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第四章燃燒爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)(系)
杜曉燕2/1/20231第四章燃燒爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)(系)4.1爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)分類
4.1.1,燃燒爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)分類鑒別
4.1.2,炸藥類、火藥類爆炸物(系)
4.1.3,過(guò)氧化物(系)4.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系
4.2.1,可燃?xì)怏w空氣混合系
4.2.2,可燃蒸氣空氣混合系4.2.3,粉塵爆炸混合系4.3物質(zhì)加工及反應(yīng)系4.4相忌物系、混合危險(xiǎn)物系4.5易燃、自然與高壓氣體物系2/1/202324.1.1燃燒爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)(系)分類鑒別1,中國(guó)關(guān)于危險(xiǎn)物的分類方法根據(jù)GB6944-86,我國(guó)將危險(xiǎn)物質(zhì)分為九大類:起爆藥、猛炸藥、火藥、煙火劑等
工業(yè)加工壓縮盛于容器的壓縮氣體、液化氣體和加壓溶解氣體等
各種成品油等
2/1/202334.1.1燃燒爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)(系)分類鑒別eg.金屬粉末、樹(shù)脂類及其原料、礦物(瀝青、煤等)
eg.有過(guò)氧劑的無(wú)機(jī)物、氫過(guò)氧化物、二烷基和二?;^(guò)氧化物、過(guò)氧化酯等
eg.農(nóng)藥、生化藥劑等2/1/202344.1.1燃燒爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)(系)分類鑒別eg.放射性金屬等
eg.酸、堿等
2/1/202354.1.1燃燒爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)(系)分類鑒別2,日本消防法的分類方法日本從消防的角度對(duì)危險(xiǎn)性物質(zhì)進(jìn)行分類,共分為6類,并規(guī)定了相應(yīng)的界定評(píng)價(jià)法,即在明確這些危險(xiǎn)性物質(zhì)基礎(chǔ)上,通過(guò)試驗(yàn)予以判定。2/1/202364.1.1燃燒爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)(系)分類鑒別3,美國(guó)防火協(xié)會(huì)的分類法美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì)NFPA(NationalFireProtectionAssociation)的化學(xué)危險(xiǎn)品和爆炸物品委員會(huì),早在1928年就協(xié)同美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)編輯了常用化學(xué)危險(xiǎn)品表(NFPA49)。這里,介紹1975年版本NFPANo49中所用的“危險(xiǎn)物品分類制度”。2/1/202374.1.1燃燒爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)(系)分類鑒別3,美國(guó)防火協(xié)會(huì)的分類法紅(易燃性)黃(反應(yīng)性)無(wú)色藍(lán)(人身危害)NPFA的分類法每種危險(xiǎn)物品都用此菱形圖明確表示出它的危險(xiǎn)性。圖內(nèi)分為4個(gè)區(qū)域,并涂上不同顏色,分別表示易燃性、人身危害性、反應(yīng)危險(xiǎn)性和其他特定及消防時(shí)注意事項(xiàng)。每種危險(xiǎn)特定分為0,1,2,3,4五個(gè)級(jí)別,依次增大(等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)P180)2/1/20238第一節(jié)爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)分類—分類鑒別3,美國(guó)防火協(xié)會(huì)的分類法4(易燃性)3(反應(yīng)性)W3(人身危害)三硼烷W--消防人員若用水滅火有可能發(fā)生危險(xiǎn)此外,--有放射危險(xiǎn)性O(shè)XY--有氧化性的物品優(yōu)點(diǎn):將圖標(biāo)打在包裝上,簡(jiǎn)單明了,便于消防部門搶救作業(yè)中制定方案,及其他人員判定物品危險(xiǎn)性,明確存放地點(diǎn)…2/1/202394.