第1章化工生產(chǎn)防火防爆技術(shù)

1、化學(xué)工業(yè)出版社 化工安全化工安全與與 環(huán)保環(huán)保編寫：智恒平穆晨霞 陸江春 第一章第一章 化工生產(chǎn)防火防爆技術(shù)化工生產(chǎn)防火防爆技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 燃燒與爆炸燃燒與爆炸 第二節(jié)第二節(jié) 防火防爆技術(shù)防火防爆技術(shù) 第三節(jié)第三節(jié) 消防滅火技消防滅火技術(shù)術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 燃燒與爆炸燃燒與爆炸一、 燃燒燃燒是可燃物質(zhì)與助燃物質(zhì)（氧或其他助燃物質(zhì)）發(fā)生的一種發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng) . 放熱放熱 燃燒特征：燃燒特征： 發(fā)光發(fā)光 生成新物質(zhì)生成新物質(zhì)燃燒發(fā)生必須同時具備以下三個條件: 1.1.可燃物；可燃物； 2.2.助燃物；助燃物； 3. 點火源。點火源。二、燃燒過程 o放熱o自行著火 o氧化分解o燃燒熔化蒸發(fā)或 分解

2、 固體加熱液體氣體蒸發(fā)物質(zhì)燃燒過程 熱積累 物質(zhì)燃燒時的溫度變化三、燃燒類型（1）閃燃和閃點 各種可燃液體的表面空間由于溫度的影響，都有一定量的蒸氣存在，這些蒸氣與空氣混合后，一旦遇到點火源就會出現(xiàn)瞬間火苗或閃光，這種現(xiàn)象稱為閃燃閃燃。 引起閃燃的最低溫度稱為閃點閃點。 閃點是液體可以引起火災(zāi)危險的最低溫度。液體的閃點越低，它的火液體的閃點越低，它的火災(zāi)危險性越大。災(zāi)危險性越大。表1-1 某些可燃液體的閃點物質(zhì)名稱閃點 / 物質(zhì)名稱閃點 / 物質(zhì)名稱閃點 / 戊烷己烷庚烷甲醇乙醇丙醇丁醇乙酸丁酯-40-21.7-41111.1152922丙酮乙醚苯甲苯二甲苯乙酸乙酸酐甲酸甲酯-19-45-11

3、.14.4304049-20乙酸甲酯乙酸乙酯氯苯二氯苯二硫化碳氰化氫汽油-10-4.42866-30-17.8-42.8（2）自燃和自燃點 可燃物質(zhì)在沒有外界火源的直接作用下，常溫中自行發(fā)熱，或由于物質(zhì)內(nèi)部的物理（如輻射、吸附等）、化學(xué)（如分解、化合等）、生物（如細(xì)菌的腐蝕作用）反應(yīng)過程所提供的熱量聚積起來，使其達到自燃溫度，從而發(fā)生自行燃燒的現(xiàn)象，叫做自燃自燃。 自燃的最低溫度，稱為自燃點自燃點。 表1-2 某些可燃物質(zhì)的自燃點物質(zhì)名稱自燃點 /物質(zhì)名稱自燃點 /物質(zhì)名稱自燃點 /二硫化碳乙醚甲醇乙醇丙醇丁醇乙酸乙酸酐乙酸甲酯丙酮甲胺10217045542240534048531547553

4、7430苯甲苯乙苯二甲苯氯苯萘汽油煤油重油原油烏洛托品555535430465590540280380425380420380530685甲烷乙烷丙烷丁烷水煤氣天然氣一氧化碳硫化氫焦?fàn)t氣氨半水煤氣 537515466365550650550650605260640630700(3) 著火和著火點 足夠的可燃物質(zhì)在有足夠的助燃物質(zhì)存在下，遇明火而引起持續(xù)燃燒的現(xiàn)象，稱為著火著火。 使可燃物發(fā)生持續(xù)燃燒的最低溫度，稱為著火點著火點，又叫燃點燃點。 表1-3 某些可燃物質(zhì)的燃點物質(zhì)名稱燃點 /物質(zhì)名稱燃點 /物質(zhì)名稱燃點 /赤磷石蠟硝酸纖維硫黃160158195180255聚丙烯醋酸纖維聚乙烯聚氯乙

