《化工安全概论》

1、SECMINSECMINSECMINSECMINSECMINSECMINSECMINSECMINSECMINSECMINSECMIN第四章 燃烧和爆炸与防火防爆 安全技术 主讲人：净萌萌 第三组组员: 向军侠，陈月娟，李苗， 刘姣姣，杨娜，齐芳萍本节目录本节目录第 九 节 火灾爆炸危险与防火防爆措施第 十 节 有火灾爆炸危险物质的加工处理第十一节 燃烧爆炸敏感性工艺参数的控制第十二节 火灾和爆炸的局限化措施第十三节 灭火剂与灭火设施火灾爆炸危险与防火防爆措施 一 物料的火灾爆炸危险1气体气体气体火灾爆炸危险性的主要指标是爆炸极限和自燃点气体火灾爆炸危险性的主要指标是爆炸极限和自燃点气体的爆炸极

2、限越宽，爆炸下限越低，火灾爆炸的危险性越大。气体的爆炸极限越宽，爆炸下限越低，火灾爆炸的危险性越大。气体的自燃点越低，越容易起火，火灾爆炸的危险性就越大。气体的自燃点越低，越容易起火，火灾爆炸的危险性就越大。另外气体的温度另外气体的温度、压力和扩散性对火灾爆炸危险性也有重要影响、压力和扩散性对火灾爆炸危险性也有重要影响2 2 液体液体液体火灾爆炸危险性的主要指标是闪电和爆炸极限液体火灾爆炸危险性的主要指标是闪电和爆炸极限闪电越低，液体越容易起火燃烧，燃烧爆炸危险性也越大。闪电越低，液体越容易起火燃烧，燃烧爆炸危险性也越大。液体的爆炸极限与气体类似液体的爆炸极限与气体类似另外，液体的沸点、化学结

3、构和相对分子质量对火灾爆炸危险性也有一定影响。另外，液体的沸点、化学结构和相对分子质量对火灾爆炸危险性也有一定影响。3 3 固体固体固体的火灾爆炸危险性主要取决于固体的熔点、着火点、自燃点固体的火灾爆炸危险性主要取决于固体的熔点、着火点、自燃点比表面积和热分解性能。比表面积和热分解性能。固体物质的氧化燃烧是从固体表面开始的，所以固体的比表面积越大，和空气中固体物质的氧化燃烧是从固体表面开始的，所以固体的比表面积越大，和空气中氧的接触机会越多，燃烧的危险性越大。氧的接触机会越多，燃烧的危险性越大。二二 化学反应的火灾爆炸危险化学反应的火灾爆炸危险1 1 氧化反应氧化反应 所有含有碳和氢的有机物质

4、都是可燃的，特别是沸所有含有碳和氢的有机物质都是可燃的，特别是沸点较低的液体被认为有严重的火险。（汽油类、石蜡油点较低的液体被认为有严重的火险。（汽油类、石蜡油类、类、醚类、醇类、酮类等有机化合物）醚类、醇类、酮类等有机化合物） 在通常工业条件下易于起火的物质被认为具有严重在通常工业条件下易于起火的物质被认为具有严重的火险（粉状金属、硼化氢、磷化氢等自燃性物质、闪的火险（粉状金属、硼化氢、磷化氢等自燃性物质、闪点等于或低于点等于或低于2828的液体以及易燃气体）的液体以及易燃气体）2 2 水敏性反应水敏性反应 许多物质与水、水蒸气或水溶液发生放热反应，释放许多物质与水、水蒸气或水溶液发生放热反

5、应，释放出易燃或爆炸性气体（锂、钠、钾、钙、铷、铯以上金出易燃或爆炸性气体（锂、钠、钾、钙、铷、铯以上金属的合金或汞齐、氢化物、氮化物、硫化物属的合金或汞齐、氢化物、氮化物、硫化物）3 3 酸敏性反应酸敏性反应 许多物质与酸和酸蒸气发生放热反应，释放出氢气和许多物质与酸和酸蒸气发生放热反应，释放出氢气和其他易燃或爆炸性气体（前述的除酸酐和浓酸以外的水其他易燃或爆炸性气体（前述的除酸酐和浓酸以外的水敏性物质，金属和结构合金，砷、硒、碲和氰化物）敏性物质，金属和结构合金，砷、硒、碲和氰化物）三三 工艺装置的火灾爆炸危险工艺装置的火灾爆炸危险1 1 装置不适当装置不适当 高压装置中高温、低温部分材料