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)爆炸物(系)是指固體或液體物質(zhì)或幾種物質(zhì)的混合物,在外界作用下(如受熱、撞擊等)能發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),瞬間產(chǎn)生大量氣體和熱量,導(dǎo)致周圍壓力急驟上升,發(fā)生爆炸,從而對(duì)周圍環(huán)境造成破壞的物(系)。危險(xiǎn)特性:敏感易爆性、自燃危險(xiǎn)性、熱分解爆炸危險(xiǎn)性、靜電危險(xiǎn)性、著火危險(xiǎn)性2/1/2023104.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性1,敏感易爆性
炸藥的敏感性,是指炸藥在受到環(huán)境的加熱、撞擊、摩擦或電火花等外能作用時(shí)發(fā)生著火或爆炸的難易程度。這是炸藥的一個(gè)重要特性,不同炸藥,敏感性差別很大,例如,碘化氮,羽毛輕觸可能發(fā)生爆炸,TNT槍彈射穿也不爆炸;炸藥引爆所需的初始沖能愈小,說(shuō)明該炸藥愈敏感。初始沖能又叫爆沖能,是指激發(fā)炸藥爆炸所需的最小能量。2/1/2023114.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性從能柵的觀點(diǎn)看:炸藥平時(shí)處在E1位能,當(dāng)受到一定的外界作用后,炸藥的位能從E1跳到E2,越過(guò)能柵E1,2而發(fā)生爆炸變化。好像一個(gè)小球,在位置1時(shí)處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),一旦給以外力使其跳上位置2,這時(shí)小球不穩(wěn)定,會(huì)立即滾到位置3。所以從能柵角度,炸藥從狀態(tài)E1激發(fā)到狀態(tài)E2所需的能量E1,2越小,其敏感性越強(qiáng),危險(xiǎn)性越大;反之,E1,2越大,其敏感性越差,危險(xiǎn)性就越小。2/1/2023124.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性影響因素:(1)炸藥物理化學(xué)性質(zhì)—內(nèi)在因素炸藥的內(nèi)在因素是決定其敏感程度的根本因素,即指爆炸品的物理化學(xué)性質(zhì),諸如鍵能、分子結(jié)構(gòu)、活化能及熱容、導(dǎo)熱性等。①鍵能炸藥要發(fā)生爆炸反應(yīng),首先必須破壞分子中原子間的鍵,若鍵能愈小,破壞就愈容易,所以其敏感度愈高,危險(xiǎn)性就愈大,反之亦然。2/1/2023134.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性②分子結(jié)構(gòu)炸藥的敏感度除了決定于鍵能的大小外,還與炸藥的分子結(jié)構(gòu)和成分有關(guān)。單質(zhì)炸藥的分子中都含有各種不穩(wěn)定的原子團(tuán)或基團(tuán),這些原子團(tuán)亦可稱為爆炸原子團(tuán)。炸藥分子中所含不穩(wěn)定原子團(tuán)的性質(zhì)、所在的位置和數(shù)量都影響著炸藥的敏感度。如含有乙炔衍生物、(雷酸鹽)等,這些不穩(wěn)定原子團(tuán)分解時(shí),釋放出大量熱能,很快轉(zhuǎn)化為爆轟。
一般情況下,在起爆藥分子中含有相同的不穩(wěn)定原子團(tuán)時(shí),其敏感度隨鍵能的減少而增高,2/1/2023144.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性2/1/2023154.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性③活化能
炸藥的活化能實(shí)際上是炸藥的一個(gè)能柵。活化能越高,越不易跨過(guò)這個(gè)能柵而爆炸,即敏感度越低;相反,若活化能越小,敏感度就越高(一般)。活化能受外界影響較大,所以不是所有情況都遵守這一規(guī)律。2/1/2023164.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性④其他因素:炸藥的爆熱、熱容量與導(dǎo)熱性等。(2)影響炸藥敏感性的外在因素
內(nèi)在因素是不受人為控制的,但是,決定其敏感性的外在因素則可受人為控制。這些因素如下:①結(jié)晶