5、烯400482400400吡啶有機玻璃松香樟腦48226021670問題討論問題討論 1. 可燃物、氧化劑、溫度共同存在一定燃燒嗎？ 2. 物質(zhì)在燃燒過程中，溫度將發(fā)生什么樣的變化？人為控制燃燒的關(guān)鍵在什么時期？二、爆炸二、爆炸 1爆炸的定義 爆炸是物質(zhì)發(fā)生急劇的物理、化學(xué)變化，在瞬間釋放出大量的能量并伴有巨大聲響的過程。 爆炸現(xiàn)象一般具有如下特征：1. 爆炸過程進行得很快；爆炸過程進行得很快；2.爆炸點附近壓力急劇升高，產(chǎn)生沖擊波；爆炸點附近壓力急劇升高，產(chǎn)生沖擊波；3.發(fā)出或大或小的響聲；發(fā)出或大或小的響聲；4.使周圍建筑物或者裝置發(fā)生震動或遭受破使周圍建筑物或者裝置發(fā)生震動或遭受破壞。壞

6、。 2爆炸的分類（1）物理爆炸 物理爆炸是指物質(zhì)的物理狀態(tài)發(fā)生急劇變化而引起的爆炸。 物質(zhì)的化學(xué)成分和化學(xué)性質(zhì)在物理爆炸后均不發(fā)生變化。 （2）化學(xué)爆炸 化學(xué)爆炸是指物質(zhì)發(fā)生急劇化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生高溫、高壓而引起的爆炸。 物質(zhì)的化學(xué)成分和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)爆炸后均發(fā)生了質(zhì)的變化。 （3）核爆炸 核武器或核裝置在幾微秒的瞬間釋放出大量能量的過程。 案例案例1-1 2004年，浙江省臺州市某制藥廠，發(fā)生甲苯反應(yīng)釜爆炸事故，造成二人死亡，一人受傷。事故的主要原因是某車間的液氨、甲苯等化工原料泄漏遇高溫而引發(fā)爆炸。2爆炸極限 （1）爆炸極限 可燃?xì)怏w、可燃液體的蒸氣或可燃粉塵、纖維與空氣形成的混合物遇火源會發(fā)

7、生爆炸的極限濃度稱為爆炸極限爆炸極限。 爆炸下限：在空氣中能引起爆炸的最低濃度稱為爆炸下限；爆炸上限：在空氣中能引起爆炸的最高濃度稱為爆炸上限。 混合物中可燃物濃度低于爆炸下限時，因含有過量的空氣，空氣的冷卻作用阻止了火焰的蔓延；混合物中可燃物濃度高于上限時由于空氣量不足，火焰也不能蔓延，所以，濃度低于下限或高于上限時都不會發(fā)生爆炸。只有在爆炸下限爆炸下限和爆炸上限范圍之間才有爆炸危險和爆炸上限范圍之間才有爆炸危險。 表1-4 某些常見物質(zhì)的爆炸極限物質(zhì)名稱爆炸極限/%物質(zhì)名稱爆炸極限/%下限上限下限上限氫氣氨氣一氧化碳二硫化碳乙炔氰化氫乙烯苯甲苯鄰二甲苯氯苯甲醇乙醇丙醇4.015.012.5

8、1.01.55.62.71.21.21.01.35.53.51.775.628.074.060.082.041.034.08.07.07.611.036.019.048.0丁醇甲烷乙烷丙烷丁烷甲醛乙醚丙酮汽油煤油乙酸乙酸乙酯乙酸丁酯硫化氫1.45.03.02.11.57.01.72.51.40.74.02.11.24.310.015.015.59.58.573.048.013.07.65.017.011.57.645.0 注：根據(jù)爆炸極限可以知道它們的危險程度。 案例1-2 2005年四川某高速公路隧道工程右線隧道特大瓦斯爆炸事故的直接原因是：由于掌子面處塌方，瓦斯異常涌出，致使模板臺車附近瓦