6、不适当高压装置中高温、低温部分材料不适当 接头结构和材料不适当接头结构和材料不适当 有易使可燃物着火的电力装置有易使可燃物着火的电力装置 防静电措施不够防静电措施不够 装置开始运转时无法预料的影响装置开始运转时无法预料的影响2 2 操作失误操作失误 阀门的误开或误关阀门的误开或误关 燃烧装置点火不当燃烧装置点火不当 违规使用明火违规使用明火3 3 装置故障装置故障 储罐、容器、配管的破损储罐、容器、配管的破损 泵和机械的故障泵和机械的故障 测量和控制仪表的故障测量和控制仪表的故障4 4 不停车检修不停车检修 切断配管连接部位时发生无法控制的泄漏切断配管连接部位时发生无法控制的泄漏 破损配管没有

7、修复，在压力下降的条件下恢复运转破损配管没有修复，在压力下降的条件下恢复运转 在加压条件下，某一物体掉到装置的脆弱部分而发生破裂在加压条件下，某一物体掉到装置的脆弱部分而发生破裂不知装置中有压力而误将配管从装置上断开不知装置中有压力而误将配管从装置上断开5 5 异常化学反应异常化学反应 反应物质匹配不当反应物质匹配不当 不正常的聚合、分解不正常的聚合、分解 安全装置不合理安全装置不合理四四 防火防爆措施防火防爆措施 防火防爆的基本目的：把人员伤亡和财产损失降至最低防火防爆的基本目的：把人员伤亡和财产损失降至最低限度限度 防火防爆的基本原则：预防发生、限制扩大、灭火熄曝防火防爆的基本原则：预防发

8、生、限制扩大、灭火熄曝1 1 易燃易爆物质的安全处理易燃易爆物质的安全处理 措施：措施： 限制易燃气体组分的浓度在爆炸下限以下或爆炸上限以上限制易燃气体组分的浓度在爆炸下限以下或爆炸上限以上 用惰性气体取代空气用惰性气体取代空气 把氧气浓度降至极限值一下把氧气浓度降至极限值一下易燃易爆液体易燃易爆液体措施：措施： 在液体之上施加惰性气体覆盖在液体之上施加惰性气体覆盖 降低加工温度，保持较低的蒸气压，使其无法达到降低加工温度，保持较低的蒸气压，使其无法达到爆炸浓度爆炸浓度易燃易爆固体易燃易爆固体措施：措施： 粉碎粉碎、研磨、筛分时，施加惰性气体覆盖、研磨、筛分时，施加惰性气体覆盖 加工设备配置充

9、分的降温措施，迅速移除摩擦热、加工设备配置充分的降温措施，迅速移除摩擦热、撞击热撞击热 加工场所配置良好的通风设施，使易燃粉尘迅速排加工场所配置良好的通风设施，使易燃粉尘迅速排除不至于达到爆炸浓度除不至于达到爆炸浓度2 2 点火源的安全控制点火源的安全控制明火明火 加热易燃液体时，应尽量避免采用明火，而采用蒸加热易燃液体时，应尽量避免采用明火，而采用蒸汽、过热水和其他热载体加热。如果必须采用明火，设汽、过热水和其他热载体加热。如果必须采用明火，设备应该严格密闭，燃烧室与设备应该隔离设置。在有火备应该严格密闭，燃烧室与设备应该隔离设置。在有火灾爆炸危险的场所，不得使用普通电灯照明，必须采用灾爆炸

