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第二节 燃烧学说和理论

来源:二三娱乐
第二节 燃烧学说和理论

人类用火己有几十万年,但对燃烧的原理至今没有明确结论,目前,燃烧的理论较多,如《燃素学说》、《燃烧氧化学说》、《燃烧分子碰撞理论》、《活化能理论》、《过氧化物理论》、《着火热理论》、《链锁反应理论》等等。但是,对燃烧的实质性理论至今还没有能圆满的解释。

一、活化能理论---物质分子间发生化学反应,首先是促使分子的相互碰撞,以破坏分子内存在的旧的关系,而形成新的关系,这一条件就是使普通分子变为活化分子所必需的最低能量即活化能,它可以使分子活化并参加反应。如氢气和氧气反应时活化能为25.1千焦/摩尔,在27度时只有十万分之一的碰撞机率,只有高出平均能量的一定数值的分子,才能进入反应,使化学反应得以进行。它随温度的变化而机率发生变化。当用明火去接近氢和氧的分子时,会促使更多的分子活化,使更多的氢和氧起反应,反应所产生的热量又继续活化其它分子,互为影响就发展为燃烧或爆炸。

二、过氧化物理论---气体分子在各种能量(热能、辐射能、电能、光能、化学反应能等)作用下被活化而燃烧,在燃烧过程中,氧分子首先在热能作用下被活化,被活化的氧分子形成过氧化键-0-0-,这种基键加在被氧化的分子上而成为过氧化物。过氧化物是强氧化剂,不仅能形成过氧化物的物质,而且也能氧化其它较难氧化的物质。所以,过氧化物是可燃物质被氧化的最初产物,是不稳定的化合物,能在受

热、撞击、摩擦等情况下分解,甚至引起燃烧或爆炸。

三、着火热理论-----着火热理论的主要观点:认为受热、自热的发生是由于在感应期内化学反应的结果,使热量不断积累而造成反应速率的自动加速。这一理论可以解释大多数碳氢化合物与空气的作用都适合这一结论。

以上这些燃烧理论能解释很多燃烧现象,但仍有一些燃烧现

象很难用以上理论来解释,如,我们都讲,氧是助燃物,但是,在很多情况下,有很多物质的燃烧,并没有助燃物氧气的存在,如:高温下的镁条可以在二氧化碳中燃烧;铜丝、铁丝可以在氯气中燃烧;铝和镁可以在氮气中燃烧;磷、乙醚的蒸气在低温下氧化会出现冷焰,(即虽然其温度未达到正常着火温度,而己出现火焰)这说明其反应的速率已相当大了。另外还发现在反应物中加入少量的其他物质,可大大加速或降低反应速率。这些现象的出现,使人们想到可能有其他的活化源。这种活化源是由反应的过程中产生的,显然,这时的反应不仅取决于初始的和最终的产物,而且还取决于中间产物,这个中间产物在反应之前和反应之后都是不存在的。这种反应就是链锁反应,也称为链式反应理论,这个理论的建立是本世纪初俄罗斯科学家谢苗诺夫创建的,这一理论能比较圆满地解释燃烧理论,被世界各国所公认。

四、燃烧链式反应理论---认为物质的燃烧经历以下几个过程,即助燃物质和可燃物质先吸收能量,而后离解成为游离基(即极为活泼的原子),游离基与其它分子相互作用,形成一系列连锁反应,这一系列

反应是放热反应,将燃烧热量释放出来。

链式反应,可以分为不分枝链锁反应和分枝链锁反应二种。不分枝链锁反应的一个重要例子是氯和氢的燃烧反应生成氯化氢。在室温下,氯气和氢气的混合物贮存在黑暗处,不会发生反应,一旦曝露在紫外光下或加热至200度时,立即就会发生剧烈的反应。反应的第一步是链的引发,这是氯分子见光分解生成氯原子(氯原子游离基)的可逆反应:

CI2 + Hr(光量子) = CI.+CI.……链的引发 分解生成的氯原子(游离基)极其活泼,立即与氢分子起反应:

CI. + H2 → HCI + H.

这个反应生成了另一种高度活泼的物质---氢原子(游离基),氢原子又袭击一个氯分子:

H. + CI2 → HCI + CI.

这个反应又生成了一个极其活泼的氯原子(游离基),这个极其活泼的氯原子(游离基)又去与氢分子反应:

CI. + H2 → HCI + H.

这个反应中生成的高度活泼的氢原子(游离基),又要去袭击一个氯分子,依此类推,反应迅速进行下去,这个反应是由氯原子(游离基)、氢原子(游离基)与分子交替按链锁反应过程进行的结果,称为链的传递(链的增长),在链的传递(链的增长)中同时发生燃烧。在燃烧过程中,如果由于反应物原子(游离基)与器壁碰撞或惰性介质存在或温度降低等因素时,反应物原子(游离基)会发生H.+H.

=H2和CI.+CI.=CI2的反应,其结果就发生了链的中断或称游离基消失,即燃烧终止。

从以上分析看出:当 增长≥ 中断 时,也就是当链的增长速度≥链的中断速度时,燃烧才会发生和持续。当 中断≥ 增长时,也就是当链的中断速度≥链的增长速度时,燃烧就不会发生或者是正在燃烧的会停止燃烧。

通过氯与氢的燃烧反应分析,我们可以这样认为,在某种能源(如光、紫外线、氧化、还原、催化和射线等)的作用下,使物质生成游离基,由于游离基比普通分子平均动能具有更多的活化能,所以它的活动能力非常强,容易与其它物质分子进行反应而生成新的物质和新物质游离基,或者自行结合成为稳定的分子。因此,利用某种能源,设法使反应物产生少量的活化中心---游离基,这些最初的游离基即可引起连锁反应,即链的增长≥链的中断时,燃烧就得以发生和持续,直到反应物全部反应完毕止。在连锁反应中,如果活化中心---游离基消失,则就会使连锁反应中断,这就是链的中断≥链的增长时,燃烧反应就会减弱直至燃烧反应中断而停止。燃烧连锁反应可分为三个阶段即①链的引发(给于能量),产生游离基使链式反应开始;②链的传递,游离基作用于其它参与反应的化合物而产生新的游离基;③链的终止,游离基消毁,连锁反应终止。 造成游离基消失(消毁)的原因很多:如 ①、游离基相互碰撞而生成分子;

②、游离基与掺入混合物中的杂质发生付反应;(也就是杂质吸附

了游离基)

③、游离基与活性的同类分子或惰性分子互相碰撞,从而将能量分散;

④、游离基撞击器壁而被吸附等。

根据以上理论,我们在设计阻火器(火星熄灭器)时,可以用金属铁板来制作,利用散热来降低温度,达到灭火(熄火)之目的。也可以用陶瓷或耐火砖等来制作,我们只要限制管径,阻止气流方向,使燃烧气体能碰撞器壁,使燃烧中的火星的游离基因与器壁碰撞而使链的中断速度≥链的增长速度,火焰或火星即会熄灭。从而起到阻火、熄火的作用。

