氣體防護技術(shù)

1、第一節(jié) 煤 氣 一、工業(yè)生產(chǎn)中常用煤氣及其成分 二、煤氣的理化性能 三、煤氣危害、預(yù)防及事故處理 四、煤氣設(shè)施的使用、維護與檢修第二節(jié) 氧 氣 一、氧氣的性質(zhì) 二、氧氣在工業(yè)中的應(yīng)用 三、氧氣的危害 四、氧氣危害的控制第三節(jié) 氮 氣 一、氮氣的性質(zhì) 二、氮氣在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用 三、氮氣的危害 四、氮氣危害的控制第四節(jié) 氫 氣 一、氫氣的性質(zhì)和危害 二、氫氣的用途 三、氫氣危害的控制一、工業(yè)生產(chǎn)中常用的煤氣及其成分 工業(yè)生產(chǎn)中常用的煤氣及其成分如表3所示。表3 常見煤氣及其成分 成份煤氣種類COCO2H2N2O2CmHnH其他焦?fàn)t煤氣581.5 3 55 603 50.4 0.82 423 28

2、發(fā)生爐煤氣23 275 810 1848 600.15 0.50.1 20.3 1.3連續(xù)式直立炭化爐煤氣11 125 5.548 526.5 100.52 318 21高爐煤氣23 30 16 182 451 560.810.2 0.5轉(zhuǎn)爐煤氣60 70 15 201.510 2018%，方可動火。 6、加壓機或抽氣機前的煤氣設(shè)施應(yīng)定期檢驗壁厚，若壁厚小于安全限度，必須采取措施才能繼續(xù)使用。 7、打開煤氣加壓機、脫硫、凈化和貯存等煤氣系統(tǒng)設(shè)備和管道時，必須采取防止硫化物等自燃的措施。 8、檢修電除塵器，要辦理檢修許可證，采取安全停電的措施。靜電除塵器檢查或檢修前，一定要斷開電源，使電暈極接地

3、放電，除塵器外殼應(yīng)與電暈極連接。檢修時，電除電器與整流室應(yīng)有聯(lián)系信號。 9、進入煤氣設(shè)備內(nèi)部工作，所用照明電壓不得超過12V。第二節(jié) 氧氣一、氧氣的性質(zhì)一、氧氣的性質(zhì) 氧在自然界廣泛存在。它們游離態(tài)存在于空氣中，容積比例為20.93%；它們化合態(tài)存在于水、各種礦物和巖石以及一切動、植物體內(nèi)。 氧是無色、無味、無嗅的氣體。分子式為O2，分子量為31.9988。比空氣重，標準狀態(tài)下密度為1.429kg/m3。沸點為-182.98，液氧系天藍色、透明、易流動液體。熔點為-218.4，固態(tài)氧為藍色結(jié)晶。氧能溶于水，0時水中能溶氧的體積是4.9%。氧具有磁感性。 氧具有極大的化學(xué)活性。純氧中進行的氧化反

4、應(yīng)異常激烈，同時放出大量熱，達到極高的溫度。二、氧氣在工業(yè)中的應(yīng)用二、氧氣在工業(yè)中的應(yīng)用 1、鋼鐵工業(yè)中用于轉(zhuǎn)爐頂?shù)状禑掍?、高爐富氧鼓風(fēng)、電爐吹氧煉鋼、鋼坯自動火焰清理、廢鋼切割加工、燒出鋼（鐵、渣）口、檢修用氧等。 2、化肥工業(yè)中用氧氣作重油、煤粉的氣化劑和原料氣的氧化劑。 3、有色冶金工業(yè)中用于吹氧煉銅、煉鋁、提鉛等。 4、國防工業(yè)中，液氧加液氫是現(xiàn)代火箭的優(yōu)質(zhì)燃料。 5、化學(xué)工業(yè)中用作有機化工生產(chǎn)的氧化劑，如制酸用氧、紙漿漂白、加氧造氣、吹氧生產(chǎn)黃磷、用氧裂解原油等。 6、其它。如醫(yī)療上用氧，用氧凈化污水，高原作業(yè)用氧等。 三、氧氣的危害三、氧氣的危害 氧氣的危害主要源于其極強的化學(xué)活性