10、危险的场所，不得使用普通电灯照明，必须采用防爆照明电器。防爆照明电器。摩擦与撞击摩擦与撞击 在化工行业中，摩擦与撞击是许多火灾和爆炸的重在化工行业中，摩擦与撞击是许多火灾和爆炸的重要原因。要原因。 机器上的轴承等转动部分摩擦发热起火。措施：机器上的轴承等转动部分摩擦发热起火。措施：机器轴承要及时加油，保持润滑，并经常清除附着的可机器轴承要及时加油，保持润滑，并经常清除附着的可燃污垢。燃污垢。 金属零件和螺钉等落入粉碎机、提升机、反应器金属零件和螺钉等落入粉碎机、提升机、反应器等设备内，由于铁器和机件撞击起火。措施：铅、铜和等设备内，由于铁器和机件撞击起火。措施：铅、铜和铝都不发生火花，而铝都不

11、发生火花，而青铜的硬度不逊于钢。所以应该青铜的硬度不逊于钢。所以应该使用使用青铜和镀铜钢的工具。青铜和镀铜钢的工具。 铁器工具与混凝土地面撞击产生火花。措施：搬铁器工具与混凝土地面撞击产生火花。措施：搬运盛装易燃液体或气体的金属容器时，不要抛掷、拖拉、运盛装易燃液体或气体的金属容器时，不要抛掷、拖拉、震动，防止互相撞击，以免产生火花。震动，防止互相撞击，以免产生火花。高温热表面高温热表面 加热装置、高温物料输送管道和机泵等，其表面温加热装置、高温物料输送管道和机泵等，其表面温度都比较高，应防止可燃物落于其上而着火。度都比较高，应防止可燃物落于其上而着火。 措施：可燃物的排放口应远离高温热表面。

12、如果高措施：可燃物的排放口应远离高温热表面。如果高温设备和管道与可燃物装置比较接近，高温热表面应该温设备和管道与可燃物装置比较接近，高温热表面应该有隔热措施。有隔热措施。电器火花电器火花 电气设备所引起的火灾爆炸事故，多由电弧、电火电气设备所引起的火灾爆炸事故，多由电弧、电火花、电热或漏电造成。花、电热或漏电造成。 措施：把电气设备安装在危险场所以外或零室隔离。措施：把电气设备安装在危险场所以外或零室隔离。在火灾爆炸危险场所，应尽量少用携带式电气设备。在火灾爆炸危险场所，应尽量少用携带式电气设备。 第十节有关火灾爆炸危险物质的加工处理为了防火防爆安全，对火灾爆炸危险比较大的物料，应该采取安全措

13、施。1.要考虑通过工艺的改进，用危险性小的物料代替火灾爆炸危险性比较大 的物料。2.若不具备上述条件，则应该根据物料的燃烧爆炸性能采取形影的措施。 比如：密闭或通风、惰性介质保护、降低物料蒸汽浓度、减压操作 以及其他能提高安全性的操作。具体操作如下：具体操作如下： 一、用难燃溶剂代替可燃溶剂；一、用难燃溶剂代替可燃溶剂； （1）萃取、吸收等，采用多为易燃有机溶剂; (2) 用燃烧性能较差的溶剂代替易燃溶剂，会有显著改善 操作的安全性。 （3）选择燃烧危险性较小的液体溶剂，沸点和蒸汽压数据是重要依据。 （4）许多情况下，可以用不然液体代替可燃液体，这类液体有氯的甲烷及乙烯衍生物。 二、根据燃烧性

14、物质的特性分别处理；二、根据燃烧性物质的特性分别处理；遇空气或水燃烧的物质，要隔绝空气或采取防水、防潮措施；2、以及遇酸和碱有分解爆炸危险的物质，要防止与酸碱接触；3、对机械作用比较敏感的 物质要轻拿轻放。4、燃烧性液体和气体，应该根据他们的密度考虑适宜的排污方法 ； ，加工和储存时要通风散热降温，以防其自燃6、对于自然点较高的物质，要避免火花及明火，以达到其防火目的三、密闭和通风设置三、密闭和通风设置危险因素 易燃气体蒸汽或可燃粉尘泄露与空气混合形成爆炸性混合物； 设备管道密封不良，正压操作和负压操作都会引起可燃物的爆炸；1. 容器破裂造成爆炸解决措施 设备应该密闭，特别是带压设备更需要保持