9、斯?jié)舛冗_到爆炸極限，模板臺車的配電箱附近懸掛的三芯插頭短路產(chǎn)生火花引起正在施工的隧道右洞發(fā)生瓦斯爆炸事故，共造成44人死亡，11人受傷。（2） 爆炸極限的影響因素 爆炸極限不是固定的數(shù)值，而是受一系列因素的影響而變化。影響爆炸極限的因素主要有以下幾點。 初始溫度 混合系初始溫度越高，爆炸極限范圍增大。 初始壓力 系統(tǒng)初始壓力增高，爆炸極限范圍也擴大。 惰性氣體含量 爆炸性混合物中惰性氣體含量增加，其爆炸極限范圍縮小。當(dāng)惰性氣體含量增加到某一值時，混合系不再發(fā)生爆炸。 容器 容器的材質(zhì)和尺寸對物質(zhì)爆炸極限均有影響。若容器材質(zhì)的傳熱性能好，則由于器壁的熱損失大，混合氣體的熱量難于積累，而導(dǎo)致爆炸范

10、圍變小。容器或管道直徑越小，爆炸極限范圍越小。 能源 火花能量、熱表面的面積、火源與混合物的接觸時間等，對爆炸極限均有影響。 光對爆炸極限也有影響。在黑暗中，氫與氯的反應(yīng)十分緩慢，在光照下則會發(fā)生連鎖反應(yīng)引起爆炸。問題討論問題討論1何謂爆炸極限？爆炸時會發(fā)生哪些現(xiàn)象？為何具有破壞作用？ 2爆炸性混合物的爆炸條件是什么？第二節(jié)第二節(jié) 防火防爆技術(shù)防火防爆技術(shù) 1物料的火災(zāi)危險性的評價 （1）氣體 爆炸極限和自燃點是評價氣體火災(zāi)爆炸危險的主要指標(biāo)。 （2） 液體 閃點和爆炸極限是評價液體火災(zāi)爆炸危險性的主要指標(biāo)。 （3）固體 固體的火災(zāi)爆炸危險性評價主要指標(biāo)取決于固體的熔點、著火點、自燃點、比表面

11、積及熱分解性能等。 2工藝裝置的火災(zāi)爆炸危險 化工裝置的火災(zāi)和爆炸事故，主要原因可以歸納為以下五項，各項中都包含一些小的條目。 （1）裝置有隱患 高壓裝置中高溫、低溫部分材料選型不適當(dāng)； 接頭結(jié)構(gòu)和材料選型不適當(dāng)； 有易使可燃物著火的電熱裝置； 防靜電措施不夠完善； 裝置開始運轉(zhuǎn)時無法預(yù)料的影響。（2）操作失誤 閥門的誤開或誤關(guān)； 燃燒裝置點火不當(dāng)； 違規(guī)使用明火。（3）裝置故障 貯罐容器、配管的破損； 泵和機械的故障； 測量和控制儀表的故障。 （4）不停產(chǎn)檢修設(shè)備 帶壓力切斷配管連接部位時發(fā)生無法控制的泄漏； 破損配管沒有修復(fù)，在壓力下降的條件下恢復(fù)運轉(zhuǎn)，升壓后物料泄漏； 不知裝置中有壓力，

