防火防爆课设

摘要本次课程设计是根据亚硝酸钠企业的生产和储存等进行防火防爆设计。通过对生产原料氨气、中间产物氮氧化合物、和产品亚硝酸钠的物化性质的掌握，以及对生产工艺环节的分析，从而确定该厂生产装置、厂房、储存区的火灾危险类别。根据相关建筑防火设计规范和各个建筑物的具体功能，设定了生产区的厂房、储存区、生活区及附属设备，各建筑物的大小，占地面积，明确了该化工厂各个建筑物的耐火等级和各个建筑物之间的防火间距；同时对生产车间进行了爆炸危险区域的划分，并按照相关标准对防爆电器设备进行了分析和选型；根据生产车间的大小计算泄爆面积，确定泄爆方式。合理的选择灭火器和灭火器的设置。最后根据该厂的整体布局和相关规范画出该厂总体平面图。关键词：亚硝酸钠、氨气、泄漏、耐火等级、防火间距、防火防爆。目录1前言..............................错误!未定义书签。2工程概况..........................错误!未定义书签。3工程项目分析......................错误!未定义书签。3.1工艺流程介绍...................错误!未定义书签。3.1.1生产工艺简述................错误!未定义书签。3.1.2安全防火重点部位............错误!未定义书签。3.1.3安全工作重点................错误!未定义书签。3.2工艺环节的划分.................错误!未定义书签。3.2.1生产区......................错误!未定义书签。3.2.2仓储设施....................错误!未定义书签。3.2.3其他设施....................错误!未定义书签。4区域划分..........................错误!未定义书签。5总平面的布置......................错误!未定义书签。5.1分区布置.......................错误!未定义书签。5.2火灾危险类别的确定.............错误!未定义书签。5.2.1丙酮氰醇及生产原料的理化性质简介错误!未定义书签。5.2.2生产工艺火灾危险分类........错误!未定义书签。5.2.3存储区火灾危险分类..........错误!未定义书签。5.3耐火等级的确定.................错误!未定义书签。5.3.1生产区......................错误!未定义书签。5.3.2储存区......................错误!未定义书签。5.3.3生活区......................错误!未定义书签。5.3.4附属设施区..................错误!未定义书签。5.4防火间距.......................错误!未定义书签。5.4.1防火间距设计原则............错误!未定义书签。5.4.2防火间距的确定..............错误!未定义书签。6防爆电气的设计....................错误!未定义书签。6.1划分爆炸危险区域...............错误!未定义书签。6.2防爆电气选择...................错误!未定义书签。6.2.1爆炸性混合物分级、分组......错误!未定义书签。6.2.2防爆电气选择................错误!未定义书签。7泄爆方式确定及泄爆面积计算........错误!未定义书签。7.1泄爆方式.......................错误!未定义书签。7.2泄爆面积的计算.................错误!未定义书签。8灭火器的配置......................错误!未定义书签。8.1灭火器的选择...................错误!未定义书签。8.2灭火器设置.....................错误!未定义书签。总结................................