15、密闭性； 在投产和检验时，应检查其密闭性和耐压程度；1. 选择合适的容器盛储压缩气体，和压缩液体。四、惰性介质的惰性和稀释作用；四、惰性介质的惰性和稀释作用； 惰性气体保护作用（惰性气体稀释可燃气体，蒸汽和粉尘的可燃性混合物，以抑制其燃烧或爆炸） 惰性气体用量 (在易燃物料的加工中，惰性气体的用量取决于系统中氧的最高允许浓度）(看书上的表格） Vx=Vx惰性气体用量；惰性气体用量；O-氧的最高允许含量；氧的最高允许含量；O-惰性气体中的氧含量惰性气体中的氧含量21OOO减压操作减压操作 化工物料的干燥，许多是从湿物料中蒸发出其中的易燃溶剂，如果易燃溶剂容器蒸汽在爆炸下限以下的浓度范围，便不会引

16、发燃烧或爆炸。为了满足上述条件，这类物料的干燥，一般是在负压下操作一般是在负压下操作。 文献中的爆炸极限数据多为20摄氏度，0.101325兆帕下的体积分数，所以有爆炸下限不难计算出溶剂蒸汽的分压，如果干燥压力在此分压以下，便不会发生燃烧或爆炸。 减压操作应用的实质实质是爆炸下限下的质量浓度。燃烧爆炸性物料的处理燃烧爆炸性物料的处理 1、（危险）化学工业的污水中，往往混有易燃物质或可燃物质，下水系统可能发生燃烧爆炸事故，（措施）对易燃或可燃物质排放必须严格控制。 举例有：苯和汽油等有机物的废液放入下水道，因为这类溶剂在水中的溶解度很小，而且密度比水小，浮于水面之上，形成一种易燃蒸汽，遇火发生燃

17、烧或爆炸。后果严重。 2、性质互相抵触的不同废水易发生化学反应，若排入同一下水道，导致事故的发生。 举例有:硫化碱废液与酸性废水反应产生硫化氢，造成中毒或者爆炸。第十一节 燃烧爆炸敏感性工艺参数的控制一、反应温度的控制 温度是化学工业生产的主要控制参数之一。各种化学反应都有其最适宜的温度范围，正确控制反应温度不但可以保证产品的质量，而且也是防火防爆所必须的。1.移出反应热 化学反应总是伴随着热效应，放出或吸收一定的热量。大多数反应，如各种有机物的氧化反应、卤化反应、水合反应、络合反应等都是放热反应。为了使反应能在一定条件下进行，必须从反应系统中移出一定的热量，以免因过热而引起爆炸。 温度控制可

18、以靠介质的流动移走反应热来实现。移走反应热的方法有：夹套冷却，内蛇管冷却、或两者兼用，还有稀释回流冷却、惰性气体循环冷却等。还可以采用一些特殊结构的反应器或在工艺上采取一些措施，达到移走反应热控制温度的目的， 2.传热介质选择 传热介质，即热载体，常用的有水、水蒸气、碳氢化合物、熔盐、汞和熔融金属、烟道等气体。充分了解传热介质的性质，进行正确选择 ，对传 热过程安全十分重要。（1）避免使用性质与反应物料相抵触的介质（2）防止传热面结垢（3）传热介质使用安全3.热不稳定性物质的处理 在化工生产过程中，对不稳定物质的的温度控制十分重要对热不稳定性物质要特别注意降温和隔热措施。对能生成过氧化物的物质

