4第四章危险化学品安全生产技术

第四章危险化学品安全生产技术1.防火防爆安全技术2.电气安全技术3.化工生产安全技术4.化工专用机械设备安全技术5.化工通用机械设备安全技术第一节防火防爆安全技术1.燃烧及其特性2.爆炸及其特性3.火灾与爆炸事故4.危险化学品安全生产防火防爆技术第一节防火防爆安全技术一燃烧及其特性1.燃烧的概念(1)定义：燃烧是可燃物与氧化剂作用发生的放热和发光的化学反应。(2)特性：放热、发光、生成新物质。(3)本质：氧化还原反应(得失电子的氧化还原反应)2.燃烧条件(1)必要条件（燃烧三要素）①可燃物质存在（还原剂）②助燃物质存在（氧化剂）③点火源存在（外因）燃烧三要素同时存在，燃烧就一定能进行吗?燃烧能够进行，还必须满足燃烧的可行条件。(2)可行条件①可燃物质达到一定的数量或浓度可燃气体有浓度范围（空气中）氢气4.1—75.0%汽油1.0—6.0%氨气16—25%(最易引燃浓度17%)②温度达到可燃物的燃点一般可燃物的燃点高于闪点0—200C(汽油的闪点范围：-50～-20℃)③助燃物质达到一定的数量或浓度。一般可燃物，空气中氧浓度﹤14%时，不会燃烧。固体物质氧指数表示。④点火源必须具备一定的强度最小点火能量:乙炔—0.02mJ甲烷—0.28mJ乙醚—0.19mJ甲醇—0.22mJ汽油—0.20mJ煤尘—40.0mJ•汽油的闪点和燃点：闪点为-50～-20℃，燃点仅比闪点高3～6℃.柴油在常压下的闪点在55℃以上燃点接近80℃,•汽油的闪点范围：-50～-20℃3.燃烧形式(1)混合燃烧可燃气体与助燃气体在容器内或空间中充分扩散混合，其浓度在爆炸范围内，此时遇火源即会发生燃烧，这种燃烧在混合气所分布的空间中快速进行，所以称之为混合燃烧。混合燃烧速度由化学反应控制决定，燃烧速度很快，也叫动力燃烧。(2)扩散燃烧可燃气体和空气分子在互相扩散、混合中，其混合浓度在爆炸范围以内，遇点火源即能着火发生稳定式的燃烧。扩散燃烧速度由气体扩散速度控制，一般扩散燃烧速度很慢(燃烧速度一般小于0.5m/s)。扩散燃烧速度＞燃烧速度→火焰增长;扩散燃烧速度燃烧速度→火焰缩短。(3)蒸发燃烧可燃性液体，如汽油、酒精等，蒸发产生了蒸气被点燃起火，它放出热量进一步加热液体表面，从而促使液体持续蒸发，使燃烧继续下去。(4)分解燃烧是指在燃烧过程中可燃物首先遇热分解，分解产物和氧反应产生燃烧，如木材、煤、纸等固体可燃物的燃烧。(5)表面燃烧燃烧在空气和固体表面接触部位进行。例如，木材燃烧，最后分解不出可燃气体，只剩下固体炭，燃烧在空气和固体炭表面接触部分进行，它能产生红热的表面，不产生火焰。(6)阴燃一些固体可燃物在空气不流通，加热温度低或可燃物含水多等条件下发生的只冒烟无火焰的燃烧。4.燃烧过程(1)可燃气体→氧气混合→燃烧(2)可燃液体→吸热气化→氧气混合→燃烧(3)可燃固体①→吸热液化→吸热气化→氧气混合→燃烧②→表面燃烧→吸热分解→氧气混合→燃烧不同物态的可燃物燃烧的难易程度不同.不同物态的可燃物燃烧时需要点火源的强度不同.5.燃烧种类(1)闪燃与闪点闪燃:当点火源接近易燃和可燃液液体时,液面上蒸气与空气混合物会发生瞬间闪光的燃烧(通常发生蓝色的火花，而且一闪即灭),此种燃烧现象称为闪燃.闪点:闪燃时易燃和可燃液体对应的温度称为闪点.易燃液体在闪点时蒸发速度缓慢，蒸发出来的蒸气仅能维持一刹那的燃烧，来不及补充新的蒸气，不能继续燃烧。从消防观点来说，闪燃就是火灾的先兆，在防火规范中有关物质的危险等级划分，就是以闪点为准的。(2)自燃与自燃点自燃:自燃是可燃物(有空气存在)达到一定温度时不需要点火源,就能自行燃烧现象称为自燃。自燃点:自燃时可燃物对应的温度称为自然点.物质的自燃点越低，发生起火的危险性越大。物质的自燃点不是固定的，而是随着压力、温度等条件的不同改变。(3)点燃与燃点点燃:燃点是可燃物质(有空气存在)受点火源点燃发生燃烧现象称为点燃。点燃亦称强制着火.燃点:可燃物质受点火源点燃对应的温度称为着火点.(当火陷接近油品表面的蒸汽和空气混合物时，发生着火并持续燃烧5s以上的最低温度)。