错误!未定义书签。参考文献............................错误!未定义书签。1前言亚硝酸钠是重要的无机化工产品，在染料、医药、冶金、玻璃、食品加工等行业有广泛的用途。近年来，随着国内外市场需求不断增长，亚硝酸钠产品发展非常迅速，尤其是近几年化肥和其他化工产品价格大幅度下降情况下，其价格相对比较稳定，出口量不断增加，为企业带来可观的经济效益。且由于其生产装置投资不太大,建设期短,见效快,因而很多原来有此产品的生产厂不断扩大生产能力，并将两钠作为企业的支柱产品。由于亚硝酸钠的生产过程中涉及到氨气、氮氧化合物等易燃易爆物品，导致事故频发，不仅造成了重大的经济损失，职工的生命财产受到危害，事故还容易扩大蔓延，对周围的居民造成公害，带来了严重的社会影响。综上所述，对工厂进行防火防爆设计，在化工厂的整体布局设计时充分考虑工厂内主要建构筑物的火灾危险类别、建筑物的耐火等级及它们之间的防火间距，使各项要求达到一定的标准，进而通过本质安全化的设计从根本上预防企业火灾爆炸危险具有更为重要的意义。本次课程设计主要依据《建筑设计防火规范》GB50016-2006、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92、《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005等材料对化工厂进行防火防爆设计。2工程概况要设计的是生产亚硝酸钠的工厂，该生产工艺以氨气、氧气为原料，同时在生产过程中运用催化剂，用直接法生产亚硝酸钠。考虑到生产过程中物料的特性如氮氧化合物的毒性等，因此将化工厂设置于辽宁省沈阳市西南部郊区，远离居民区，且沈阳全年以北风和西北风为主，故厂区处于应最小频率风向之上----沈阳西南部。3.工程项目分析3.1工艺流程介绍3.1生产工艺简介（1）氨的氧化：将氨与空气按一定比例混合，在氨氧化炉内在催化剂作用下氨与空气的氧化反应生成氮的氧化物和水：OHNOONH2236454∆H=-907.32kJ反应后氮氧化合物的高温气体经废热锅炉回收热量后,温度降至20℃左右。（2）氮氧化物气体的吸收制取中和液含氮氧化物10%左右的气体进人串联的5-6个碱吸收塔,用配制好的碱液进行吸收,得到含亚硝酸钠和硝酸钠的中和液。即：222322CONaNONONOCONa223232CONaNONaNONOCONa（3）亚硝酸钠的提纯及废液处理从反应式可以看出中和液中总存在硝酸钠和亚硝酸钠，然后用中和液中硝酸钠和亚硝酸钠的溶解度不同，将中和液浓缩，使亚硝酸钠首先过饱和而结晶析出，经冷却和离心分离，得到亚硝酸钠产晶。分离出亚硝酸钠后的母液用稀硝酸进行转化,将其中所含的亚硝酸钠转化为硝酸钠,所得溶液经蒸发、结晶、分离得硝酸钠产品。其工艺流程如图3.1所示：图3.1亚硝酸钠生产工艺流程图该工艺的原料氧气为强氧化剂和助燃剂，氨气为易燃易爆、有毒气体，中间产物氮氧化合物为有毒气体其具有强烈腐蚀性。最终产物亚硝酸钠和有机物接触易燃易爆、并且有毒。3.1.2安全防火重点部位氨氧化炉：炉内内部绝压0.45MPa，铂网温度在850摄氏度左右，氨气与氧气反应后生成的氮氧化物约为200摄氏度。过程中存在易燃易爆气体，且存在氧气，故操作时要严格控制氨氧比及炉内温度，以免发生火灾。废热锅炉：位于氨氧化炉后面，其结构为内置盘管式。高温原料气从底部进入，分别至四根变径支管。管外为锅炉水，与管内高温氨气氨氧化炉废热锅炉回收热量5个碱吸收塔蒸发氧气结晶离心分离转化蒸发结晶亚硝酸钠分离硝酸钠尾气处理原料气换热，副产高压饱和蒸汽。为保证工艺顺利进行，应严格控制废热锅炉给水流量，防止因给水流量不足，导致炉管温度过高发生火灾、爆炸。尾气处理：存在着氨气等易燃易爆气体，存在着氮氧化合物等有毒气体，存在着易燃易爆、中毒的危险。产品储存区：存放硝酸钠和亚硝酸钠的区域应阴凉通风，因为硝酸钠有助燃性，亚硝酸钠、硝酸钠与有机物反应有燃爆危险。3.1.3安全工作重点氨氧化炉：（1）严格控制反应温度，控制进气量。（2）检查氨氧化炉各测量点、测压点是否正确无误，是否定期测量、校验。