19、，在加热之前应该除去。热不稳定性物质的贮存温度应该控制在安全限度之内。二、物料配比和投料速率控制1.物料配比控制 在化工生产中，物料配比十分重要，这不仅决定着反应进程和产品质量，而且对安全也有着重要影响。 催化剂对化学反应速率影响很大，如果催化剂过量，就有可能发生危险。可燃或易燃物料与氧化剂的反应，要严格控制氧化剂的投料速率和投料量。对于能形成爆炸性混合物的生产，物料配比应严格控制在爆炸极限以外。2.投料速率控制 对于放热反应，投料速率不能超过设备的传热能力，否则，物料温度将会急剧升高，引起物料的分解、突沸，造成事故。投料速度过快，除影响反应速度外，也可能造成尾气吸收不完全，引起毒性和可燃气体

20、外逸。 三、物料成分和过反应的控制 对许多化学反应，由于反应物料中危险杂质的增加会导致副反应或过反应，引起燃烧和爆炸事故。对于化工染料和产品，纯度和成分是质量要求的重要指标，对生产和管理安全也有着重要影响。 反应原料气中，如果其中含有有害气体不除干净，在物料循环过程中会不断积累，最终会导致燃烧或爆炸事故的发生。清除有害气体，可以采用吸收的方法，也可以在工艺上采取措施，使之无法积累。 许多过反应的生成物是不稳定的，容易造成事故，所以在反应过程中要防止过反应的发生。 四、自动控制系统和安全保险装置1.自动控制系统 按其功能可以分为四类：自动检测系统、自动调节系统、自动操纵系统、自动讯号连锁是保护系

21、统。 化工自动化系统，大多数是对连续变化的参数，如温度、压力、流量、液位等进行自动调节，但是还有一些参数，需要按一定的时间间隔做周期性变化，这样就需要对调节设施如阀门等做周期性的切换。上述操作一般是靠程序控制来完成的。2.信号报警、保险装置和安全联锁 在化学工业生产中，可配置信号报警装置，情况失常时发出警告，以便及时采取措施消除隐患。报警装置与测量仪表连接，用声、光或颜色示警。 信号装置只能提醒人们事故正在形成或即将发生，但不能自动排除事故。而保险装置则能在危险状态下自动消除危险状态。安全联锁就是利用机械或电气控制依次接通各个仪器和设备，使之彼此发生联系，达到安全运行的目的。整理ppt第十二节

22、第十二节 火灾和爆炸的局限化措施火灾和爆炸的局限化措施一、火灾爆炸局限化概述 1.在化工生产中，火灾爆炸事故一旦发生，就必须采取局限化措施，限制事故蔓延和扩散，把损失降低到最低限度 2.火灾爆炸局限化措施应从：工艺装置的布局、建筑结构以及防火区域的划分考虑；从投资方面考虑，布局越紧凑越好，但要留有必要的防火间距二、安全装置和局限化设施1.安全装置一般安全装置： 成分控制装置 温度控制装置 火源切断装置异常抑制装置： 防止火焰传播的装置 控制聚合和分解的装置 预防着火的装置2.局限化设施局限化设施包括： 泄压 截流 应急设施3.阻火防爆设施1阻火设备 安全液封，阻火器和单向阀等。其作用是防止外部

23、火焰窜入有爆炸危险的设备、容器和管道，或阻止火焰在设备和管道间蔓延和扩散2防爆泄压设施 安全阀，爆破片，防爆门和放空管等三、火灾爆炸局限化布局和措施1.局限化工厂布局在化学工业中，对于危险性较大的化工装置，应采取隔离安装和远距离操纵等措施。为了避免易燃有害气体的扩散，减少因设备泄露造成的易燃气体积聚的危险性，这类装置或设备应尽可能露天或半露天设置2.防爆泄压措施通常在具有爆炸危险的厂房设置轻质板的屋顶、外墙和泄压窗，发生爆炸时这些薄弱部位首先遭受爆破，卸掉爆炸压力，从而使承重结构免遭倒塌破坏泄露的3.阻止火灾爆炸扩大化措施为了避免爆炸灾害的扩大，在有爆炸危险和无爆炸危险的装置间以及具有较大爆炸危险的设备周围，要设置防爆墙、壁障等，阻止爆炸飞散物、火焰和冲击波的袭击四、可燃物泄露的预防措施1.泄露的类型：设备向大气泄露 设备内部泄露