典型化工单元操作过程安全技术.

典型化工单元操作过程安全技术第一部分流体输送单元操作过程在工业生产过程中，经常需要将各种原材料、中间体、产品以及副产品和废弃物从一个地方输送到另一个地方，这些输送过程就是物料输送。在现代化工业企业中，物料输送是借助于各种输送机械设备实现的。由于所输进的物料形态不同(块状、粉态、液态、气态等)，所采取的输送设备也各异。一、屏护（用于电机外壳、泵的转动部分保护外壳）屏护就是使用屏障、遮栏、护罩、箱盒等将带电体与外界隔离。配电线路和电气设备的带电部分如果不便于包以绝缘或者单靠绝缘不足以保证安全的场合，可采用屏护保护。用金属材料制成的屏护装置，为了防止屏护装置意外带电造成触电事故，必须将屏护装置接地或接零。屏护装置一般不宜随便打开、拆卸或挪移，有时其上还应装有连锁装置（只有断开电源才能打开）。屏护装置还应与以下安全措施配合使用。屏护装置应有足够的尺寸，并应与带电体之间保持必要的距离。被屏护的带电部分应有明显的标志，标明规定的符号或涂上规定的颜色，遮栏、栅栏等屏护装置上应根据被屏护对象挂上“止步！”、“禁止攀登，高压危险！”、“当心触电”等警告牌；配合屏护采用信号装置和连锁装置。前者一般用灯光或仪表指示有电，后者采用专门装置，当人体越过装置可能接近带电体时，所屏护的装置自动断电。图1—1警告牌二、电机的安全知识（接地或接零）1.保护接地保护接地就是将电气设备在故障情况下可能出现危险电压的金属部分（如外壳等）用导线与大地做电气连接。2.保护接零保护接零是指将电气设备在正常情况下不带电的金属部分（外壳），用导线与低压电网的零线（中性线）连接起来。3.保护接零的原理保护接零一般与熔断器、自动开关等保护装置配合，当发生碰壳短路时，短路电流就由相线流经外壳到零线（中性线），再回到中性点。由于故障回路的电阻、电抗都很小，所以有足够大的故障电流使线路上的保护装置（熔断器等）迅速动作，从而将故障的设备断开电源，起到保护作用三、流体输送中的安全知识（消除流体流动中在管路中产生的静电）1．工艺控制法工艺控制法就是从工艺流程、设备结构、材料选择和操作管理等方面采取措施，限制静电的产生或控制静电的积累，使之达不到危险的程度。（1）限制输送速度降低物料移动中的摩擦速度或液体物料在管道中的流速等工作参数，可限制静电的产生。例如，油品在管道中流动所产生的流动电流或电荷密度的饱和值近似与油品流速的二次方成正比，所以对液体物料来说，控制流速是减少静电电荷产生的有效办法。为了不影响生产率，将最大允许流速定为安全流速，使物料在输送中不超过安全流速的规定。（2）加速静电电荷的逸散在产生静电的任何工艺过程中，总是包括着产生和逸散两个区域。在静电产生的区域，分离出相反极性的电荷称为带电过程；在静电逸散区域，电荷自带电体上泄漏消散。①正确区分静电的产生区和逸散区，在两个区域中可以采取不同的防静电危害措施，增强消除静电的效果。如在粉体物料的气流输送中，空送系统及管道是静电产生区，而接受料斗、料仓是静电逸散区。在料斗和料仓中，装设接地的导电钢栅，可有效地消除静电。而在产生区装设上述装置，反而会增加静电的产生和静电火花的产生。②对设备和管道选用适当的材料，人为地使生产物体在不同材料制成的设备中流动，如物体与甲材料摩擦带正电，与乙材料摩擦带负电，以使得物体上的静电相互抵消，从而消除静电的危险。③适当安排物料的投入顺序。在某些搅拌工艺过程中，适当安排加料顺序，可降低静电的危险性。例如，在某液浆搅拌过程中，先加入汽油及其它溶质搅拌时，液浆表面电压小于400V，而最后加入汽油，液浆表面电压则高达10kV以上。（3）消除产生静电的附加源对于产生静电的附加源，如液流的喷溅、容器底部积水受到注入流的搅拌、在液体或粉体内夹入空气或气泡、粉尘在料斗或料仓内冲击、液体或粉体的混合搅动等，只要采取相应的措施，就可以减少静电的产生．①为了避免液体在容器内喷溅，应从底部注油或将油管延伸至容器底部液面下。