从上所述,燃烧是一种复杂的物理化学反应,放出光和热是物理现象,游离基的产生是连锁化学反应中的中间产物,按照链式反应理论,燃烧不是两个气态分子之间直接起作用,而是它们的分裂物---游离基这个中间产物进行的链式反应过程。

第三节 物质的燃烧

一、燃烧

燃烧俗称着火。凡物质发生强烈的氧化反应,同时发出光和热的现象称为燃烧;它具有发光、放热、生成新物质三个特征。

H2 + CI2 2C0 + 02 C + 02

→ 2CI + Q + Q + Q

燃烧

→ C02 → C02

燃烧

以上反应均是燃烧氧化反应,在反应过程中发光、放热并生成新

物质。

我们在高中化学课中曾学习过关于电子得失和化学价变化理论,燃烧反应也可以用电子得失和化学价变化来定义:凡是可使被氧化物质失去电子的反应,并且有发光、放热的现象,称为燃烧反应。

H+ 1 + CI-1 光 → HCI + Q

在反应中氢失去一个电子被氧化,而氯得到一个电子被还还,并且发出光和热现象,这就是燃烧反应。

燃烧反应,三个特征一个都不能缺少,如果缺少其中一个条件均不能被称为燃烧反应。

如:电灯照明时发出光和热,但没有产生新的物质,这是一种物理现象,不能称为燃烧。

又如:电炉通电后,电热丝会发红、发热,但没有新的物质生成,停电后仍然是电热丝,这还是一种物理现象,不能称为燃烧。再又如:

H2SO4 + Zn ---→ ZnSO4 + H2 + Q

这个反应中,硫酸与锌反应能放出热,并生成了新的物质硫酸锌,但是没有发光现象,所以也不能称为燃烧。 二、 燃烧的必须条件和其它影响燃烧的条件

CO + O2

温度(能量)→ CO2 + Q

在上式反应中CO与O2的燃烧反应中,CO是可燃物,O2气是

助燃物,温度(即能量)是着火源。这里的可燃物、助燃物、着火源三个条件就是燃烧反应中必须同时具备的三个条件,三者缺一不可,这就是我们常讲的燃烧“三要素”。如果在燃烧过程中,我们用人为的方法和手段去消除其中一个条件则燃烧反应就会终止,这就是灭火的基本原理。

1、可燃物---凡能与空气和氧化剂起剧烈反应的物质称为可燃物。按形态,可燃物可分为固体可燃物、液体可燃物和气体可燃物三种

物质的可燃性随着条件的变化而变化,如:木粉比木材刨花容易燃烧,木刨花比大块木段容易燃烧,木粉甚至能发生爆炸;又如:铝、镁、钠等是不燃的物质,但是,铝、镁、纳等物质成为粉末后不但能发生自燃,而且还可能会发生爆炸;又如:烧红的铁丝在空气中不会燃烧,如果将烧红的铁丝放入纯氧或氯气中,铁丝会非常容易被燃烧;再如:甘油在常温下不容易燃烧,但遇高锰酸钾时则会剧烈的燃烧。……。

2、助燃物---凡能帮助和维持燃烧的物质,均称为助燃物。常见的助燃物有空气和氧气,还有氯气、氯酸钾、高锰酸钾等氧化性物质也是助燃物。

空气助燃的助燃性能会随着空气中的氧含量变化而变化;我们知道空气中的氧含量大约在21%左右,当空气中的氧含量逐渐降低时,燃烧反应会逐渐减弱,当空气中氧含量降至14%左右时燃烧反应较为困难,当空气中氧含量降至14% 以下时,燃烧反应就很难维持而会

中断,当空气中氧含量降至17% 以下时,燃烧即完全停止;当空气中的氧含量增高时,燃烧反应会逐渐激烈,能使一些平时在空气中较难引燃的可燃物会变成很容易燃烧;如在纯氧的条件下,可燃物的燃烧会变得非常猛烈,甚至能使一些平时不会燃烧的铁、铝、镁等金属也会被激烈的燃烧。(见制氧厂案例)

3、着火源---凡能引起可燃物质燃烧的能源,统称为着火源。着火源主要有以下五种:

①、明火---明火炉灶、柴火、煤气炉(灯)火、喷灯火、酒精炉火、香烟火、打火机火等开放性火焰。

②、火花和电弧---火花包括电,气焊接和切割的火花,砂轮切割的火花,磨擦、撞击产生的火花,烟囱中飞出的火花,机动车辆排出火花,电气开、关、短路时产生的火花和电弧火花等等。 ③、危险温度---一般指80℃以上的温度,如电热炉,烙铁,熔融金属,热沥青,砂浴,油浴,蒸汽管裸露表面,白炽灯等等。 ④、化学反应热---化合(特别是氧化),分解,硝化和聚合等放热化学反应热量,生化作用产生的热量等等。

⑤、其它热量---辐射热,传导热,绝热压缩热等等。

可燃物能否发生着火燃烧,又与着火源温度高低(热量大小)

和可燃物的最低点火能量有关。

综上所述,我们知道要发生着火燃烧,必须同时具备可燃物、助燃物、着火源三个基本条件,缺少任何一个条件,就不可能发生燃烧。但是,三个条件都具备,也不一定就会燃烧,还必须满足其它燃烧条

件,如温度、压力、浓度(组份)、表面积大小、点火能量等方面都必须达到一定的极限范围,才能发生着火燃烧反应。如果在某个区域范围内,已同时具备了可燃物、助燃物、着火源三个条件,由于可燃物的温度过低或可燃物的浓度不足或助燃物中氧化物浓度低或着火源能量不足等等条件时,燃烧反应就不能进行。如:当空气中氧含量低于l4%时,燃烧反应就会终止;当氢气浓度低于4%时,燃烧反应就很难继续进行;当某种物质遇着火源时,由于着火源能量不足,燃烧反应也不能发生;当某种可燃物,由于形状不同,其表面积也不同,结果,燃烧所需的能量也不相同,表面积越大燃烧需的热量越大,(如木块燃烧所需热量 > 刨花燃烧所需热量 > 木粉燃烧所需热量)。:在通常的温度下,小小的火花(静电火花)可以使乙醚燃烧,但不能使坚实的大木块燃烧;一根火柴能点燃细木条或木刨花,但很难点燃坚实的大木块。……。这是因为引起乙醚和木刨花燃烧所需要的热量比坚实的大木块燃烧所需的热量小得多,小小的火花或一根点燃火柴的热量很难把大木块加热到燃烧温度。

一切可燃物质在空气中燃烧,实际上是在气相中进行的,可燃气体和易挥发可燃液体在常温下已处于燃烧准备状态,只要较小的能量就能引起燃烧反应,而难挥发的液体雾化时需要较多热量才能分解出可燃气体;固体物质一般要经过熔化、蒸发(挥发)或分解过程,需要大量的能量才能引燃。从而看出,不同的可燃物,析出气态物质的难易程度是不同的,因而引燃所需的能量也是不相同的,越易挥发的物质,引燃所需的能量越少,越容易引起燃烧。