炸藥的晶體形狀不同,其敏感性也不同,主要是晶格能量的不同決定的。例如,硝化甘油凝固時(shí)結(jié)晶呈斜方晶系的屬于安定型,呈三斜晶系則不安定,不安定的結(jié)晶敏感度較高。2/1/2023174.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性關(guān)于結(jié)晶顆粒大小與敏感度的關(guān)系,一般認(rèn)為炸藥的大粒結(jié)晶是比較敏感的,即炸藥的敏感度隨結(jié)晶顆粒的加大而提高,反之則降低。此看法被一些試驗(yàn)證實(shí),但亦有些試驗(yàn)與之相反。晶體顆粒的棱角多少、鋒利程度、晶體表面上存在的缺陷和位錯(cuò)不顯著,對(duì)機(jī)械作用那個(gè)可能鈍感,小結(jié)晶會(huì)出現(xiàn)敏感。一般說(shuō)來(lái),較大結(jié)晶容易出現(xiàn)表面缺陷和位錯(cuò),尖銳棱角,多數(shù)表現(xiàn)比較敏感。2/1/2023184.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性②密度炸藥承載密度的增大,通常使敏感度均有所降低;粉碎疏松的炸藥,其敏感度較致密的炸藥高。因?yàn)檎ㄋ幍拿芏炔粌H直接影響沖力、熱量等外能在炸藥中的傳播,而且對(duì)炸藥顆粒間的摩擦也有很大影響,因此儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中包裝完好的炸藥其敏感度比包裝破裂的炸藥要低。因此,要注意包裝完好,一般情況下,不允許在松散狀態(tài)下儲(chǔ)運(yùn)。2/1/2023194.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性③溫度介質(zhì)溫度的高低對(duì)炸藥的敏感度也有顯著影響。當(dāng)藥溫接近爆發(fā)點(diǎn)時(shí),則給以很小的能量就能引爆。這也是炸藥在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中必須注意的一個(gè)問(wèn)題。如硝化甘油,在16℃時(shí)引爆能量為0.2kgm/cm2,在94℃時(shí)僅為0.1kgm/cm2,到180℃時(shí),極微小的震動(dòng)也會(huì)引起爆炸。這是因?yàn)殡S著溫度升高,炸藥本身的能量也會(huì)積增,對(duì)起爆所需外界提供的能量相應(yīng)減少,從而敏感度增強(qiáng)因此,爆炸品在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中一定要遠(yuǎn)離火種和熱源,在夏季注意通風(fēng)降溫2/1/2023204.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性是否意味儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中溫度越低一定越安全呢?低溫對(duì)炸藥的影響,表現(xiàn)為個(gè)別炸藥在低溫條件下可生成不安定的晶體而影響其敏感度。例如,硝化甘油混合炸藥(爆膠)在低溫條件下可生成呈三斜晶系的晶體,這種晶體對(duì)摩擦非常敏感,甚至微小的外力作用就足以引起爆炸。所以,普通爆膠儲(chǔ)存溫度不得低于10℃,而凍爆膠也不得低于-20℃2/1/2023214.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性④雜質(zhì)砂粒、石子、水、金屬、酸、堿等雜質(zhì)對(duì)炸藥的敏感度有很大影響,而且不同的雜質(zhì)所產(chǎn)生的影響也不同。在一般情況下,砂粒、石子等固體雜質(zhì),尤其是硬度高、有尖棱的雜質(zhì),能增加炸藥的敏感度。炸藥還能與很多金屬雜質(zhì)反應(yīng)生成更易爆炸的物質(zhì),例如:鉛、銀、銅、鋅、鐵等金屬,與苫味酸、梯恩梯、三硝基苯甲醚等炸藥反應(yīng)的生成物,是敏感度極高的爆炸物,大多輕微摩碰會(huì)起爆;強(qiáng)酸、強(qiáng)堿與苦味酸、瀑膠、雷汞、黑索金、無(wú)煙火藥等許多炸藥接觸能發(fā)生劇烈反應(yīng)或生成敏感度極高的爆炸物,大多輕微的摩碰都會(huì)即行起爆。2/1/2023224.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性相反,石蠟、瀝青、糊精、水等松軟的或液態(tài)的物質(zhì)摻入炸藥后,往往會(huì)降低其敏感度。例如:硝化棉含水量大于32%,對(duì)摩擦、撞擊等機(jī)械敏感度大為降低;苦昧酸含水量大于35%時(shí)、硝銨炸藥含水量大于3%時(shí)就不會(huì)爆炸。這是因?yàn)樗軌蛟谡ㄋ幗Y(jié)晶表面形成一層可塑性柔軟薄膜,將結(jié)晶包圍起來(lái).當(dāng)受到外界機(jī)械作用時(shí),可減少結(jié)晶顆粒的摩擦,使得沖擊作用變?nèi)?,故使炸藥鈍感。2/1/2023234.