氧燭制備過(guò)程的安全技術(shù)措施

1、氧燭制備過(guò)程的安全技術(shù)措施摘要：氧燭物料中的氯酸鹽、鎂粉、鋁粉等具有危險(xiǎn)特性，其制備過(guò)程具有燃 燒爆炸的安全風(fēng)險(xiǎn)。本文依據(jù)氧燭物料的危險(xiǎn)特性、工藝特點(diǎn)和粉塵燃爆條件， 提出了控制燃燒爆炸的安全技術(shù)措施，為氧燭的安全生產(chǎn)提供安全保障。關(guān)鍵詞：氧燭、氯酸鹽、金屬粉塵、安全技術(shù)一、引言氧燭是利用氯酸鹽熱分解反應(yīng)放出氧氣的原理研制出的緊急供氧裝置，因其 藥柱形和燃燒過(guò)程似蠟燭，稱為氧燭”1。氧燭作為一種固態(tài)氧源，具有單位體 積儲(chǔ)氧量大、使用過(guò)程中無(wú)需外加動(dòng)力等特點(diǎn)2,已作為應(yīng)急氧源在潛艇3、太 空空間站4、野戰(zhàn)急救5和高原缺氧6,7等領(lǐng)域得到研究應(yīng)用。氧燭主要由氯酸 鹽、金屬粉末燃料、催化劑、抑氯劑等

2、原料組成，制備過(guò)程主要包括粉碎、篩分、 球磨、壓制、烘干等工序1,8,9。氧燭的制備原料涉及危險(xiǎn)化學(xué)品如氯酸鹽、金 屬粉末，存在燃燒爆炸的安全風(fēng)險(xiǎn)10,11。本文依據(jù)氧燭的工作原理、原料的危 險(xiǎn)特性、工藝特點(diǎn)和安全技術(shù)要求，提出氧燭制備過(guò)程的安全技術(shù)措施，為氧燭 制備提供安全保障。二、氧燭的工作原理氧燭工作原理是氯酸鹽在催化劑存在的條件下熱分解放出氧氣。為維持氧燭燃燒，常用金屬、非金屬單質(zhì)粉末如鐵粉、鎂粉、鋁粉、鉆粉、 鈦粉、硼粉等粉末燃燒提供熱分解反應(yīng)需要的熱量12在氯酸鹽分解反應(yīng)中若有水存在，會(huì)產(chǎn)生氯氣、氯化氫、氯氧化物及次氯酸 等，Li2O2、Li2O、LiOH、CaO、CaO2等作為抑

3、氯劑12,13。在氧燭藥塊中，常用 BaO2抑制C12產(chǎn)生。在氯酸鹽的熱分解反應(yīng)中加入一定量的催化劑不僅提高了其反應(yīng)速率，而且 能顯著降低氯酸鹽的分解溫度。常用的催化劑有Co、Fe、Ni、Mn的氧化物或相 應(yīng)的鹽類12。為提高氧燭強(qiáng)度，防止燃燒物熔融流淌，常用的粘結(jié)劑有玻璃纖維、石棉纖 維、硅藻土、高嶺石、二氧化硅、三氧化二鋁等8,11。三、氧燭物料的危險(xiǎn)特性物料的危險(xiǎn)特性是工藝設(shè)計(jì)和制定安全技術(shù)措施的重要信息。氯酸鈉為強(qiáng)氧化劑，常溫下穩(wěn)定。助燃。在400C以上則分解并放出氧氣。 受強(qiáng)熱或與強(qiáng)酸接觸時(shí)即發(fā)生爆炸。與還原劑、有機(jī)物如硫、磷或金屬粉末等混 合可形成爆炸性混合物。過(guò)氧化鋇為強(qiáng)氧化劑，

4、助燃，高毒，具強(qiáng)刺激性。特別是在少量水的潤(rùn)濕下， 與可燃物的混合物在輕微的碰撞或摩擦下會(huì)燃燒。遇低級(jí)醇和水起化學(xué)反應(yīng)而分 解。鎂粉易燃。遇水或潮氣猛烈反應(yīng)放出氫氣，大量放熱，引起燃燒或爆炸，和 氧化劑劇烈反應(yīng)，有燃燒、爆炸危險(xiǎn)。大量鋁粉塵遇潮濕、水蒸氣能自燃，與氧化劑混合能形成爆炸性混合物，與 酸類或強(qiáng)堿接觸也能產(chǎn)生氫氣，引起燃燒爆炸氧燭中物料組分具有化學(xué)特性的不相容性，粉體相互混合形成爆炸性混合物， 在遇火或受熱條件下有可發(fā)生燃燒爆炸。四、氧燭的工藝流程氧燭的工藝流程為：原料烘干T粉碎T(mén)篩分T配比T混料T成型T烘干T真空貯存。氯酸鈉經(jīng)120C下烘干2h4h，在萬(wàn)能粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，然后篩分機(jī)中