②为了减轻从油槽车顶部注油时的冲击，从而减少注油时产生的静电，应改变注油管出口处的几何形状。这样做对降低油槽内液面的电位有一定的效果。③为了降低罐内油面电位，过滤器不宜离管出口太近。一般要求从罐内到出口有30s的缓冲时间，如满足不了则需配置缓冲器或采取其它防静电措施。④消除杂质。油罐或管道内混有杂质时，有类似粉体起电的作用，静电发生量将增大。⑤降低爆炸性混合物浓度。降低爆炸性混合物浓度，可消除或减轻爆炸性混合物的危险。为此，可以采用通风（抽气）装置，及时排除爆炸性混合物，也可以在危险空间充填惰性气体，如二氧化碳和氮等，隔绝空气或稀释爆炸性混合物，以达到防火、防爆的目的。2．泄漏导走法泄漏导走法即用静电接地的方法，使带电体上的静电荷能够向大地泄漏消散。静电接地的方式有多种，如利用工艺手段对空气增湿、添加抗静电剂使带电体的电阻率下降或规定静置的时间等，使所带的静电荷得以通过接地系统导入大地。一般认为，在任何条件和环境下，带电体上电荷质点的对地总泄漏电阻值小于106Ω。在金属容器中贮放的物料其接地条件可认为是良好的。（1）增湿带电体在自然环境中放置，其所带有的静电荷会自行逸散。逸散的快慢与介质的表面电阻率和体积电阻率大有关系，而介质的电阻率又和环境的湿度有关。提高环境的相对湿度，不只是可缩短电荷的半衰期，还能提高爆炸性混合物的最小引燃能量。（2）加抗静电剂化学防静电剂也叫防静电添加剂。在非导体材料里加入抗静电剂后，能增加材料的吸湿性或离子化倾向，使材料的电阻率降到104～106Ω·m以下。有的抗静电剂本身有良好的导电性，同样可加速静电的泄漏，消除电荷积累的危险。图1-2防静电剂（3）确保静置时间和缓和时间经注油管输入容器和贮罐的液体，将带入一定的静电荷。静电荷混杂在液体内，根据电导和同性相斥的原理，电荷将向容器壁及液面集中泄漏消散；而液面上的电荷又要通过液面导向器壁导入大地，显然是需要一段时间才能完成这个过程的。管道中的过滤器和管道出口之间需有30s的缓冲时间，油罐在注油过程中，从注油停止到油面产生最大静电电位，也有一段延迟时间。（4）静电接地静电与大地连接是消除导体上静电简单而又有效的方法，是防静电中最甚本的措施．静电接地连接是接地措施中重要一环，其目的是使带电体上的电荷有一条导入大地的通路。实现的办法是静电跨接、直接接地、间接接地等手段，把设备上的各部分经过接地极与大地作可靠的电气连接。①静电接地连接系统的电阻是指被接地对象经金属容器接地支、干线，接地极到大地的电阻值。该值是衡量静电荷外界导出通路良好与否的依据，数值应小于100Ω。②直接接地是将金属体与大地进行电气上的连接，使金属体的静电电位接近于大地，简称接地。④静电跨接是将两个以上、没有电气连接的金属导体进行电气上的连接，使相互之间大致处于相同的静电电位。而跨接线必须与大地相连，寸能起到确保安全的作用，跨接电阻是组成静电接地连接系统电阻值的一部分。④间接接地是将非金属体全部或局部表面与接地的金属紧密相连，从而获得接地的条件。3．静电中和法静电消除器是指将气体分子进行电离产主消除静电所必要的离子（一般为正、负离子对）。其中与带电物体极性相反的离子，向带电物体移动，并和带电物体的电荷进行中和，从而达到消除静电的目的。它已被广泛应用于生产薄膜、纸、布、粉体等行业的生产中。但是如使用方法不当或失误会使消静电效果减弱，甚至导致灾害的发生，所以必须掌握静电消除器的特性和使用方法。四、流体输送中危险控制要点l.液态物料输送液态物料可借其位能沿管道向低处输送。而将其由低处输往高处或由一地输往另一地(水平输送)，或由低压处输往高压处，以及为保证一定流量克服阻力所需要的压头，则需要依靠泵来完成。泵的种类较多，通常有往复泵、离心泵、旋转泵、流体作用泵等四类。液态物料输送危险控制要点如下：(1)输送易燃液体宜采用蒸气往复泵。如采用离心泵，则泵的叶轮应脯色金属制造，以防撞击产生火花。设备和管道均应有良好的接地，以防静电引起火灾。由于采用虹吸和自流的输送方法较为安全，故应优先选择。