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--敏感易爆性因此,炸藥在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中,特別是在微調(diào)時(shí),要防止砂料、石子、塵土等雜質(zhì)混入,避免與酸.堿接觸。對(duì)于能受金屬激發(fā)的炸藥,應(yīng)禁止用金屬容器盛裝,也不得用金屬工具進(jìn)行作業(yè)。同時(shí)可以根據(jù)水對(duì)炸藥的鈍化作用和冷卻作用.在著火時(shí)用水滅火。但含濕的炸藥再次受熱后將會(huì)導(dǎo)致爆炸。2/1/2023244.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--自燃危險(xiǎn)性2,自燃危險(xiǎn)性一些火藥在一定溫度下可不用火源的作用即自行著火或爆炸。例,如雙基火藥長(zhǎng)時(shí)間堆放在一起時(shí),由于火藥的緩慢熱分解放出的熱量及產(chǎn)生的NO2氣體不能及時(shí)散發(fā)出去,火藥內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生熱積累,當(dāng)達(dá)到其自燃點(diǎn)時(shí)便會(huì)自行著火或爆炸。這是火藥爆炸品在儲(chǔ)存和運(yùn)輸工作中需特別注意的問(wèn)題。2/1/2023254.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--熱分解爆炸危險(xiǎn)性3,熱分解爆炸危險(xiǎn)性炸藥對(duì)熱的作用是十分敏感的。在實(shí)際工作中常常因?yàn)橛龅礁邷鼗蚧鹧娴淖饔枚l(fā)生爆炸。炸藥的熱感度是指炸藥在熱作用下發(fā)生爆炸的難易程度,包括加熱感度和火焰感度兩部分。2/1/2023264.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--靜電危險(xiǎn)性4,靜電危險(xiǎn)性
炸藥是電的不良導(dǎo)體,電阻率在1012?/cm以上(火藥電阻率約為1018?/cm左右)。在生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸和使用過(guò)程中,炸藥會(huì)經(jīng)常與容器壁或其他介質(zhì)摩擦,這樣就會(huì)產(chǎn)生靜電荷,在沒(méi)有采取有效接地措施去除靜電的情況下,就會(huì)使靜電荷聚集起來(lái)。這種聚集的靜電荷表現(xiàn)出很高的靜電電位,最高可達(dá)幾萬(wàn)伏、一旦有效條件形成、就會(huì)發(fā)生放電火花。當(dāng)炸藥的放電能量達(dá)到足以點(diǎn)燃炸藥時(shí),就會(huì)出現(xiàn)著火、爆炸事故。
2/1/2023274.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--靜電危險(xiǎn)性為區(qū)分炸藥的靜電和電火花危險(xiǎn)性的大小,通常用靜電感應(yīng)度來(lái)表示。炸藥的靜電感度實(shí)際包括兩個(gè)方面:一是炸藥在摩擦?xí)r產(chǎn)生靜電的難易程度,即靜電積累值;二是靜電放電火花作用嚴(yán)炸藥發(fā)生爆炸的難易程度,即靜電火花感度。靜電感度主要靠試驗(yàn)測(cè)定,測(cè)定時(shí)把一定量的炸藥式樣從導(dǎo)槽頂端下落人容器,炸藥在滑下過(guò)程中與導(dǎo)槽互相摩擦就會(huì)產(chǎn)生靜電。當(dāng)試驗(yàn)裝置固定后,各種炸藥產(chǎn)生靜電電量的大小可由相應(yīng)的靜電電壓大小值來(lái)衡量。2/1/2023284.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--靜電危險(xiǎn)性為防止和減少靜電的危害,必須研究如何改善炸藥抗靜電性能,這也是近代炸藥研究中的一個(gè)重要課題。目前對(duì)于常用炸藥主要從兩個(gè)方面改進(jìn)抗靜電性能:一種是在炸藥中摻入少量炭黑、石墨、硼粉等導(dǎo)電物質(zhì),以降低炸藥的電阻率,減少靜電的積聚,例如,含硼的中性斯蒂芬酸鉛等;另一種是在起爆藥中添加少許抗靜電表面活性劑。例如在氯化鉛產(chǎn)品中加人少量三羥基甲基乙烷三硝酸酯,可以降低其靜電感度。2/1/2023294.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--著火危險(xiǎn)性5,著火危險(xiǎn)性由炸藥的成分可知,凡是炸藥,百分之百的都是易燃物質(zhì),面且著火不需外界供給氧氣。這是因?yàn)樵S多炸藥本身就是含氧的化合物或者是可燃物與氧化劑的混合物,受激發(fā)能源作用即能發(fā)生氧化一還原反應(yīng)而形成分解式燃燒。同時(shí),炸藥爆炸時(shí)放出大量的熱,形成數(shù)千攝氏度的高溫,能使自身分解出的可燃性氣態(tài)產(chǎn)物和周圍接觸的可燃物質(zhì)起火燃燒,造成重大火災(zāi)事故。