5、過(guò) 100目120目篩網(wǎng)。作為燃料的Mg粉和催化劑，同樣以120C干燥4h后粉碎 過(guò)120目篩網(wǎng)，烘干至恒重以備用。按配方重量配比稱料，將物料放入球磨機(jī)內(nèi) 混料30min60min，倒出物料，稱量粉體混合物，并倒入模具，用油壓機(jī)壓制成 藥柱。藥柱經(jīng)烘箱115C3C烘干20h24h，放入真空箱中防潮備用7,8。氧燭的工藝過(guò)程存在粉體產(chǎn)生、受熱干燥、受壓成型、撞擊摩擦等危險(xiǎn)因素， 這些因素一旦失去控制，就會(huì)發(fā)生粉塵燃燒爆炸。五、粉塵爆炸發(fā)生的條件已明確的粉塵爆炸發(fā)生的五個(gè)必要條件：存在可燃性粉塵，且粉塵濃度處于爆炸極限內(nèi)。存在足量的氧化劑。存在點(diǎn)火源，其點(diǎn)火能量要達(dá)到粉塵的最小點(diǎn)火能。可燃粉塵與氧

6、化劑以一定比例混合，粉塵呈云狀，這樣可以增大氣固接觸 面積，加快反應(yīng)速度。粉塵云在相對(duì)密閉空間內(nèi)，壓力和溫度才能急劇升高，反應(yīng)速度加快；在 某種工況下粉塵在未完全封閉的空間內(nèi)發(fā)生燃燒反應(yīng)，若熱量無(wú)法及時(shí)釋放，也 會(huì)發(fā)生粉塵爆炸。以上五個(gè)條件是粉塵爆炸的充分條件，缺少上面的任一條件爆炸就不會(huì)發(fā)生， 所以也是預(yù)防和控制粉塵爆炸發(fā)生重要依據(jù)。六、安全技術(shù)措施1、控制可燃性粉塵和助燃劑的濃度及混觸條件把可燃性粉體放在密閉設(shè)備或容器中儲(chǔ)存或操作，避免與外界空氣接觸而 形成燃爆體系。(2 )油浴烘箱、粉碎機(jī)、球磨機(jī)的密封墊應(yīng)完好。上緊球磨機(jī)、粉碎機(jī)的鎖扣， 防止粉塵外泄。接觸粉狀氧化劑的生產(chǎn)傳動(dòng)裝置，要嚴(yán)

7、加密封，定期更換潤(rùn)滑油，以防止 粉塵漏進(jìn)變速箱中與潤(rùn)滑油混合接觸而引起火災(zāi)。在有危險(xiǎn)粉塵的工房?jī)?nèi)安裝防爆型通風(fēng)設(shè)備，保持空氣流暢，以降低粉塵 濃度，使之在爆炸范圍以下。粉碎氧化劑、還原劑應(yīng)在分別在單獨(dú)專用工房進(jìn)行。2、控制點(diǎn)火源點(diǎn)火源包括：明火源、電氣火花、摩擦撞擊、高溫、光線照射等，需要嚴(yán)格 控制?？刂泼骰鹪? )在有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所嚴(yán)禁使用明火、吸煙、普通照明，禁止攜帶火種。 應(yīng)設(shè)置醒目的“嚴(yán)禁煙火”的標(biāo)志。明火作業(yè)開(kāi)始前，應(yīng)清除明火作業(yè)場(chǎng)所的可燃性粉塵，消除物體和環(huán)境的 危險(xiǎn)狀態(tài)并配備充足的滅火器材。進(jìn)行明火作業(yè)的區(qū)段應(yīng)與其它區(qū)段分開(kāi)或隔開(kāi)。 在采取防護(hù)措施，確保安全無(wú)誤后，方可動(dòng)火作

8、業(yè)。使用有回字型標(biāo)識(shí)的手持電動(dòng)工具。工具絕緣狀態(tài)、電源線、插頭和插 座應(yīng)完好無(wú)損。電源線不得任意接長(zhǎng)或調(diào)換。控制高溫禁止氯酸鈉粉體、金屬粉末或廢料與高溫物體或高溫設(shè)備表面接觸。2）確保加熱設(shè)備溫度控制系統(tǒng)指示及控制正常。3）氯酸鹽為強(qiáng)氧化劑，應(yīng)專庫(kù)貯存，不得與有機(jī)物、易燃易爆物、硫、磷。 酸類等共同存放，以免發(fā)生反應(yīng)生熱引起火災(zāi)爆炸。4）鋁粉、鎂粉為高能可燃物，裝在密封金屬桶內(nèi)，與氧化劑、酸、堿隔離存 放，通風(fēng)防潮。（3）防止電氣火花1）粉塵爆炸場(chǎng)所應(yīng)采取防雷措施。2）爆炸危險(xiǎn)環(huán)境采用的電氣設(shè)備應(yīng)使用防爆型設(shè)備。3）防止靜電危害一是要控制靜電的產(chǎn)生，二是要防止靜電積累。4）控制投料、出料速度和