三、燃烧的历程(过程)

可燃物在自然界里以固体、液体、气体三种状态存在,这三种状态物质的燃烧历程(过程)是不相同的。

固体物质发生燃烧反应,需要先经过溶解、分解、蒸发(升华)后生成气体,然后这些气体与氧化剂起作用发生燃烧。液体物质发生燃烧,需要经过蒸发成气体后与氧化剂作用发生燃烧。气体物质则不存在熔解、蒸发、分解等气化过程,即可直接燃烧。

所以讲,气体可燃物发生火灾爆炸危险性大于液体;液体可燃物发生火灾爆炸危险性大于固体;见固体、液体、气体燃烧历程图:

氧 化 分 解 蒸 发 熔化、蒸发(升华)、分解 热 量 气 体 液 体 固 体

可燃物质的燃烧过程可用曲线来分析,(见曲线图)

T分 温度℃

T燃

热 量 燃 烧 自 燃 T原 r 时间(诱导期)

时间T

可燃物质燃烧过程曲线

可燃物质在燃烧初期(T原)是可燃物质被加热的阶段,其热量用于熔化或气化,是一个吸收热量过程,可燃物温度上升缓慢。加热到(T氧)时,可燃物质开始氧化,这时还需外界加热,氧化速度不快,继续加热到(T分),物质开始氧化分解,此时,氧化速度加剧,到(T分)时出现火焰并开始燃烧。此处(T分)就是理论上的自燃点,(T分)是开始出现火焰的温度,即通常测得的自燃点,(T燃)是物质燃烧点。从(T分)到(T分)这一段延滞时间,称为诱导期,对控制燃烧起主要作用。因此,燃烧过程可归纳为三个阶段,即物质被加热阶段(熔化、蒸发);氧化分解阶段(诱导);着火燃烧阶段。其中第二个阶段诱导期在安全技术管理上有实际意义,可以人为的控制。 四、燃烧的类型(燃烧有几种型式)

燃烧类型可分为闪燃、着火、自燃、爆炸四种。每一种类型的

燃烧都有其各自的特点。我们讲防火防爆技术知识就必须具体地分析每一类型的燃烧发生的特殊原理,才能有针对性的采取行之有效的防火防爆和灭火措施。

1、闪燃---可燃液体的蒸气(随着温度的升高,蒸发的蒸气越多)与空气混合(当温度还不高时,液面上只有少量的可燃蒸气与空气混合)遇着火源(明火)而发生一闪即灭的燃烧(即瞬间的燃烧,大约在5秒以内)称为闪燃。可燃液体能发生闪燃的最低温度,称为该液

体的闪点。可燃液体的闪点越低越容易着火,发生火灾、爆炸危险性就越大。有些固体(能升华)也会有闪燃现象,如:石蜡、樟脑、萘等。某些可燃液体闪点如下:

乙醇---- 11.1℃ 乙醚---- -45℃ 汽油---- -48℃ 异戊醇-- 43℃ 吡啶---- 17℃ 甲苯--- 4.4℃ 苯--- -11.1℃ 柴油--- 50~90℃ 甲醛--- 60℃ 哌嗪--- 80℃ 甲醇----- 11℃ 丙酮----- -19℃ 氯苯----- 28℃ 桐油----- 238℃ 冰醋酸--- 40℃ 甲酸乙酯--

-20℃ 煤油---- 28~45℃ 从消防角度来讲,“闪点”在防火工作的应用是十分重要的,它是评价液体火灾危险性性大小的重要依据;“闪燃”是发生火警的先兆。闪点越低的液体,发生火灾危险性就越大。

①、低闪点液体------闪点< -18℃的液体。

②、中闪点液体------闪点-18℃ ≤闪点 < 23℃的液体。 ③、高闪点液体------闪点23℃ ≤闪点 ≤ 61℃的液体 根据可燃液体的闪点,我们将液体火灾危险性分为甲、乙、丙三类:

甲类---闪点在28℃以下的液体。 乙类---闪点在28℃~60℃以内的液体。 丙类---闪点在60℃以上的液体。

闪点高低与饱和蒸气压及温度有关,饱和蒸气压越大、闪点越

低;温度越高则饱和蒸气压越大、闪点就越低。所以讲,同一可燃液体的温度越高,则闪点就越低,当温度高于该可燃液体闪点时,如果遇点火源时,就随时有被点燃的危险。

2、着火---可燃物质(在有足够助燃物情况下)与火源接触而能

引起持续燃烧的现象(即火源移开后仍能继续燃烧)称为着火。使可燃物质发生持续燃烧的最低温度称为燃点或称为着火点。燃点越低的物质,越容易着火。

某些可燃物质的燃点如下: 木材------- 295℃ 樟脑------- 70℃ 涤纶纤维--- 339℃ 松节油----- 53℃ 纸张--- 130℃ 棉花--- 210℃ 黄磷--- 34℃~60 松香--- 216 麦草--- 222℃ 橡胶--- 120℃ 闪点与燃点的区别如下:

①、燃液体在燃点时燃烧的不仅是蒸气,而且是液体(即液体己

达到燃烧的温度,可不断的提供、维持稳定燃烧蒸气)。

②、在发生闪燃时,移去火源闪燃即熄灭,而在燃点时移去火源即能继续燃烧。

在防火防爆工作中,严格控制可燃物质的温度在闪点、燃点以

下是我们预防发生爆炸、火灾的有效措施。用冷却法灭火,其道理就是将可燃物质的温度降低到燃点以下,使燃烧反应终止而熄灭。

3、自燃

自燃因能量(热量)来源不同可分为受热自燃和本身自燃(自热

燃烧)二种。

①、受热自燃---可热物质受外界加热,温度上升至自燃点而能自行着火燃烧的现象,称为受热自燃。

②、本身自燃---可燃物质在没有外来热源作用下,由于本身的化

学反应、物理或生物的作用而产生热量,使物质逐渐升高至自燃点而发生自行燃烧的现象。

③、自燃点---可燃物质在无明火作用下而自行着火的最低温度,

称为自燃点。自燃点越低的物质,发生火灾的危险性就越大。

部份可燃物质的自燃点如下 甲醇--- 455℃ 氨--- 630℃ 乙炔--- 335℃ 木材--- 295℃ 樟脑--- 70℃ 橡胶--- 120℃ 甲酸乙酯--- 440℃ 煤油-- 380℃~425℃ 乙醇---422℃ 苯--- 555℃ 甲醇钠--- 70℃ 纸张--- 130℃ 棉花--- 210℃ 松节油--- 53℃ 黄磷--- 34℃~60℃ 丙酮--- 537℃ 甲苯--- 535℃ 汽油--- 280℃ 松香--- 216℃ 麦草--- 222℃ 涤纶钎维--- 339℃ 柴油-- 350℃~380 在化工生产中,可燃物质靠近蒸汽管、油浴管等高温烘烤过度,一旦可燃物质温度达到自燃点以上时,在有足够氧气条件下,没有明火作用就会发生燃烧;可燃物质在密闭容器中加热过程中温度高于自