可燃物质的温度低于燃点燃烧不能进行.可燃物质的温度越高,燃烧进行得越剧烈.(4)爆燃与发火点爆燃:爆燃是火炸药或燃爆性气体混合物的快速燃烧。发火点:使火炸药或燃爆性气体混合物发生爆燃时所需的最低点火温度叫做该物质的发火点。从点火到爆燃有个延滞时间，通常规定采用5秒钟作延滞期，以比较不同物质在相同延滞期下的发火点。例如:含8％的甲烷～空气混合物在5秒钟延期下的发火温度为725℃，2#岩石铵梯炸药的发火点为186～230℃。二.爆炸及其特性1.爆炸的概念(1)定义：爆炸是一种极为迅速的释放能量的过程.释放的能量:物理能(势能,动能)化学能(分子内能)原子能(核能)(2)特征：爆炸点周围介质的压力突变------冲击波.汽油与空气混合气体爆炸的最大压力=8.18×105Pa(帕)=8.35kg/cm2(工程大气压)(1.0kg/cm2=0.98×105Pa)2.爆炸的分类(1)按爆炸形成的原因①物理爆炸释放的能量是物理能(势能,动能).锅炉、压力容器或气瓶内的物质由于受热、碰撞等因素，使气体膨胀，压力急剧升高，超过了设备所能承受的机械强度而发生的爆炸。②化学爆炸释放的能量是化学能(分子内能).爆炸品的爆炸，属于这类有TNT、苦味酸、硝化棉和硝化甘油等的爆炸。易燃易爆化学品的爆炸，属于这类有氢气、液化汽、酒精、汽油、苯等的爆炸。非易燃易爆化学品的爆炸，如氨等的爆炸.2013年04月18日美国得克萨斯州化肥厂爆炸14人死亡，60人失踪。2013年06月03日吉林禽业公司液氨泄漏引发爆炸120人遇难，77人受伤。③原子爆炸释放的能量是原子能(核能).核武器中原子弹、氢弹的爆炸.原子弹爆炸是铀235或钚239的裂变反应，由较重的原子核分裂成较轻的原子核，释放出大量核能（1克235完全裂变放出的能量相当于2万吨梯恩梯炸药放出的能量）。氢弹利用原子弹爆炸的能量点燃氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应(聚变反应又称热核反应)，聚变反应释放出巨大能量(1g氘氚混合物完全聚变，所释放的能量为1gU235或Pu239完全裂变所释放能量的3～4倍)。(2)按爆炸的物相①气相爆炸可燃气体与空气混合发生的爆炸.可燃液体与空气混合发生的爆炸.可燃粉尘与空气混合发生的爆炸②液相爆炸③固相爆炸3.爆炸极限及其影响因素(1)爆炸极限的概念可燃气体与空气的混合物遇到点火源,能发生爆炸的浓度为爆炸极限.①最高浓度为爆炸上限.②最低浓度为爆炸下限.(2)爆炸极限①甲烷5.0—15.0%②一氧化碳12.5—75.0%③乙炔2.3—82.0%④氢气4.1—75.0%⑤汽油1.0—6.0%⑥柴油0.5—4.1%(3)影响爆炸极限的因素①初炸温度②初炸压力③含氧量④惰性气体含量⑤容器的材质与大小⑥点火能量三.火灾与爆炸事故1.火灾及其分类(1)火灾凡在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害,都称为火灾.(2)火灾的分类①A类火灾含碳固体燃烧的火灾②B类火灾易燃液体燃烧的火灾③C类火灾易燃气体燃烧的火灾④D类火灾可燃金属燃烧的火灾⑤E类火灾带电物体燃烧的火灾2.爆炸事故及其特点(1)常见爆炸事故①可燃气体与空气混合发生的爆炸.②可燃液体与空气混合发生的爆炸.③可燃粉尘与空气混合发生的爆炸.④爆炸性物品发生的爆炸.⑤锅炉及压力容器发生的爆炸.(3)爆炸事故的特点①突发性爆炸事故往往在瞬间发生,难以预料.②复杂性爆炸事故发生的原因程度及后果悬殊.③严重性爆炸事故的破坏性大,往往造成重大损失,后果的严重.四.安全生产防火防爆技术1.易燃易爆化学品的控制(可燃物控制).(1)根据物质的危险特性进行控制.不同化学品的毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃、挥发等危险特性不同,采取措施不同.(2)防止可燃物外溢泄漏.是防火防爆的重要措施,能够防止生产设备外部的失火.(3)惰性气体保护.隔绝易燃易爆化学品和空气的接触.(4)通风置换.