12、而誤將配管從裝置上斷開； 在加壓條件下，某一物體掉到裝置的脆弱部分而發(fā)生破裂。 （5）異?；瘜W(xué)反應(yīng) 反應(yīng)物質(zhì)匹配不當(dāng)； 不正常的聚合、分解等； 安全裝置配備不合理或不齊全。 二、防火防爆的技術(shù)措施 案例1-3 2004年，吉林市某商廈發(fā)生特大火災(zāi)，造成54人死亡、70余人受傷?；馂?zāi)是由商廈偉業(yè)電器行雇員于某在倉庫吸煙引發(fā)。一個小小的煙頭上演了一場特大火災(zāi)事故，致使54人的生命死于火海。 由此可見，禁止和控制點火源，是防止燃燒的必要條件的形成是萬分重要的。1點火源的安全控制（1）明火（2）摩擦與撞擊產(chǎn)生的高溫與火花 （3）高溫?zé)岜砻?（4）電氣火花 2化工工藝參數(shù)的控制技術(shù) （1）溫度控制 正確

13、選用傳熱介質(zhì)，有效除去反應(yīng)熱，并要防止攪拌中斷。 （2）壓力控制 （3） 進料控制 控制進料速度 控制進料配比 控制進料順序 控制原料純度 控制進料量 3火災(zāi)爆炸危險物質(zhì)的控制 （1）根據(jù)物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)采取措施 改進工藝，盡量不使用或少使用可燃物料，以不燃物料或難燃物料代替易燃物料。 對自燃性物質(zhì)及遇水燃爆物質(zhì)，應(yīng)采取隔絕空氣、防水防潮。 遇酸堿有分解、爆炸燃燒的物質(zhì)，應(yīng)避免與酸堿接觸。 易燃、可燃?xì)怏w和液體蒸氣，采取相應(yīng)的耐壓容器和密封手段以及保溫、降溫措施。 對于易產(chǎn)生靜電的物質(zhì)，應(yīng)采取接地等防靜電措施。 （2）防爆惰化技術(shù) 惰性介質(zhì)作為保護性介質(zhì)，可以阻止可燃物質(zhì)形成爆炸條件。 易燃

14、固體物質(zhì)的粉碎、篩選處理及粉體輸送，采用惰性氣體隔離保護； 在可燃?xì)怏w或蒸氣物料系統(tǒng)中，充入惰性氣體，使系統(tǒng)保持正壓，防止形成爆炸性混合物； 將惰性氣體管路與有爆炸危險的生產(chǎn)設(shè)備、儲罐等連接起來，以防在發(fā)生爆炸危險時，用惰性氣體保護； 易燃液體利用惰性氣體進行充壓輸送； 在有爆炸危險場所中，對有引起火花危險的電器、儀表等，采用充氮氣正壓保護； 在有爆炸危險性的化工生產(chǎn)裝置上動火檢修前，用惰性氣體吹除，置換出系統(tǒng)中的可燃?xì)怏w或蒸氣，安全合格后，方可上人，或進入設(shè)備內(nèi)部進行檢查、檢修及動火； 在化工生產(chǎn)裝置中發(fā)生物料泄漏時，用惰性氣體稀釋可燃?xì)怏w。 （ 3）限制火災(zāi)爆炸的擴散和蔓延 化工生產(chǎn)中限制

15、火災(zāi)擴散和蔓延采取的主要措施有安全液封、水封井、阻火器、單向閥、阻火閘門、火星熄滅器、消防設(shè)施和器材等。 除上述設(shè)施外，危險性較大的，還可采用分區(qū)隔離、爆炸抑制、泄壓技術(shù)、設(shè)備露天安裝等方法。 （4）自動控制與安全保險裝置 自動控制系統(tǒng)主要有：自動檢測系統(tǒng)；自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)；自動操縱系統(tǒng)；自動信號連鎖和保護系統(tǒng)。 安全保險裝置主要有：信號報警；保險裝置；安全聯(lián)鎖等。 問題討論問題討論 防止化工火災(zāi)與爆炸的控制內(nèi)容主要有哪些？第三節(jié) 消防滅火技術(shù) 一、滅火原理一、滅火原理 根據(jù)燃燒三要素，可以采取除去可燃物、隔絕助燃物（氧氣）、將可燃物冷卻到燃點以下溫度等滅火措施。 1窒息法 用不燃（或難燃）物質(zhì)，