燃点以上时,一旦泄漏出或空气漏入,没有明火作用也会发生燃烧。

案例: 1991年9月28日,氯霉素分拆物在烘干过程中,由于

操作工(周孔军、许阳明)责任心不强,疏忽大意,下班前未关闭蒸汽阀,就下班回家(回东山),等二个小时后才想起蒸汽阀未关闭,立即返厂,关闭蒸汽阀。不知当事人是为了检查分拆物是否完好,还是想降低温度,就擅自打开烘箱门,不想,分拆物慢慢燃烧起来,而成为大火,结果损失惨重(几十万)。为什么打开烘箱门就会燃烧呢?这是因为当时烘箱内的温度己超过分拆物的自燃点温度,烘箱门未打开前,烘箱内的分拆物由于氧气的不足而无法燃烧,当烘箱门打开后,大量空气进入,氧气充足分拆物立即发发燃烧。

油浴在化工生产中使用较多,根据工艺要求加热温度较高,如

使用蒸汽加热到200度以上,蒸汽压力必须很高,对设备的耐压要求更高,投资更大。而油浴是将导热油经加热,在常压下就可达到较高的温度,对设备的耐压要求低,投资少。导热油在油炉内,由于导热油在隔绝空气情况下加热到高温,不会发生燃烧,但一旦高温导热油泄漏,就有可能发生自燃而燃烧(导热油质量差,低沸、低燃点成份较多)。在化工生产中因导热油泄漏发生火灾事故较多,应重视。

案例:在煤堆场、煤矿区,煤发生自燃现象较多,草干、稻干、

木屑、刨花以及植物油、动物油、纤维、油棉纱、油布等,在长时间存放过程中会不明不白的引起着火燃烧。这是由于这些可燃物被雨淋湿或受潮,在生物(细菌)化学、(氧化或聚合作用)物理的作用产

生热量,这些热量积聚不散,温度会逐步升高,当达到某种物质自燃点时即会发生着火燃烧。

案例:黄磷的自燃点只有34℃~60℃左右,我们应将其存放在

水中,在夏天高温季节里,如果水份蒸发,黄磷暴露在空气中就会发生着火燃烧,这也是因黄磷暴露在空气中发生自燃的现象。

4、爆作----物质由一种状态迅速地转变成另一种状态,并在瞬间

以机械功的形式放出大量能量的现象。

爆炸可分为物理性爆炸、化学性爆炸和核爆炸三类。化学性爆

炸按爆炸时所发生的化学变化又可分为简单分解爆炸(如乙炔铜、三氯化氮等不稳定结构的化合物)、复杂分解爆炸(如各种炸药)和爆炸性混合物爆炸三种。化工企业发生爆炸,绝大部分是混合物爆炸。

(1)、爆炸性混合物----可燃气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维状物

质与空气混合后达到一定浓度,遇着火源能发生爆炸,这样的混合物称为爆炸性混合物。

可燃性气体、易燃液体蒸气或粉尘等与空气组成的混合物并不是

在任何浓度下都会发生爆炸和燃烧,而必须在一定的浓度范围内,遇着火源,才会发生爆炸。

(2)爆炸极限----可燃气体、蒸气或粉尘(含纤维状物质)与空

气混合后,达到一定的浓度,遇着火源即能发生爆炸,这种能够发生爆炸的浓度范围,称为爆炸极限。能够发生爆炸最低浓度称为该气体、蒸气或粉尘的爆炸下限。同样,能够发生爆炸的最高浓度,称为爆炸上限。下面是部份物质的爆炸极限:

松节油 0.8-62% 煤油 1.4-7.5% 乙炔 2.5-82% 甲烷 5.3-14% 二甲苯 1.1-7% 甲苯 1.2-7% 丙烷 2.37-9.5% 乙烯 5.3-14% 乙醚 1.85-36.5% 汽油 1.3-6% 丙烯 2-11.1% 丙酮 2.5-13% 甲醇 6.7-36% 氢 4.1-74.2% 乙醇 3.5-19% 氨 15.7-27.4% 吡啶 1.7-12.4%

甲醛 3.97-57% 氯苯 1.7-11% 氨气--- 15.7~27.4% 从上看出各种可燃物质与空气混合后的爆炸极限浓度都是不一样的,有的浓度范围小,有的浓度范围宽,有的浓度范围下限低,有的上限较高。只有当某种物质的混合物浓度在爆炸极限范围内才会发生爆炸;混合物浓度低于爆炸下限时,因含有过量空气,由于空气的冷却作用阻止了火焰的传播,所以不燃也不爆;同样,当混合物浓度高于爆炸上限时,由于空气量不足,火焰也不能传播,所以只会燃烧而不爆。

爆炸极限这个概念,非常重要,从消防角度讲,它是衡量可燃气体、易燃液体、可燃粉尘及少量能挥发(升华)的固体等在作业现场是否具备爆炸危险的重要依据指标。也就是说,爆炸下限越低,爆炸极限范围越宽的物质危险性越大,越要重点预防。

气体混合物的爆炸极限一般用可燃气体或蒸气在混合物中的体积百分比来表示的(%)。可燃粉尘爆炸极限,通常以每立方米混合气体中含若干千克来表示(g/m3)

(3)、影响爆炸极限的因素---影响气体混合物爆炸极限的主要因素有混合物的原始温、压力、着火源、容器尺寸和材质等:

①、原始温度的影响因素----爆炸性混合物的原始温度愈高,则

爆炸极限范围愈宽,即爆炸下限降低,上限升高。

如丙酮的爆炸极限与原始温度关系如下:

原始温度(℃) 0 50 100 下限(%) 4.2 4.0 3.2 上限(%) 8.0 9.8 10.0 因为系统温度升高,其分子内能增加,使原来不燃不爆的混合物成为可燃、可爆系统,所以温度升高会使爆炸危险性增大。

②、原始压力的影响因素----爆炸性混合物的原始压力对爆炸有

很大的影响,在增加压力的情况下其爆炸极限的变化很复杂。一般,压力增大,爆炸极限范围扩大,压力降低,则爆炸极限范围缩小。这是因为系统压力增高,其分子间距更为接近,碰撞几率增高,因此,使燃烧的最初反应和反应的进行更为容易。待压力降至某值时,其下限与上限重合,(将此时的最低压力称为爆炸临界压力。)若压力降至临界压力以下,系统便不会爆炸。因此,在密闭容器内减压(负压)操作对安全生产是有利的。

如甲烷在不同原始压力下的爆炸极限:

原始压力(公斤/平方厘米) 1 10 50 125

下限(%) 5.6 5.9 5.4 5.7 上限(%) 14.3 17.2 29.4 45.7 从上表看出,压力增大,上限的提高很显著,下限的变化却不显

著,而且无规律。因此,我们在生产过程中,系统中随着压力的提高,爆炸极限范围会增宽,爆炸危险性会随着增大;反之,压力降低则爆炸极限范围缩小,安全性越好。所以,在生产中采取在负压情况下操作是较为安全的。

③、介质及杂物的影响因素----若在混合物中掺入或含有一些其它

介质,会影响混合物的燃烧爆炸情况。

如1,氯气中含有氢、氢气中含有氧都会增加爆炸的危险性。 如2,在爆炸性混合物中随着惰性气体含量的增加,爆炸极限的范国就会缩小,当惰性气体浓度提高到一定浓度(数值)时,混合物就不再会爆炸。这是由于惰性气体加入混合物中后,使可燃物分子与氧分子隔离,在它们之间形成不燃的“障碍物”。

对于有气体参与的反应,杂质也有很大的影响。如干燥的氯气没

有氧化性能,干燥的氢气和氧气的混合物在较高温度下不会产生爆炸。少量的硫化氢会大大降低水煤气和混合物的燃点,并因此而促使其爆炸。

④、容器的尺寸和材质影响因素----充装可燃物容器的尺寸、材质

等,对物质爆炸极限均有影响。管道或容器的直经越小,爆炸极限范围也越小。实验证明,同一可燃物质,管径越小,其火焰蔓延速度也越小。当管径(或火焰通道)小到一定程度时,火焰即不能通过。这一间距称为最大灭火间距,也称临界直径。容器大小对爆炸极限的影响可从器壁效应得到解释。燃烧是自由基(游离基)产生一系列链锁反应的结果,只有当新产生的自由基大于消失的自由基时,燃烧才能继续。但随管道直经的减少,自由基与管壁的碰撞几率增加。当尺寸减少到一是程度时,自由基(游离基)消毁大于它的产生,燃烧反应便不能继续进行。容器的材质对爆炸极限也有影响。例如氢和氟在玻璃容器中混合,甚至存在液态空气的温度下,在黑暗中也会发生爆作,而在银制容器中,在常温下才能发生反应。

⑤、着火源的影响因素----着火源的能量,火花的能量、热表面的面积、火源与混合物的接触时间等,对爆炸极限也有影响。甲烷与空气的混全物,对电压100伏,电流强度为1安培、2安培、3安培的电火花对爆炸极限的影响如下表:

电流强度(安培)电火花 1 2 3

爆炸极限情况 不会爆炸 不会爆炸 5.85~14.8% 各种爆炸性混合物都有一个最低引爆能量(一般是化学理论量)。当着火源能量达到某一爆炸性混合物时最低引爆能量值时,这种爆炸性混合物才会发生爆炸。

下面是部分气体的最低引爆能量见:

与空气混合含在空气中最低引爆化学品 量 CS2 H2 C2H2(乙炔) C2H4 乙烷 甲醇 苯 氨 丙酮 甲苯 甲烷 乙烷 丙烷 乙醛 丁烷

粉尘的爆炸下限是不固定的,一般分散度越高、挥发物含量越大、

6.25% 29.2% 7.73% 6.52% 4.02% 12.24% 2.71% 21.8% 4.87% 2.27% 8.5% 4.02% 4.02 7.72% 3.42% 能量 0.015毫焦 0.019毫焦 0.02毫焦 0.16亳焦 0.031亳焦 0.215毫焦 0.55毫焦 0.77毫焦 1.15毫焦 2.50毫焦 0.28毫焦 0.031毫焦 0.031毫焦 0.376毫焦 0.38毫焦 引爆能量 0.0013毫焦 0.0003毫焦 0.001毫焦 0.031毫焦 在氧气中最低火源越强、原始温度越高、温度越高、粉尘越细小就越容易引起爆炸,粉尘爆炸浓度范围就越大。因为,粉尘颗粒越细,表面吸附的氧就越

多,着火点就越低,爆炸下限也越小,越容易发生粉尘爆炸。

第四节 防火防爆基本措施

防火防爆基本措施的着眼点应放在限制和消除燃烧爆炸危险物、助燃物、着火源三者的相互作用上,防止燃烧三个条件(燃烧三要素)同时出现在一起。主要措施有着火源控制与消除、工艺过程的安全控制和限制火灾蔓延措施等几方面。

一、 着火源的控制与消除措施---在化工生产过程中存在较多的着火源,如明火、火花和电弧、危险温度(>80℃)、化学反应热、生物化学热、物理作用热、摩擦撞击火花、静电放电火花等等。因此,控制和消除这些着火源对防止火灾、爆炸事故的发生是十分重要的。一般,我们应采取以下几种措施。

1、严格明火管理措施---在化工生产中,火灾爆炸事故的发生绝大部分都是由明火引起的,所以严格明火管理,对防火防爆工作非常重要

①、加强加热用火管理措施:严格生产性用火管理,对蒸汽、油浴盐浴、电加热等使用,要严格管理。生产区中应尽量避免使用明火加热,因生产需要用蒸汽、油浴、盐浴、电热来加热时,应按国家有关规定,认真的设计,明火区应远离生产区,并在常年风下风处……等。 ②、加强检修用火管理:对检修动火、使用喷灯、浇注沥青等作业要严格管理措施。制订检修动火制度,对未办动火证、动火证未经审

批,未做好有效隔绝、未做好清洗置换,未做动火分析,无人监火,不准动火。

③、加强流动火花和飞火管理措施:对机动车进入生产区、烟囱飞火、穿化纤服装、吸烟等要严格管理制订相关规定。对机动车排气管要戴阻火器,防止火花喷出。对燃煤、烧柴的烟囱要设置阻火措施(水幕除尘等)消除飞火。对防火防爆要求高且特别危险岗位,要禁止穿化纤服装进入生产岗位,生的避免静电火花的产生。在生产区严禁吸烟,违者重罚。

吸烟危害多,吸烟会消耗我们辛苦得来的钱财,还会伤害人体的健康,因香烟中含有大量对人体有害的物质,长期吸烟容易患肺癌。同时,在吸烟时不注意极易发生火灾事故。这是因为香烟在抽吸时,烟头中心温度可达700~800℃,表层温度可达200~300℃,而一般的可燃物和易燃物的燃点和闪点均低于这个温度,极易引起燃烧和爆炸事故的发生;另外,香烟火,随意性大,它会随吸烟人的走动而流动,人们在吸烟时很容易忘记,极易随便到处乱丢或丢在危险区域,从而引起火灾爆炸事故,再一个,烟头火,阴燃时间可达30分钟,这更容易使人失去警惕,从而酿成火灾事故。

