采取局限化措施，限制事故蔓延和擴散，把損失降低到最低限度 2.火災爆炸局限化措施應從：工藝裝置的布局、建筑結構以及防火區(qū)域的劃分考慮；從投資方面考慮，布局越緊湊越好，但要留有必要的防火間距二、安全裝置和局限化設施1.安全裝置一般安全裝置： 成分控制裝置 溫度控制裝置 火源切斷裝置異常抑制裝置： 防止火焰?zhèn)鞑サ难b置 控制聚合和分解的裝置 預防著火的裝置2.局限化設施局限化設施包括： 泄壓 截流 應急設施3.阻火防爆設施1阻火設備 安全液封，阻火器和單向閥等。其作用是防止外部

23、火焰竄入有爆炸危險的設備、容器和管道，或阻止火焰在設備和管道間蔓延和擴散2防爆泄壓設施 安全閥，爆破片，防爆門和放空管等三、火災爆炸局限化布局和措施1.局限化工廠布局在化學工業(yè)中，對于危險性較大的化工裝置，應采取隔離安裝和遠距離操縱等措施。為了避免易燃有害氣體的擴散，減少因設備泄露造成的易燃氣體積聚的危險性，這類裝置或設備應盡可能露天或半露天設置2.防爆泄壓措施通常在具有爆炸危險的廠房設置輕質板的屋頂、外墻和泄壓窗，發(fā)生爆炸時這些薄弱部位首先遭受爆破，卸掉爆炸壓力，從而使承重結構免遭倒塌破壞泄露的3.阻止火災爆炸擴大化措施為了避免爆炸災害的擴大，在有爆炸危險和無爆炸危險的裝置間以及具有較大爆炸危險的設備周圍，要設置防爆墻、壁障等，阻止爆炸飛散物、火焰和沖擊波的襲擊四、可燃物泄露的預防措施1.泄露的類型：設備向大氣泄露 設備內部泄露