5、。一切可燃物品都可以在氧環(huán)境里燃燒。氫、乙炔、煤氣、天然氣等按一定比例與氧（或空氣）混合后遇激發(fā)能源容易引起爆炸。還應(yīng)指出，這些危害會隨著氧氣的純度提高、壓力增大而增加。如氫氣在空氣中爆炸極限是4.074.5%，在氧氣中則是4.094.0%；又如鑄鐵甚至碳素鋼等在空氣中不能被燒著的物品在氧氣中也能燃燒，許多油脂與壓縮氧氣接觸還可能發(fā)生自燃。 液態(tài)氧氣溫度大大低于常溫，其極容易氣化，而液氧氣化后體積將擴大800倍，因此，液氧在運輸、貯存過程中還可能引起物理爆炸事故。 下面是一些典型事故案例。 其一，遼寧撫順石化公司洗滌劑化工廠，1997年5月16日，6000m3/h制氧機發(fā)生一起嚴重的空分爆炸事

6、故。主冷及上塔炸毀，廠房墻板塌落，鋼結(jié)構(gòu)框架傾斜，沖擊波影響達500m遠，炸死職工3人，重傷3人，輕傷100余人，一塊鋼板飛出400多米遠，將鄰廠一名職工砸死，經(jīng)濟損失達400余萬元。事故原因是：空分裝置附近有一套化工裝置因故停車，放散大量甲烷等碳氫化合物，被位于下風(fēng)向的空分裝置全部吸收，造成液氧中碳氫化合物嚴重超標，過飽和析出，沖擊引爆。液氧中乙炔及碳氫化合物的安全監(jiān)測不落實，1991年設(shè)備投產(chǎn)初期每天堅持檢測，后改為一周一次，再后一周都難檢測一次。1%液氧連續(xù)排放也未進行。職工安全意識不強，技術(shù)素質(zhì)低下。附近化工裝置因故停車大量排放甲烷等碳氫化合物，也未引起注意，因而導(dǎo)致這次事故的發(fā)生。

7、其二，武鋼二煉鋼廠，1982年5月11日9時55分，2#轉(zhuǎn)爐檢修，該廠檢修車間青年焊工徐某，進入固定煙罩內(nèi)，用電焊補焊氮封口水套時，突然起火被燒死，掄救者燒傷一人。經(jīng)檢查，雖然轉(zhuǎn)爐吹氧管已提上去，但由于閥門關(guān)不嚴，泄漏大量氧氣，施焊區(qū)氧氣濃度過大所致。這說明采用優(yōu)質(zhì)氧氣閥門和加強其維護管理的重要，在氧氣區(qū)域施焊，特別是不能通風(fēng)的地方，必須先化驗氧氣濃度和加強通風(fēng)，氧氣含量小于23%O2方準許動火。 其三， 1985年10月28日，天津鋼廠二煉鋼新擴建的Dg250氧氣管道，在開啟閘板閥送氧時，發(fā)生一起燃爆惡性事故；當(dāng)場死亡9人，閘閥下部及閥后45m、閥前近1m管道全部燒熔，切斷氧氣來源后才熄火。

8、事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，設(shè)計、施工、操作、管理上均存在一系列違章現(xiàn)象，非常典型，教訓(xùn)慘重。設(shè)計上：閥門選用了禁忌的閘板閥；管件選型與制作不合理，采用了蝦米腰彎頭，法蘭與管道采用套焊，焊接處有凹臺，焊縫不平整、不連續(xù)，殘留焊渣；異徑管采用縱向多條焊縫拼成，未焊透，內(nèi)部有溝槽，寬窄、高低不一；閘閥前后均為普通碳素鋼管；管道無安全接地裝置；放散閥設(shè)在廠房內(nèi)。施工上：新安裝氧氣管道未進行除銹，嚴重違章；沒嚴格脫脂，施焊未用氬弧焊打底，質(zhì)量差，焊渣未清除，局部未焊透，所有焊縫未經(jīng)探傷檢查；氧氣管道投用前未 進行嚴格吹掃，事故后檢查還發(fā)現(xiàn)不少氧化鐵、焊渣及異物，甚至取出一個長190mm的鉗子毛坯；壓力表未選用氧氣專

9、用表，絲扣聯(lián)接處還發(fā)現(xiàn)油脂痕跡。操作管理上：送氧沒有完善可靠的方案，沒有防范措施，是盲目送氧；Dg250閘板閥，在閥前氧氣壓力1.6MPa、閥后氧氣壓力為0的大壓差下開啟，氧氣流速過大；氧氣干管頂端的放散閥處于開啟狀態(tài)送氧，造成不能升壓，氧氣長時間處在大壓差高流速運行，造成溫升。此次事故是由上述多方面因素造成的，但管道中存在大量鐵銹、焊渣、異物等固體雜質(zhì)及氧氣帶動這些雜質(zhì)在閘閥閥板與閥底之間高速流動是事故的根本原因。經(jīng)計算氧氣流速接近當(dāng)?shù)匾羲?24m/s。管道中的鐵銹等雜質(zhì)隨著高速氧氣流與閥門及管道壁發(fā)生強烈摩擦、碰撞，使其內(nèi)部局部過熱達到燃點，引起燃燒爆炸。 其四， 1989年4月，寶鋼能源