为了防止烟囱飞火,燃煤炉炉堂燃烧必须完全,并要有水洗设施,彻底消除火花,在燃煤炉下风处切勿堆放易燃物料。

④、加强其它火源控制管理措施:对高温设备、管道表面热、自

燃热、压缩热、化学反应热等等要加强控制和管理。对高温表面应及时做好隔热保温,破损的要及时修补。不准在高温设备、管道上烘烤

可燃物品。压缩机(空压机、冰机等)等在压缩过程中产生的热要进行冷却,严格控制在80度以内。及时将油抹布、油棉纱头等及时安全的处理掉。

2、避免摩擦、撞击产生火花和危险温度措施

轴承转动摩擦、铁器撞击、工具使用过程打击都有可能产生火花和危险温度,对易燃易爆的生产岗位,应做好以下防范措施:

① 设备转动部位应保持良好的润滑,以防断油发热; ② 采用有色金属工用具,防止撞击火花的产生; ③ 搬运物料要轻搬轻放,防止发生火花; ④ 车间内禁止穿带钉的鞋,以防摩擦产生火花; ⑤ 检修过程中要防止工用撞击发生火花。 3、消除电气火花和危险温度措施

电气火花和危险温度是引起火灾爆炸仅次于明火的第二位原因,

因此要根据爆炸和火灾危险等级和爆炸、火灾危险物质的性质,按照国家有关规定进行设计、安装。对车间内的电气动力设备、仪器、仪表、照明装置和电气线路等,分别采用防爆、封闭、隔离等措施。以防止电气火花和危险温度。 4、导除静电措施

静电对化工生产的危险性很大,但往往很容易被人们忽视。由于静电产生火花而造成重大的火灾、爆炸事故教训较多。因此,在化工企业从厂房设计、工艺设计、建设安装等方就应充分考虑导除静电的措施,如全厂地下接地网络设计、防雷、避雷设计,在易燃易爆车间,

对工艺管线、设备等均要进行有效的接地,对一些电阻率高的易燃液体在运输、输送、罐装、搅拌中应设法导除静电,勿使静电积聚。对一些特别易燃易爆的岗位还应禁止穿易产生静电的化纤人造面料的服装。

的确凉的表面电阻率为10个13次方欧姆,尼龙的表面电阳阻率为8×10个15次方欧姆。这么高的电阻率的化学纤维,在与人体或其他物体接触而摩擦时,就会产生并积聚大量的静电荷,形成很高的静电压,以致产生闪烁的火花而造成危害。经测试,穿的确凉裤子、毛涤混纺衣裤时,坐在聚氯乙稀或人造革等绝缘物质的椅子上,摩擦4-5次,静电压可达1万伏。而穿尼龙裤时静电压可达1.4万伏,脱尼龙衣裤时静电压可达1000伏,穿棉涤混纺衣料时静电压也有500伏。一般而言,在同等条件下,化学纤维产生的静电是棉布料的10多倍。实验资料表明,在静电压达到300伏时,就有可能引起易燃液体、气体发生爆炸燃烧。

(详见第九章 静电安全) 案例:

九洲原氯霉素车间还原岗位,按工艺要求首先投入异丙醇,而后开搅拌、开蒸汽升温,然后投入铝片,当职工投完铝片,用手抖动几下,突然一道火光从投料口窜出并发爆炸声。幸亏投料职工站位好,只造成手部灼伤。这起事故的发生就是由于静电火花之故,因为异丙醇闪点12℃是易燃物(C3H8O、爆炸极限:2.0~12.7%、最小点火能:0.6mJ毫焦、闪点:12℃),在加热、搅拌中异丙与醇容器壁摩

擦产生静电同时产生部分挥发气体与空气混合达到一定浓度和温度,当投放用化纤编织袋装的铝片时,铝片与编织袋摩擦也产生静电,结果在操作工抖动编织袋时与容器壁产生的静电发生放电火花而引起爆炸。事故发生后认真分析,对设备进行有效的接地、化纤编织袋改纯棉布袋、安装防爆板等措施。 5、防止雷电火花措施

雷电是带有足够电荷的云块与云块、云块与大地的静电放电现象。

雷电放电特点是:电压高(可达几十万伏)、放电时间短(仅几十微秒)、放电电流大(可达几百千安)。因而在电流通过的地方,可使空气加热到极高的温度,产生强大的压力波。在化企业中往往会由此而引起严重的火灾、爆炸事故。因此,防雷保护工作也是化工生产防火防爆的重要内容。

防雷保护工作必须在规划设计时就应全盘考虑,地下接地网络可

靠、完善,企业必须按国家规定进行设计、施工、安装、检查、维护。特别是每到雷雨季节时期,必须认真检查,发现问题立即整改,确保防雷设施安全可靠。

1989年山东黄岛油库因雷击发生爆炸火灾,油库被毁,烧死消防人员几十人。直接原因虽是雷击之故,但在油库的设计、管理以及灭火指挥上的不足有很大的关系。 二、工艺、设备的安全控制措施 1、工艺装置设计安全要求:

在化工中各工艺过程和生产装置,由于受内部和外界各种因素的

影响,可能产生一系列的不稳定和不安全因素,从而导致事故发生。为了保证安全生产,在工艺装置设计时要符合以下基本要求:

①、全面分析原料、中间体、成品、工艺条件要求,以确定设备以及设置安全技术设施;

②、针对生产过程中发生火灾的三要素和爆炸原因,采取相应安全措施;

③、对反应过程中所产生的超温、超压等不正常情况应有有效地控制措施,

④、对物料的毒害性进行全面分析,并采取有效的密闭、隔离、遥控及通风等安全技术措施;

⑤、要更深入研究潜在的危险,并采取可靠的安全防护措施。 2、采用安全合理的工艺过程措施:

①、制定科学、合理、严密的安全操作规程和工艺操作规程:对新产品、新工艺或改革老工艺等都必须对工艺过程的安全性进行反复论证、试验,不得放过任何一个疑点,待确认安全后,方可进行生产。

②在生产中尽可能用危险性小的物质代替危险性大的物质:尽可能不使用自燃点低、遇水燃烧爆炸、闪点低、爆炸极限低、爆炸极限范围宽、强酸、强碱、强氧化性等物质,如必须使用则必须有针对性的做好有效的防范措施。例如,对遇空气、遇湿自燃的物质, 遇水会燃烧爆炸的物质,要采取隔绝空气、防水、防潮或通风、散热、除湿等措施;对二种性质互相抵触的物质不能混存,避免接触;对酸碱接触能发生分解爆作的物质,要作好有效隔离措施,等等。

③、系统密闭或负压操作措施:系统密闭可以防止易燃、易爆、有毒、有害等物质的泄漏而造成爆炸、火灾、中毒、职业病和环境污染事故的发生。负压操作可避免防止系统危险物质向外逸散,对提高车间空气质量,减少职业危害等都有好处,但要注意防止空气漏入系统的危险。

④、生产过程的连续化和自动化控制措施:通过改革改造尽可能使每一步反应在系统内连续不间断的进行,并进行自动化遥控控制,这对减轻操作人员体力,方便操作、减少人为失误、提高效益的安全有效的生产过程。