（3）各仪表联锁、指示报警应准确投用，定期检验。废热锅炉：（1）锅炉入口气体夹带炭黑应正常，出口原料气温度、炉水质量应正常。（2）应检查锅炉的安全阀、压力表、液面计是否齐全好用和定期进行检验。（3）检查锅炉液位是否在40-60%之间，各仪表联锁、报警指示是否处于完好状态。尾气处理：（1）检查气体监测装置是否正常（2）检查防护装置是否齐全原料储存区：（1）检查各仪表指示、氮封、喷淋冷却水及呼吸阀是否好用，罐区内外有无泄漏。（2）检查洗眼器、防火和气防器材是否齐全好用产品储存区：（1）检查是否储存区通风正常（2）检查是否储存区远离火种，储存温度是否超过30摄氏度，相对湿度是否达标。（3）检查是否与有机物等易燃物质分开放置。（4）检查亚硝酸钠是否密封良好。3.2工艺环节划分3.2.1生产区亚硫酸钠的工艺流程分为五个步骤：原料气的制备，热量回收，吸收合成，蒸发、结晶、离心分离，尾气处理。因此设计5个生产车间，各个生产车间的主要功能与规模见表3.1。编号生产车间功能长（m）宽（m）高（m）面积（㎡）1原料气的制备40251010002热量回收302086003吸收合成6550832504蒸发、结晶、离心分离3020106005尾气处理252085003.2.2仓储设施为了便于工厂的原料与成品的管理，在生产区内设计有原料储存库和成品储存库。由于中间产物的气体成分复杂，其中氮氧化合物是有毒气体，氨气是乙类危险性气体，不便于管理与储存，故直接用于生产环节。根据不同的需要，将仓储设施划分为五个区域：储存库1是储存氨气的原料储罐，储存库2是储存氧气的原料储罐，储存库3是储存碱液的储罐，储存库4是储存成品亚硝酸钠的仓库。下面对各物质的化学性质及存储注意事项进行简单介绍。1.氨气液氨，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈刺激性气味。氨作为一种重要的化工原料，为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。氨易溶于水，溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液。液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中，且不能与乙醛、丙烯醛、硼等物质共存。液氨在工业上应用广泛，具有腐蚀性且容易挥发，所以其化学事故发生率很高。2.氧气氧气在通常状况下为无色、无臭、无味的气体，微溶于水，在水中溶解度为4.89毫升/100毫升水(0℃)。高温下化学性质很活泼，能与大多数元素化合生成一种或一种以上氧化物或过氧化物。是重要的氧化剂。在化学工业上常用纯氧强化生产过程，液体氧用作致冷剂，也是高能燃料的氧化剂。3.碳酸钠溶液溶液呈弱碱性，与酸反应产生二氧化碳。4.亚硝酸钠亚硝酸钠，，是亚硝酸根离子与钠离子化和生成的无机盐。职业危害等级：极度危害。亚硝酸钠易潮解，易溶于水和液氨，其水溶液呈碱性，其pH约为9，微溶于乙醇、甲醇、乙醚等有机溶剂。亚硝酸钠有咸味，又是被用来制造假食盐。亚硝酸钠暴露于空气中会与氧气反应生成硝酸钠。若加热到320℃以上则分解，生成氧气、氧化氮和氧化钠。接触有机物易燃烧爆炸。由于其具有咸味且价钱便宜，常在非法食品制作时用作食盐的不合理替代品，因为亚硝酸钠有毒，含有工业盐的食品对人体危害很大，有致癌性。根据以上各物质的理化性质及储存要求，仓储设施功能及规格如表3.2所示。表3.2仓储设施的功能和规格编号仓储设施的种类及功能长或半径（m）宽（m）高（m）面积（㎡）6储存地1氨气储存罐4025810007储存地2氧气储罐40251010008储存地3碳酸钠溶液的储罐40251010009储存地4成品亚硝酸钠的储罐302587503.2.3其他设施为了使化工厂更加完整，更加规范。现设置食堂（建筑物10）、礼堂（建筑物11）、办公楼（建筑物12）、污水处理厂（建筑物13）、锅炉房（建筑物14）、变电站（建筑物15）、消防水池（建筑物16）、水泵站（建筑物17）、宿舍1