10、部一臺水浴式液氧蒸發(fā)器在正常運行中，氧氣出口集合管發(fā)生爆裂，裂口長度1.2m，最寬處0.5m，將水池上部所蓋瓦楞鐵皮沖翻并移位5m，現(xiàn)場無人，未造成傷害。氧氣出口集合管裂口與裂紋均發(fā)生在外表面氣水分界面處，內(nèi)表面與其它部位均無裂紋。金相檢查，裂紋沿晶界分布，表面呈龜裂狀，屬典型應(yīng)力腐蝕破壞。分析主要原因有二：一是該集合管所用材質(zhì)是奧氏體不銹鋼，對氯離子的腐蝕作用很敏感，要求水浴氯離子濃度一般應(yīng)低于2010-6，而實際用的自來水氯離子濃度高于4010-6。二是出口集合管，按設(shè)計要求應(yīng)是全浸入水中，實際上其上部露出水面約80100mm，由于大氣與水的傳熱 特性存在較大差異，集合管處于非同一環(huán)境下工

11、作，產(chǎn)生溫度應(yīng)力破壞。這兩個原因中前者是最主要的，這是一起應(yīng)力腐蝕造成的典型物理性爆炸事故。四、氧氣危害的控制四、氧氣危害的控制 （一）氧氣生產(chǎn)過程中的危害控制 1、制氧站應(yīng)在工廠常年風(fēng)頻方向的上風(fēng)側(cè)，距乙炔發(fā)生站300m以上。制氧站吸風(fēng)口附近嚴禁存放乙炔發(fā)生器或亂倒電石渣。全低壓空分、吸風(fēng)口處空氣中乙炔極限含量為0.510-6。制氧站應(yīng)符合建筑設(shè)計防火規(guī)范的有關(guān)要求。 2、對于與小型制氧機配套的活塞式空壓機和膨脹機，要嚴格控制氣缸潤滑油量和排氣溫度，勤排放油水，防止油氣進入空分，防止高溫積炭并帶入空分。要加強壓縮空氣中油的分離與過濾，精餾塔、吸附器及換熱器，應(yīng)根據(jù)需要定期排放、吹刷和清洗。帶

12、油嚴重者應(yīng)縮短周期。 3、按要求設(shè)置液空吸附器、液氧吸附器和循環(huán)液氧泵。各類吸附器均須定期再生，活化使用。循環(huán)液氧泵要精心維護、長期連續(xù)使用。 4、定期進行液空、液氧中乙炔等碳氫化合物和油脂等含量的分析，并測定總碳量，嚴格控制在規(guī)定范圍內(nèi)（1.680.11.6120.1按允許壓力降確定 （4）氫氣管道的法蘭和墊片應(yīng)符合表3的要求。表3 氫氣管道法蘭、墊片 （5）氫氣管道的連接，應(yīng)采用焊接，或用其它能切實防止泄漏的措施。 （6）氫氣管道穿過墻壁或樓板時，應(yīng)敷設(shè)在套管內(nèi)，且套管內(nèi)的管段不應(yīng)有焊縫。工作壓力(MPa)法蘭密封面型式墊片10.0凹凸式或梯形槽二號硬鋼紙板，退火紫鋼板 （7）氫氣放空管應(yīng)設(shè)阻火器，阻火器宜在管口處。 （8）氫氣管道一般不宜埋地敷設(shè)（也不宜明溝敷設(shè)）。架空敷設(shè)時應(yīng)敷在非燃燒體的支架上。并與其它管線之間保持足夠的安全距離。 （9）氫氣管道的施工和驗收應(yīng)按工業(yè)管道工程施工及驗收規(guī)范的要求及氫氣特殊性嚴格把關(guān)。 7、安全生產(chǎn)管理 （1）制氫站、供氫站內(nèi)嚴禁煙火，不準堆放易燃易爆物品，不準穿帶釘鞋及化纖和可能產(chǎn)生靜電的衣帽進入現(xiàn)場。 （2）氫氣系統(tǒng)啟用前，必須用氮氣置換系統(tǒng)內(nèi)之空氣，然后再用氫氣置換氮氣。 （3）氫氣系統(tǒng)檢修前，必須用氮氣吹除置換氮氣，經(jīng)化驗空氣中含氫量低于0.4%方準動火。 （4）制氫系統(tǒng)生產(chǎn)前要嚴格試壓查漏。 （5）氫氣一旦著火，必須立即切斷