⑤、惰性介质保护措施:在生产、检修、动火中用惰性介质气体进行置换、充压输送、灭火扑救是行之有效的方法。

⑥、通风措施:通风是防止燃烧爆炸混合物形成、减少职业危害的重要措施之一。在厂房的设计、工艺管道和设备的安装必须确保车间内有效通风条件,尽可能利用自然通风,如自然通风不足,则要考虑强制通风。对化工生产企业使用敞开式厂房对安全生产是有利的。 2、化工操作中的工艺参数控制措施:

在化工生产操作过程中,正确控制工艺参数是防止超温、超压、

溢料、跑料、冲料事故的发生,防止火灾爆炸、环境污染发生的重要措施。

①、温度、速度控制措施:化学反应的速度与温度有密切关系,在操作中应及时的密切观察控制以下几方面情况:

a、控制升温速率:升温速率必须严格控制,一定要根据设备的

能力和工艺要求逐步分阶段进行,严禁升温速度过快,否则反应剧烈,就有可能由于设备能力不够或冷却量不足而无法控制,导致内压升高,造成冲料、爆炸事故的发生。

b、防止加料时温度过低或过高:化学反应与温度有直接关系,如起始温度过低或过高,对安全生产都是不利的。好起始温度过低,化学反应前期反应缓慢或不反应,这样会使投入的物质前期参加反应量减少而累积,当温度升高到一定温度后,会使前期未参加反应的物质在后期参加反应,使反应突然加剧,就有可能由于设备能力不够或冷却量不足而无法控制,导致内压升高,造成冲料、爆炸事故的发生。反之,投料时起始温度过高,也是非常危险的,物料反应一开就非常激烈,温度很难控制好。所以,在生产中必须严格执行工艺操作规程,严格控制投料速度、升温速率、投料量、反应温度。

c、防止搅拌中断:搅拌的作用可以加速传热和传质,使反应物料温度均匀,反应彻底、完全,防止局部反应过热。

一般在作业时先加入溶剂,然后开搅拌,之后按规定分批逐步投

入其它物料。如果同时投料,而后再开搅拌,则有可能在投料时因局部反应剧烈而发生事故,这是非常危险的。

在生产中如发生停电、搅拌断落或脱落,应立即停止加热,采取

降温措施,严密监视温度或容器内反应物的情况,视温度、压力等情况作紧急排放处理等措施,直至完全恢复正常。

d、防止干燥温度过高:有些物料在高温下会发生溶解、燃烧或使物料焦化使质量下降。所以要严格控制烘干温度,必须控制在规定

范围内,一旦超温必须先降至常温,方可进行检查。(案例,九洲氯霉素分拆烘房火灾)

②、投料控制措施:主要控制投料速度、配比、顺序、原料、纯度以及投料量等严格按工艺要求执行,对确保安全生产有很大的关系。

a、控制投料速度:对于放热反应,投料速度不能超过设备传热能力。如果投料速度太快,会引起温度猛升;如投料速度太慢,会使生产时间拖延,所以讲,必须严格控制投料速度。

b、控制投料配比:对反应物的浓度、比重、重量、体积、流量

(管道输送)等都要作认真、准确分析和计算,从安全方面考虑,准确的计算出经济投料配比。投料配比的不当或不准,会造成物料的浪费损失,有些反应还会生成危险的过反应物。如:三氯化磷的生产是将氯气通入黄磷中,如果通氯过量,则会生成极易分解的五氯化磷而造成爆炸事故;又如卡马西平生产中有一道溴化反应,溴素滴加中,如果滴加过量,会造成损失,污染环境,如果滴加不足则会生成双氢卡马,从而影响产品的质量。所以在投料中一定要严格控制投料的配比量。

C、控制投料顺序:对某些物质的化学反应,物料投放前、后顺序有严格的要求,否则会发生意外事故,在生产中要高度重视,严格按操作规程要求的顺序进行投料。

例如:在氯化氢的合成,在触媒的作用下,应先通氢后通氯;在三氯化磷生产中,应先投磷后通氯。如改变前后顺序,则会发生爆炸事故;又如,在实验室中作稀释浓硫酸的操作时,必须将浓硫酸渐渐

从器壁加入水中,边加边搅拌,。如将稀释的顺序倒一下,则会发生硫酸飞溅而灼伤操作人员的事故。

d、控制原料纯度:在化工生产中,物料的纯度会影响产品的质量、色泽,同时也会发生安全事故,因此,对原料的纯度要严格,确保生产安全。如果反应物料中含有过量的杂物,有可能会发生燃烧爆炸事故。如电石,在生产乙炔时,如果电石中含磷量超过0.08%,则就会发生爆炸事故。(这是因为电石中的磷化钙遇水后生成会生成会自燃的磷化氢,而在乙炔气的制备中会有乙炔、空气混合物存在,极易发生爆炸事故。)

e、控制投料量:化工生产的反应设备(反应罐、贮罐、钢瓶等容器)大小是根据生产规模大小,经专业人员按有关规定要求计算出来的,他必须考虑安全容积。对带有搅拌器的反应设备考虑液体加热后的体积增加量和搅拌时液面的升高量,对储罐、气瓶要考虑温度升高后液面的升高量和内压的增加量。如果盲目的提高产量或因失误而多投了反应物料,超过了安全容积系数,往往会引起溢料或超压事故的发生。如果投料过少,也有可能发生事故(搅拌、温度计、夹套加热冷却不匀等原因)。因此,根据不同的设备容器,控制一定的投料量,也是必须严格掌据的重要方面。

③、防止跑料、溢料和冲料措施:化工生产中发生跑料、溢料和冲料是操作人员粗心大意和误操作而造成的。一旦易燃、易爆物料大量跑料、溢料和冲料,有可能会引起火灾爆炸事故和环境污染事故。因此,严格厂规、厂纪并按工艺操作规程操作,及时进行巡回检查和及

时调节控制,是完全可以避免事故的发生。

一旦发生跑料、溢料、冲料事故,应冷静对待,查明原因,对症处理,情况严重要及时报告,切断一切着火源,绝不要惊慌失措而无从着手,结果酿成大祸。 ④、紧急情况停车处理措施:

当发生突然停电、停汽、停水、火灾爆炸、严重自然灾害等紧急

情况时,操作人员必须沉着冷静,密切观察系统设备运行和温度、压力的变化情况,正确判断及时排除险情,防止事故扩大,情况危急及时报告,一定要首先确保人员安全。

3、安全保护装置措施:为避免人员操作控制和观察判断的失误,确保生产的安全。根据工艺过程的危险性和安全要求,可分别选用符合规定要求的安全装置,如阻火装置(安全液封、阻火器和单向阀)、防爆泄压设施(安全阀、爆破膜‘片’、防爆门和放空管等)、消防设施(如各种灭火剂水、水蒸汽、泡沫液、二氧化碳、氮气、干粉和其它灭火设施)等。安全保护装置,效果好且安全可靠,应尽量安装使用。