16、復(fù)蓋、包圍燃燒物，阻礙空氣（或其他氧化劑）與燃燒物接觸，使燃燒因缺少助燃物質(zhì)而停止。 2冷卻法 將滅火劑直接噴灑在燃燒著的物體上，將可燃物質(zhì)的溫度降到燃點以下以終止燃燒。 3 隔離法 將火源與火源附近的可燃物隔開，中斷可燃物質(zhì)的供給，控制火勢蔓延。 4化學(xué)抑制滅火法 使用窒息、冷卻、隔離滅火法，滅火劑不參加燃燒反應(yīng)，屬于物理滅火方法。而化學(xué)抑制滅火法則是使滅火劑參與到燃燒反應(yīng)中去，以抑制燃燒連鎖反應(yīng)進行，使燃燒中斷而滅火。 二、二、 滅火劑及其應(yīng)用滅火劑及其應(yīng)用 1. 水（及水蒸氣）水（及水蒸氣）2. 泡沫滅火劑泡沫滅火劑3.干粉滅火劑干粉滅火劑 4.鹵代烷滅火劑鹵代烷滅火劑 5.二氧化碳滅火

17、劑二氧化碳滅火劑 滅火器滅火器類型類型泡沫滅火器泡沫滅火器酸堿滅火器酸堿滅火器二氧化碳滅火器二氧化碳滅火器干粉滅火器干粉滅火器1211滅火器滅火器藥劑桶內(nèi)裝有碳酸氫鈉、發(fā)泡劑和硫酸鋁溶液碳酸氫鈉水溶液，一瓶硫酸瓶內(nèi)裝有壓縮成液體的二氧化碳鋼桶內(nèi)裝有鉀鹽（或鈉鹽）干粉并備有盛裝壓縮氣體的小鋼瓶鋼桶內(nèi)充裝二氟一氯一溴甲烷，并充填壓縮氮氣用途撲救固體物質(zhì)或其它易燃液體火災(zāi)撲救木材、紙張等一般火災(zāi)，不能撲救電氣、油類火災(zāi)撲救電氣設(shè)備、精密儀器、油類及酸類火災(zāi)撲救石油、石油產(chǎn)品、油漆、有機溶劑、天然氣設(shè)備火災(zāi)撲救油類、電氣設(shè)備、化學(xué)化纖原料等初起火災(zāi)使用方法倒置，稍加搖動，打開開關(guān)，藥劑即可噴出筒身倒過

18、來即可噴出一手持喇叭筒對準(zhǔn)火源，另一手打開開關(guān)，即可噴出提起圈環(huán)，干粉即可噴出拔下鉛封或橫銷，用力壓下手把，即可噴出保養(yǎng)與檢查1.防止噴嘴堵塞；2.防凍防曬；3.一年檢查一次，泡沫低于25%應(yīng)換藥1.放在方便處；2.注意使用期限；3.防止噴嘴堵塞；4.定期或不定期的檢查測量和分析每月檢查一次，當(dāng)質(zhì)量減少至原量的10%，應(yīng)充氣1.置于干燥通風(fēng)處，防潮防曬；2.一年檢查一次氣壓，若質(zhì)量減少至原重的10%，應(yīng)充氣1.置于干燥處；2.勿碰撞；3.每年檢查一次質(zhì)量常用滅火器的類型及性能和使用常用滅火器的類型及性能和使用三、滅火器及其應(yīng)用三、滅火器及其應(yīng)用 滅火器正確使用方法：滅火器正確使用方法：干粉滅火器的使用方法干粉滅火器的使用方法4拔掉保險銷拔掉保險銷四、消防設(shè)施四、消防設(shè)施 1消防站 2.消防給水設(shè)施 3化工生產(chǎn)裝置區(qū)的消防給水設(shè)施五、火災(zāi)的撲救原則五、火災(zāi)的撲救原則 報警要早，損失就小 2.邊報警，邊撲救 3.先控制，后滅火 4.先救人，后救