9、數(shù)量，防止物料進(jìn)出速度過(guò)快產(chǎn)生靜電。5）嚴(yán)禁使用鐵質(zhì)、塑料等工具，應(yīng)使用銅、木、竹等材質(zhì)的工具。6）所有金屬設(shè)備應(yīng)采用防靜電直接接地，確保接地可靠。（4）防止撞擊摩擦1）裝卸、搬運(yùn)時(shí)，嚴(yán)禁碰撞、拖拉、摩擦、翻滾、重壓、傾倒、劇烈振動(dòng)。 應(yīng)輕裝輕卸，保持包裝完整，防止撒落。2）機(jī)械軸承存在缺油、潤(rùn)滑不均等問(wèn)題時(shí)，會(huì)摩擦生熱，具有引起附著物著 火的危險(xiǎn)。3）物料中的金屬雜質(zhì)以及金屬零件、鐵釘?shù)嚷淙敕鬯闄C(jī)、篩分機(jī)等，由于鐵 器與機(jī)件碰擊，產(chǎn)生火花使易燃易爆物料著火爆炸。4）嚴(yán)禁金屬機(jī)件摩擦撞擊或混凝土地面撞擊，以防產(chǎn)生火花，引起火災(zāi)爆炸 事故。地面應(yīng)用摩擦、撞擊不產(chǎn)生火花的材料鋪筑。3、個(gè)體防護(hù)生產(chǎn)

10、人員應(yīng)使用勞動(dòng)保護(hù)用品。穿戴呼吸保護(hù)裝置、耳罩、手套，防止塵毒、 噪聲、高溫灼傷、低溫凍傷對(duì)人體傷害。工作完畢，應(yīng)立即沖洗人體裸露部位，所用防護(hù)用具如工作服應(yīng)及時(shí)清洗。4、管理措施1）制定安全生產(chǎn)規(guī)章制度，工藝流程、操作規(guī)程和生產(chǎn)安全事故應(yīng)急救援預(yù)案。2）組織安全生產(chǎn)教育和培訓(xùn)。3）組織應(yīng)急救援演練。4）檢查安全生產(chǎn)狀況，及時(shí)排查安全事故隱患，提出改進(jìn)安全生產(chǎn)管理的建議。七、結(jié)論氧燭原料中的產(chǎn)氧劑氯酸鹽和金屬粉末燃料對(duì)明火、靜電火花、撞擊摩擦、 高溫等具有敏感特性?？刂坪拖l件，可減少或避免爆炸事故發(fā)生。通過(guò) 隔離作業(yè)、滅火技術(shù)、清潔、個(gè)體防護(hù)和應(yīng)急演練等技術(shù)和管理的應(yīng)用，可以減 緩燃燒

11、爆炸引起的危害。參考文獻(xiàn)孫高年.化學(xué)法制制氧研究J.低溫與特氣,1997（3）:54-58.叢繼信，張光友.氯酸鹽氧燭及其在推進(jìn)劑集體防護(hù)中的應(yīng)用研究J.航天發(fā)射技 術(shù),2002,（3）:38-40.劉曉峰，王額爾敏,李泰峰，等.核潛艇遠(yuǎn)航艙室氣體調(diào)控模式對(duì)艇員動(dòng)脈血?dú)獾挠绊慗.解放軍醫(yī)學(xué)雜志,2015,40（3） :342.周興明,胡曉,毛勝華，等.空間站氯酸鹽氧燭備份氧試驗(yàn)研究J.航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程,2013,26（5）:394-397.吳劍威，張魯閩,馬繼民，等.野戰(zhàn)便攜式固態(tài)氧氣發(fā)生器的研制J.醫(yī)療衛(wèi)生裝 備,2012,33(7):12-13.高亮，王琰，王昆，等.氧燭對(duì)高原人體血氧飽和度及血乳酸的影響J.西南國(guó)防醫(yī)藥,2011,21(1):22-23.馬廣全，朱金山,尹春曉，等.氧燭對(duì)心養(yǎng)性肺動(dòng)脈高壓青年血氧飽和度與心率的影響J.臨床軍醫(yī)雜志,2012,40(4) :787-789.韓旭.小客車(chē)內(nèi)氧燭緊急制氧技術(shù)研究J.安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2005,5(5):43-45.張彥軍，馬軍，田濤，等.便攜式無(wú)燃料低溫燃燒氧燭工藝研究J.兵工學(xué)報(bào),2019,40(6):1317-1322.陳文博，張雪峰，錢(qián)勇.常見(jiàn)金