①、信号报警:利用声、光等信号,当反应温度、压力、液位、爆炸极限等超过正常操作控制值时,报警系统就会发出声、光信号及时报警。如温度、压力、超限、防爆、防盗报警器等

②、保险装置:当系统出现不正常情况有发生危险状况时,保险装置能自动地消除不正常状况。如安全阀、爆破片、限位器等

③、安全联锁:对系统某个部位和对整个系统安全有特殊要求的,

为确保生产操作万无一失,防止操作失误而设置的安全联锁装置。联锁装置有机械和电气(电脑程序控制)等几种。 4、做好清洁文明生产工作措施:

清洁文明生产有二种含义,一是要做好清洁生产,二是要做好文明生产。

清洁生产工作一定要从源头抓起,从项目的引进、试验、设计开始就注重三废,采取先进的,在生产过程中不产生三废或少产生三废的工艺和设备,从源头对产生的三废进行控制,设法回收利用或进行无害处理。把环境污染降到最低程度。

文明生产工作就要我们在生产过程中经常保持生产场所的清洁、整齐、卫生。做到物料、生产工用具等要定量、定置存放,保持设备整齐、色泽光亮、场所宽敞、明亮、整洁,保持工作平台无杂物,楼梯、通道要畅通,以利紧急情况时的抢救和撤离。 三、限制火灾蔓延的措施

防火防爆的另一个主要措施就是限制火灾蔓延措施。就是要求厂房、仓库、储罐库等的建筑必须达到一定的耐火等级、防火安全间距、防火分割等设计要求。一旦发生火灾爆炸事故,就能最大限度的延迟火灾的蔓延,对人员的疏散,物资转移,火灾的扑救都是非常重要的保证措施。

1、厂房建筑耐火设计措施:为了有效的限制火灾蔓延减少损失,化工生产的建筑必须有一定的耐火等级(一级或二级)。即要有有效的分隔、有一定的防火间距、有足够的泄压面积和防火灭火设施,厂

房必须从设计开始采取防火防爆的综合措施。

①、耐火设计:建筑厂房按火灾爆炸危险性大小必须达到一定的耐火极限,一旦发生火灾爆炸事故,就可以有充余的时间实施抢救逃生。我国将耐火等级分为四级。一级耐火等级系指钢筋混凝土结构或砖墙与钢筋混凝土结构组成的混合结构。一般对生产、使用易燃物品的企业均要符合一级耐火设计(耐火极限达到2小时以上)。

②、防火分隔措施:合理的设计、布局并进行有效的隔离、敞开式布置是限制火灾蔓延和减少火灾爆作造成损失的重要措施。

A、防火分隔物分隔措施------对一些危险性大的易燃易爆的设备、生产(工艺反应)单元(车间、工段)、贮罐、仓库等建筑内设置耐火极限较高的耐火物进行分隔,能起到阻止火势蔓延的作用。防火分隔方法很多,主要有防火墙、防爆墙、防火门、防火堤、防火带、防火卷帘等。使火灾爆炸控制在一定范围内,阻止火势的蔓延。

B、防火间距措施:为了防止火灾向邻近建筑物蔓延,减少爆炸火灾所造成的损失。确保建筑物与建筑物、设备与设备、物与物……等有一定的安全防火间距。(即相邻的建筑物、设备、物品在热辐射作用下,20分钟内无扑救措施,不被引燃的距离,称为安全防火间距)

③、防爆泄压措施:爆炸会产生极高的压力,破坏建筑物和设备,造成厂房倒塌,设备损毁,人员伤亡。要减少爆炸所产生的高压危害,最有效的措施就是主动的泄压。

a、建筑物的泄压-----建筑物的泄压,就是使爆炸的瞬间所产生

的压力,能由建筑物的泄压施迅速的向外泄出,降低爆炸所产生的高压,以保护建筑结构不受到重大的破坏,减少人员的伤亡。因此,确保建筑的泄爆面积,对从事化工生产的企业尤为重要。

一般将轻质屋顶、轻质墙体和易于脱落破碎的门窗等均可作为泄压面积。(一般危险厂房泄压面积与厂房容积之比在0.05-0.1平方米/立方米,对危险大的厂房泄压比在0.2平方米/立方米以上)

另外,作为泄压的一面必须向外,绝不能将室内隔墙改作泄压面。

b、设备、容器的防爆泄压------防爆设施有安全阀、爆破膜(片)、防爆门和放空管等。

安全阀主要用于防止物理爆炸。

爆破片(防爆膜)主要用于防止化学爆作。 防爆门和防爆爆球主要用于加热炉上。

放空管用来紧急排泄有超温、超压、爆聚和分解爆炸的物料。在设计

时要取最大值,不能太小。

c、敞开式布置措施:对一些特别危险的易燃易爆的生产设备、和工艺装置,进行敞开式布置,建筑物不予封闭,四面通风,设备与设备保持一定的安全间距,对安全生产防火防爆是非常有利的(注意环保问题)。如果设备和工艺装置发生跑、冒、滴、漏现象时,由于敞开式布置,通风性能好,危险性气体不易积聚而形成爆炸性混合物,也不易发生人员中毒和职业危害,发生事故的危险就会降低。一旦发

生爆炸事故,可以大大减少爆炸的威力和损失。

④、阻火措施:防止外部火焰窜入有火灾爆炸危险的设备、容器、管道或阻止火焰在设备和管道间的蔓延作用,主要有阻火器、安全水封、阻火闸门和单向阀等。

a、阻火器-----是利用管子直经或流通孔隙减小到一定程度,火焰就不能蔓延的原理制成的。(它里面有全属网、砾石和波纹金属片等形式)

b、安全液封-----就是将液体封在进出管(或沟)中间,使液封二侧的任何一侧着火,火焰都将在液封处被熄灭或阻止火焰蔓延。

C、阻火闸门-----阻火闸门是为了防止火焰沿通风管道蔓延而设置的。

d、火星熄灭器------火星熄灭器也叫防火帽。 e、单向阀-----控制火焰漫延方向,阻断火焰倒回。

⑤、消防灭火措施: 按照国家消防灭火规范要求,根据消防技术水平、生产工艺流程、原材物料产品的性质、建筑结构选择合适的灭火剂和灭火器材,喷水或喷水蒸汽灭火。

⑥、安全教育措施:对化工生产工艺和设备要制定严密的安全操作规程,对职工加强安全教育,提高安全素质,减少“三违”,使职工做到“三不伤害”和“三懂三会”(即懂得自救逃生常识、懂得火灾的预防措施、懂得扑救一般火灾的办法;会报警、会使用灭火器、会扑救初起火灾)。一旦发生火灾,职工就会发挥自身的主观能动作用,运用学到的知识进行扑救灭火,控制火灾蔓延。

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