降低空气中易燃易爆化学品的浓度.(5)安全监测及联锁.感温报警器。红外线光电报警器。离子感烟报警器。可燃气体报警器。自动灭火系统。2.点火源的控制(1)严格控制明火.(2)避免发生摩擦和撞击.(3)注意高温表面.(4)防止自燃发热.(5)消除电气、静电火花.(6)安装防雷装置.3.限制火灾爆炸的蔓延扩散(1)阻火装置①阻火器阻火器的作用是防止外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、管道内或阻止火焰在设备、管道间蔓延。防爆波纹阻火器防爆平板阻火器防爆阻火透气帽防爆阻火呼吸阀②阻火圈阻火圈是由金属材料制作外壳，内填充阻燃膨胀芯材，套在硬聚氯乙烯管道外壁，火灾发生时芯材受热迅速膨胀，挤压UPVC管道，在较短时间内封堵管道穿洞口，阻止火势沿管道蔓延。③单向阀仅允许流体向一个方向流动而不能反向流动的方向控制阀。弹簧式重力式旋启式隔膜式④安全液封液封是一种密封空间(密封效果极佳)，防止气体泄漏，而且控制器内压力不超过给定数值，防火防爆的装置。液封装置的类型：插管型液封装置U形管型液封装置∏形管型液封装置自动排液器型液封装置液封的高度需要计算⑤阻隔防爆技术HAN阻隔防爆技术HAN是英文HypostasisAnchor-holdNo-explosion的缩写，意即本质安全不爆炸。HAN阻隔防爆技术是一项预防易燃易爆气态、液态危险化学晶储运容器和装置，因静电、明火、焊接、枪击、碰撞、错误操作等意外事故引发爆炸的技术，从根本上解决了易燃易爆气态、液态危险化学晶储运容器和装置的本质安全。阻隔防爆技术的行业标准。2005年4月13日,国家安全生产监督管理总局发布了2005年第一号公告，颁布两项安全生产行业标准，即《汽车加油(气)站、轻质燃油和液化石油气汽车罐车用阻隔防爆储罐技术要求》(AQ3001—2005)、《阻隔防爆橇装式汽车加油(气)装置技术要求》(AQ3002-2005)。这两项安全生产行业标准是国家安全生产监督管理总局颁布的安全生产行业标准。阻隔防爆技术的历史早在20世纪80年代欧美等国家就已着手对此项技术进行研究，取得了一定程度的效果，在此期间，美国军方针对阻隔防爆技术颁布MIL-B-87162技术标准，这个标准就是《用于飞机油箱抑爆的网状铝防护材料》，在91年的海湾战争中，美军就使用这一防爆技术，从此以后这项技术就由军工转为民用。由于此项技术实用性极强，作用特别明显，从20世纪90年代起我国开始对此项技术展开研究，通过近10年的努力，我国于2005年4月在全国范围内推广、应用阻隔防爆技术。阻隔防爆技术的机理根据热传导理论及形成燃烧、爆炸的基本条件，利用容器内的阻隔防爆材料的蜂窝结构，阻隔火焰的迅速传播与能量的瞬间释放，当火焰与网面接触，气体向网状材料散热，由于金属材料的热容和导热率远高于气体，当网状材料的孔径足够小时，散热的速度超过热量产生的速度，破坏了燃烧介质的爆炸条件，从而防止爆炸，保证了易燃易爆气态、液态危险化学品的储运安全。阻隔防爆材料材料阻隔防爆效果(2)阻火设备①防火门防火门是指在一定时间内能满足耐火稳定性、完整性和隔热性要求的门。它是设在防火分区间、疏散楼梯间、垂直竖井等具有一定耐火性的防火分隔物。防火门耐火等级分别为0.5h(丙级)、1.0h(乙级)、1.5h(甲级)和2.0h、3.0h。防火门分常开防火门、常闭防火门、遇火灾快开防火门、高温防爆防火门、快速闭锁防火门、活动防火门等。②防火墙防火墙是由不燃烧体构成，耐火极限不低于3h。为减小或避免建筑、结构、设备遭受热辐射危害和防止火灾蔓延，设置的竖向分隔体或直接设置在建筑物基础上或钢筋混凝土框架上具有耐火性的墙。防火墙是防火分区的主要建筑构件。通常防火墙有内防火墙、外防火墙和室外独立墙几种类型。③防火堤防火堤用于常压液体储罐组，在油罐和其他液态危险品储罐发生泄漏事故时，防止液体外流和火势蔓延的构筑物④事故备用贮罐存放发生安全事故设备中物料的备用贮罐.⑤集流坑汇集发生安全事故设备中泄漏的液体物料的凹坑.(3)防爆泄压装置①安全阀安全阀是一种安全保护用阀