2/1/2023304.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--種類爆炸性物質(zhì)的主要種類從危險(xiǎn)物運(yùn)輸?shù)慕嵌?,我?guó)將爆炸性物質(zhì)1.1~1.5項(xiàng)(見(jiàn)表4-1)從化學(xué)的角度,主要有以下種類:(1)爆炸性化合物分子中往往含有特殊基團(tuán)。如:-NO2,-NO的有機(jī)與無(wú)機(jī)化合物;某些無(wú)機(jī)鹵酸鹽與高鹵酸鹽等(2)爆炸性混合物種類更多。2/1/2023314.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--種類
對(duì)于實(shí)用價(jià)值較大的爆炸物即火炸藥,若按爆炸性質(zhì)與用途分又有如下幾種。①起爆藥類也叫一次炸藥或初級(jí)炸藥。其主要特點(diǎn)是可因簡(jiǎn)單而較弱的激發(fā)沖量(如鎮(zhèn)擊、摩擦、火焰等)作用即引起爆炸反應(yīng),且此爆炸反應(yīng)由燃燒成長(zhǎng)為穩(wěn)定的爆轟所需時(shí)間極短,所需藥量極少。故它主要用來(lái)制備各種起爆器材和火工品。常用的起爆藥有雷汞、疊氮化鉛、斯蒂酚酸鉛等。2/1/2023324.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--種類②猛炸藥類也叫二次炸藥、次級(jí)炸藥或高級(jí)炸藥。其主要特點(diǎn)是敏感度較低,需要較強(qiáng)的激發(fā)沖量(通常是借助于起爆藥的爆炸作用)起爆.才能引起爆炸反應(yīng)至爆轟。一般簡(jiǎn)單的激發(fā)沖量不易直接引起爆轟,就是引起了爆炸反應(yīng)也需要較多的炸藥量和較長(zhǎng)的成長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定爆轟。一旦發(fā)生了爆轟,其釋放能量的速度(爆速)與大小(單位質(zhì)量或體積炸藥所放出的熱)較大,可造成較大的破壞。故在軍事和工業(yè)上主要用來(lái)做破壞勸和爆破功。常用的猛炸藥有a單體(也叫單質(zhì))炸藥,如硝基化合物、TNT、苦味酸等;b·混合炸藥,如銨油炸藥、乳化炸藥等。2/1/2023334.1.2
炸藥類、火藥類爆炸物(系)--種類③火藥類又可分為發(fā)射藥和推進(jìn)劑。其主要特點(diǎn)是基本反應(yīng)形式為平行層燃燒。燃燒速度因密閉度和壓力不同而可由每秒毫米級(jí)的緩慢燃燒至每秒數(shù)百米的爆燃,它主要用來(lái)做火炮發(fā)射和火箭推進(jìn)以做拋射功。有的也可做點(diǎn)火藥、延時(shí)藥等。如果裝藥結(jié)構(gòu)不合理或遭破壞,或受到非常強(qiáng)烈的沖擊等,也可能由燃燒轉(zhuǎn)為爆轟(如膛炸),造成巨大破壞。④煙火劑一般是由氧化劑與可燃物(包括可燃金屬粉)及少量其他添加劑組成。基本反應(yīng)形式也是燃燒。實(shí)際使用中就是利用它燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱、色、光、聲、氣、煙等效應(yīng)來(lái)達(dá)到某種目的。例如軍事上用來(lái)做燃燒彈、照明彈、曳光彈、信號(hào)彈、煙幕彈、煙花、爆竹等。2/1/2023344.1.3過(guò)氧化物(系)1,有機(jī)過(guò)氧化物可分為7種:氫過(guò)氧化物類;二烴基過(guò)氧化物;二酰基過(guò)氧化物;過(guò)氧化酯;過(guò)二碳酸酯;酮過(guò)氧化物;Perketal2,有機(jī)過(guò)氧化物分解爆炸性有機(jī)過(guò)氧化物的主要性能參數(shù)有:活性氧含量、半衰期、分解活化能有機(jī)過(guò)氧化物熱分解碎片中,既有氧化劑,又有可燃劑,這是不相容的。正因?yàn)橛羞@種性質(zhì),所有具有很大的潛在危險(xiǎn)性。2/1/2023354.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—可燃?xì)怏w一,可燃?xì)怏w空氣混合系常溫下的氣體具有太小的密度,太大的比容,原樣很難處理,所以工業(yè)上都采用加壓壓縮的辦法將其盛于容器中,這就成了高壓氣體。包括壓縮氣體、加壓液化氣體和加壓溶解氣體三類。如果視其理化性質(zhì),又可分為可燃性、助燃性、分解爆炸性、惰性和毒性氣體等??扇夹詺怏w(液化氣體)泄露后,在空氣中與空氣可以形成爆炸性混合物,這種混合系在引燃能量的作用下就會(huì)發(fā)生爆炸。2/1/2023364.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—可燃蒸氣二,可燃蒸氣空氣混合系可燃液體產(chǎn)生的蒸汽與空氣混合后可形成可燃蒸氣空氣混合系??