(2)对于易燃液体，不可采用压缩空气压送，因为空气与易燃液体蒸气混合，可形成爆炸性混合物，且有产生静电的可能。对于闪点很低的可燃液体，应用氮气或二氧化碳等惰性气体压送。闪点较高及沸点在130℃以上的可燃液体，如有良好的接地装置，可用空气压送。(3)临时输送可燃液体的泵和管道(胶管)连接处必须紧密、牢固，以免输送过程中管道受压脱落漏料而引起火灾。(4)用各种泵类输送可燃液体时，其管道内流速不应超过安全速度，且管道应有可靠的接地措施，以防静电聚集。同时要避免吸入口产生负压，以防空气进入系统导致爆炸或抽瘪设备。2.气态物料输送气体物料的输送采用压缩机。按气体的运动方式，压缩机可分为往复压缩机和旋转压缩机两类。气态物料输送危险控制要点如下：(1)输送液化可燃气体宜采用液环泵，因液环泵比较安全。但在抽送或压送可燃气体时，进气入口应该保持一定余压，以免造成负压吸入空气形成爆炸性混合物。(2)为避免压缩机气缸、储气罐以及输送管路因压力增高而引起爆炸，要求这些部分要有足够的强度。此外，要安装经核验准确可靠的压力表和安全阀(或爆破片)。安全阀泄压应将危险气体导至安全的地点。还可安装压力超高报警器、自动调节装置或压力超高自动停车装置。(3)压缩机在运行中不能中断润滑油和冷却水，并注意冷却水不能进入气缸，以防发生水锤。(4)气体抽送、压缩设备上的垫圈易损坏漏气，应注意经常检查及时换修。(5)压送特殊气体的压缩机，应根据所压送气体物料的化学性质，采取相应的防火措施。如乙炔压缩机同乙炔接触的部件不允许用铜来制造，以防产生具有爆炸危险的乙炔铜。(6)可燃气体的管道应经常保持正压，并根据实际需要安装逆止阀、水封和阻火器等安全装置，管内流速不应过高。管道应有良好的接地装置，以防静电聚集放电引起火灾。(7)可燃气体和易燃蒸气的抽送、压缩设备的电机部分，应为符合防爆等级要求的电气设备，否则，应穿墙隔离设置。(8)当输送可燃气体的管道着火时，应及时采取灭火措施。管径在150mm以下的管道。一般可直接关闭闸阀熄火；管径在150mm以上的管道着火时，不可直接关闭闸阀熄火，应采取逐渐降低气压。通入大量水蒸气或氨气灭火的措施。但气体压力不得低于50～100Pa。严禁突然关闭闸阀或水封。以防回火爆炸。当着火管道被烧红时，不得用水骤然冷却。第二部分非均相物系分离单元操作过程化工生产中的原料、半成品、排放的废物等大多为混合物，为了进行加工。得到纯度较高的产品以及环保的需要等，常常要对混合物进行分离。混合物可分为均相(混合)物系和非均相(混合)物系。非均相物系中，有一相处于分散状态，称为分散相，如雾中的小水滴、烟尘中的尘粒、悬浮液中的固体颗粒、乳浊液中分散成小液滴的液相；另一相处于连续状态，称为连续相(或分散介质)，如雾和烟尘中的气相、悬浮液中的液相、乳浊液中处于连续状态的液相。从有毒有害物质处理的角度，非均相分离过程就是这些物质的净化过程、吸收过程或浓缩分离过程。工业生产中多采用机械方法对两相进行分离，常见的有沉降分离、过滤分离、静电分离和湿洗分离等，此外，还有音波除尘和热除尘等方法。过滤过程安全措施：1.若加压过滤时能散发易燃、易爆、有害气体，则应采用密闭过滤机。并应用压缩空气或惰性气体保持压力：取滤渣时，应先释放压力。2.在存在火灾、爆炸危险的工艺中，不宜采用离心过滤机，宜采用转鼓式或带式等真空过滤机。如必须采用离心过滤机时，应严格控制电机安装质量，安装限速装置。注意不要选择临界速度操作。3.离心过滤机应注意选材和焊接质量，转鼓、外壳、盖子及底座等应用韧性金属制造。第三部分加热和传热单元操作过程传热在化工生产过程中的应用主要有创造并维持化学反应需要的温度条件、创造并维持单元操作过程需要的温度条件、热能综合和回收、隔热与限热。热量传递有热传导、热对流和热辐射三种基本方式。实际上，传热过程往往不是以某种传热方式单独出现，而是以两种或三种传热方式的组合。化工生产中的换热通常在两流体之间进行，换热的目的是将工艺流体加热(汽化)，或是将工艺流体冷