扇家后w中最危險(xiǎn)的是易燃液體,分為:低閃點(diǎn)液體:即閉口閃點(diǎn)﹤-18℃,或具有低閃點(diǎn)兼有某些非易燃危險(xiǎn)性的液體中閃點(diǎn)液體:-18℃﹤閉口閃點(diǎn)﹤23℃、高閃點(diǎn)液體:23℃﹤閉口閃點(diǎn)﹤61℃GB6944-86中第3類2/1/2023374.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—可燃蒸氣易燃液體,指易燃的液體,液體混合物或含有固體物質(zhì)的液體,滅火時(shí)一般不宜用水,而用泡沫、二氧化碳、干粉等。對(duì)酮、醇、低級(jí)脂肪酸等要用抗溶性泡沫施救;但相對(duì)密度大于水且不溶于水的,可用水覆蓋,如CS2易燃液體在容器中量很少時(shí)可用大量水稀釋;易燃液體著火面積不大時(shí),可用霧狀水撲救。2/1/2023384.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵三,粉塵爆炸混合系1,粉塵的燃燒、爆炸危險(xiǎn)性可燃性粉塵顯示出燃燒爆炸性需具備以下幾個(gè)條件:(1)細(xì)化至可稱為“塵”。一般多是粒徑1mm以下,當(dāng)<0.42mm時(shí)就具有了爆炸危險(xiǎn)性。(2)要懸浮于空氣或其他助燃性氣體中。當(dāng)<10-4mm時(shí)則以氣溶膠形式穩(wěn)定地懸浮在空氣中;當(dāng)>10-2mm時(shí),則會(huì)輕快地沉降下來(lái)呈堆積狀。堆積粉塵不會(huì)直接發(fā)生爆炸。(3)有足夠強(qiáng)度點(diǎn)火能量。一般隨粒子尺寸減小而減小,但通常情況下仍比碳?xì)淇扇細(xì)怏w的大一個(gè)數(shù)量級(jí)。2/1/2023394.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵2,粉塵爆炸的特點(diǎn)(1)爆炸反應(yīng)歷程:粒子表面被點(diǎn)火、受熱、溫升一定溫度干餾、分解,生成可燃?xì)怏w與空氣形成爆炸性混合物點(diǎn)火,爆炸,放熱,呈現(xiàn)火焰熱傳導(dǎo)、輻射等作用加熱殘存粒子,熱分解,放出可燃?xì)怏w本質(zhì)上,通過(guò)氣體爆炸實(shí)現(xiàn)2/1/2023404.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵(2)粉塵爆炸反應(yīng)速度與壓力比可燃?xì)怏w要小,但由于能量密度大,持續(xù)時(shí)間及反應(yīng)帶較長(zhǎng),所以總體來(lái)說(shuō)爆炸能量較大,破壞力強(qiáng)。(3)可燃粉塵密度較氣體大得多,因此爆炸反應(yīng)產(chǎn)物中CO濃度明顯較高,可引起人員中毒。事實(shí)上,一些煤礦的封閉地區(qū)發(fā)生粉塵爆炸后受害者相當(dāng)大部分為CO中毒所致。(4)粉塵爆炸也存在一定的爆炸極限,最小點(diǎn)能量,最大爆炸壓力及壓力上升速度等性質(zhì)。2/1/2023414.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵3,粉塵爆炸危險(xiǎn)性的表示(1)發(fā)生爆炸反應(yīng)難易程度:爆炸上、下限濃度;發(fā)火溫度;最小點(diǎn)火能量;爆炸臨界氧濃度。(2)爆炸強(qiáng)度特性:最大爆炸壓力;壓力上升速度;火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?)電阻率(體積固有電阻);繼粉塵爆炸后發(fā)生氣體爆炸可能性。關(guān)于粉塵爆炸危險(xiǎn)性的具體表示法與等級(jí)劃分,各個(gè)國(guó)家有所不同。2/1/2023424.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵例如;美國(guó)礦山局對(duì)煤塵定義了以下參數(shù)①點(diǎn)火感度(ignitionsensitivity)②爆炸激烈性(explosionseverity)③爆炸指數(shù)(indexofexplosibility)=點(diǎn)火感度X爆炸激烈性根據(jù)3個(gè)參數(shù),劃分爆炸危險(xiǎn)度:2/1/2023434.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵4,粉塵爆炸影響因素(1)粉塵的化學(xué)性質(zhì)需考慮兩個(gè)方面,一是爆炸的熱力學(xué),另一個(gè)是動(dòng)力學(xué),熱力學(xué)與燃燒釋放的總熱量有關(guān),動(dòng)力學(xué)與燃燒釋放速率有關(guān)。燃燒熱越大的物質(zhì)越易引起爆炸,例如煤塵、硫等;氧化速度大的物質(zhì)越易引起爆炸,如鎂等;容易帶電的粉塵越易爆炸,粉塵帶電后將改變其物理性質(zhì),同時(shí)對(duì)人的危害也增大;還與所含揮發(fā)物有關(guān),如煤粉中揮發(fā)物低于10%時(shí)就不會(huì)發(fā)生爆炸。2/1/2023444.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵(2)粉塵濕度的影響濕度能降低點(diǎn)火敏感度和爆炸強(qiáng)度。①對(duì)最小電火花點(diǎn)火能量(MIE)的影響②對(duì)粉塵爆炸強(qiáng)度的影響2/1/2023454.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵(2)粉塵濕度的影響濕度能降低粉塵點(diǎn)火敏感度和爆炸強(qiáng)度的機(jī)理比較復(fù)雜。首先,水的加熱和蒸發(fā)起到一種惰性劑的作用;其次,水蒸氣與熱解氣體燃燒波的預(yù)熱區(qū)混合,使氣體混合物的反應(yīng)性降低;第三,濕度增加了粉塵粒子的黏性2/1/2023464.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵(3)粉塵粒徑和比表面積的影響一般來(lái)說(shuō),粒徑越小,爆炸危險(xiǎn)性越大。但這種趨勢(shì)并非無(wú)限持續(xù)下去。對(duì)于煤粉和有機(jī)粉塵,他們的分解總是發(fā)生在燃燒之前,因而存在著一個(gè)臨界粒徑,當(dāng)粉塵粒徑小于這一臨界粒徑時(shí),粉塵云的燃燒速度不再增加。隨比表面積的增大危險(xiǎn)性增大。2/1/2023474.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵(4)粉塵濃度的影響
在粉塵爆炸濃度范圍內(nèi),不管是點(diǎn)火敏感度還是爆炸速率都不是常數(shù)。其中,Cl:爆炸下限濃度Cstoich:化學(xué)當(dāng)量比濃度Cu:爆炸上限濃度2/1/2023484.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵(5)湍流度的影響在粉塵的點(diǎn)火過(guò)程中,由于湍流的作用,加強(qiáng)了對(duì)流,熱量迅速地從反應(yīng)區(qū)被移走,因而,湍流粉塵的點(diǎn)火常需較高的能量。爆炸強(qiáng)度隨初始湍流度減小而迅速降低2/1/2023494.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵(6)氧化氣體的含氧量粉塵爆炸強(qiáng)度和點(diǎn)火敏感度隨氣體含氧量的降低而降低。Pmax隨含氧量的降低而降低;而且粉塵的爆炸極限也變窄了,尤其上限變下的幅度更大2/1/2023504.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵(7)粉塵的初始溫度最小點(diǎn)火能量隨初始溫度升高而降低2/1/2023514.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵(8)粉塵的初始?jí)毫?/1/2023524.2可燃?xì)怏w(蒸氣)空氣混合系—粉塵(9)可燃?xì)怏w或蒸氣對(duì)粉塵爆炸性能的影響2/1/2023534.3物質(zhì)加工及反應(yīng)系流程工業(yè)裝置、液體工業(yè)過(guò)程,尤其是冶煉工業(yè)、石油煉制、化學(xué)工業(yè)等的生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)加工及反應(yīng)系.化工工藝的基本結(jié)構(gòu)一般根據(jù)物質(zhì)的變化過(guò)程,從實(shí)際操作上分為:①反應(yīng)操作;②單元操作。反應(yīng)操作為化學(xué)變化;單元操作為物理變化。將這兩者等同處理,可概括地稱為“工藝單元”。2/1/2023544.3物質(zhì)加工及反應(yīng)系生產(chǎn)過(guò)程一般地分為三個(gè)步驟:①原料處理。為了使原料符合進(jìn)行加工及化學(xué)反應(yīng)所要求的狀態(tài)和規(guī)倍,需要經(jīng)過(guò)加工凈化、提濃、混合、乳化或粉碎等多種不同的預(yù)處理。②化學(xué)反應(yīng)。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的原料,在一定的溫度、壓力等條件下進(jìn)行反應(yīng),以達(dá)到所要求的反應(yīng)。③產(chǎn)品精制。將由化學(xué)反應(yīng)得到的混合物進(jìn)行分離處理,除去副產(chǎn)物或雜質(zhì),以獲得符合組成或規(guī)格的產(chǎn)品。2/1/2023554.3物質(zhì)加工及反應(yīng)系運(yùn)行過(guò)程中的危險(xiǎn)決定于介質(zhì)的特性危險(xiǎn),物質(zhì)與物系的配置工藝變化和失控的危險(xiǎn),設(shè)備的失穩(wěn)、失效和損壞的危險(xiǎn)以及系統(tǒng)缺陷和操作失誤的危險(xiǎn)。裝置運(yùn)行過(guò)程,除化學(xué)反應(yīng)外,還包含多種物理現(xiàn)象,如動(dòng)員傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞等。2/1/2023564.3物質(zhì)加工及反應(yīng)系工業(yè)過(guò)程常用的分類方法有:①由于不同相態(tài)反應(yīng)物系往往具有不同的動(dòng)力學(xué)特征和傳遞特征,在化學(xué)反應(yīng)工程中常按照相態(tài)將反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行分類,如表4一12所示。2/1/2023574.3物質(zhì)加工及反應(yīng)系②根據(jù)所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)分類,反應(yīng)物系可分為氧化、還原、加氫、脫氫、鹵化、烷基化、稍化、磺化、經(jīng)基化、醛化、重氯化、聚合、裂化、催化、重整、堿解和酸解等。運(yùn)行過(guò)程反應(yīng)物系的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特點(diǎn),反應(yīng)物及主、副反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì),物系反應(yīng)器的選型、結(jié)構(gòu)和材料,安全適宜的反應(yīng)條件等都關(guān)系到燃燒爆炸事故是否會(huì)發(fā)生的問(wèn)題。2/1/2023584.3物質(zhì)加工及反應(yīng)系一般流程工業(yè)物質(zhì)與物系的反應(yīng)快速性表現(xiàn)為極短時(shí)間內(nèi)完成反應(yīng)過(guò)程的特性。它是化學(xué)爆炸區(qū)別于一般化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的最重要標(biāo)志。雖然這兩種反應(yīng)都會(huì)放出大量熱,生成大量氣體,但后者由于反應(yīng)緩慢,氣體產(chǎn)物可以擴(kuò)散而不致形成高壓;前者由于過(guò)程的快速性,故在反應(yīng)過(guò)程中氣體來(lái)不及膨脹、所放出的熱量集中在爆炸物(系)原來(lái)占有的容積內(nèi)而維持很高的能量密度,形成高溫高壓氣體,使爆炸具有巨大功率和強(qiáng)烈破壞作用。2/1/2023594.3物質(zhì)加工及反應(yīng)系流程工業(yè)的物質(zhì)與物系往往采用的反應(yīng)器類型有:①管式反應(yīng)器。由長(zhǎng)徑比較大的空管或填充管構(gòu)成,可用于實(shí)現(xiàn)氣相反應(yīng)和液相反應(yīng)。②釜式反應(yīng)器。由長(zhǎng)徑比較小的圓筒形容器構(gòu)成,常裝有機(jī)械攪拌或氣流攪拌裝置,可用于液相單相反應(yīng)過(guò)程和液液相、氣液相、氣濃固相等多相反應(yīng)過(guò)程。用于氣液相反應(yīng)過(guò)程的稱為鼓泡攪拌釜;用于氣液固相反應(yīng)過(guò)程的稱為攪拌釜式漿態(tài)反應(yīng)器。③在固體顆粒床層的反應(yīng)器。氣體或(和)液體通過(guò)固定的或運(yùn)動(dòng)的固體顆粒床層以實(shí)現(xiàn)多相反應(yīng)過(guò)程,包括固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、移動(dòng)床反應(yīng)器、涓流床反應(yīng)器等。2/1/2023604.3物質(zhì)加工及反應(yīng)系④塔式反應(yīng)器。用于實(shí)現(xiàn)氣液相或濃液相反應(yīng)過(guò)程的塔式設(shè)備包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等。⑤噴射反應(yīng)器。利用噴射器進(jìn)行混合,實(shí)現(xiàn)氣相或液相單相反應(yīng)過(guò)程和氣液相、濃液相等多相反應(yīng)過(guò)程的設(shè)備。⑥其他多種非典型反應(yīng)器。如回轉(zhuǎn)窯,曝氣池等。
大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)盡可能采用連續(xù)反應(yīng)器。連續(xù)反應(yīng)器易于采用先進(jìn)的工藝控
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