??? 三、危險化學品安全技術
??? (一)了解閃點、燃點、爆炸極限等的基本概念,燃燒必須具備的三個條件;
??? 危險化學品燃燒爆炸危險特性
??? 燃燒的三要素
??? 閃點、燃點、爆炸極限等概念
??????? 1.燃點
??????? 可燃物質在空氣中,達到一定溫度時,遇火源就燃燒,且移去火源后還繼續(xù)燃燒;可燃物質被點燃的最低溫度叫做燃點,也叫做著火點。
??????? 2.閃點
??? 可燃液體能揮發(fā)變成蒸氣,散發(fā)到空氣中。溫度升高,揮發(fā)加快。當揮發(fā)的蒸氣和空氣的混合物與火源接觸能夠閃出火花時,把這種短暫的燃燒過程叫做閃燃,把發(fā)生閃燃的最低溫度叫做閃點。
??????? 3.爆炸極限
??? 可燃氣體(蒸氣)與空氣的混合物,并不是在任何濃度下遇到火源都能爆炸,而必須是在一定的濃度范圍內,遇火源才能發(fā)生爆炸。這個遇火源能發(fā)生爆炸的可燃氣體濃度范圍,稱為可燃氣體的爆炸極限(包括爆炸下限和爆炸上限)。
?????? 4.燃燒三要素
????? 可燃物質、助燃物質和火源。
??? (二)了解燃燒的過程,易燃液體的燃點、閃點等基本概念,爆炸極限的影響因素;
??? 燃燒的過程
??? 可燃物質的狀態(tài)不同,其燃燒過程也不同。氣體最易燃燒,燃燒所需要的熱量只用于本身的氧化分解,并使其達到著火點。氣體在極短的時間內就能全部燃盡。液體在火源作用下,先蒸發(fā)成蒸氣,而后氧化分解進行燃燒。固體燃燒有兩種情況:對于硫、磷等簡單物質,受熱時首先熔化,而后蒸發(fā)為蒸氣進行燃燒,無分解過程;對于復雜物質,受熱時首先分解成其組成部分,生成氣態(tài)和液態(tài)產物,而后氣態(tài)產物和液態(tài)產物蒸氣著火燃燒。
??? 各種物質的燃燒如教材中圖3—1所示。從圖中可知,任何可燃物質的燃燒都經(jīng)歷氧化分解、著火、燃燒等階段。
??? 易燃液體、易燃液體的燃點、閃點等的概念
??? 爆炸極限的影響因素
??????? (1)可燃氣體的性質;
??????? (2)可燃氣體的初始溫度:初始溫度越高,爆炸極限變寬,危險性越大;
??????? (3)可燃氣體的初始壓力:壓力增大,爆炸極限變寬(干燥CO除外),危險性越大;
??????? (4)火源能量:能量越高,爆炸極限越寬,危險性越大;
??????? (5)容器尺寸和材質:容器管道直徑越小,爆炸極限范圍變小,危險性越小;
??????? (6)氣體中惰性氣體含量:含量越高,極限變窄,危險性越小。
??? (三)熟悉典型危險化學品的燃燒爆炸事故類型的劃分和發(fā)生發(fā)展歷程,以及有毒化學品發(fā)生燃燒爆炸事故時對人員和環(huán)境的危害,如氣體爆炸、粉塵爆炸及沸騰液體擴展為蒸汽云爆炸的特點;
??? 爆炸的分類
??????? 按爆炸性質可分為物理、化學和核爆炸;
??????? 按爆炸速度,可分為輕爆、爆炸和爆轟;
??????? 按爆炸反應物質分類,可分為純組元可燃氣體熱分解爆炸、可燃氣體混合物爆炸、可燃粉塵爆炸、可燃液體霧滴爆炸、可燃蒸氣云爆炸。
??? 典型爆炸事故發(fā)生發(fā)展歷程、特點:分解爆炸氣體爆炸、粉塵爆炸
??????? (1)分解爆炸性氣體爆炸
??? 某些單一成分的氣體,在一定的溫度下對其施加一定壓力時,則會產生分解爆炸。這主要是由于物質產生的分解熱而引起的,發(fā)生分解爆炸并不需要助燃性氣體存在。在高壓下容易產生分解爆炸的氣體,當壓力低于某數(shù)值時則不會發(fā)生分解爆炸,這時的壓力稱為分解爆炸的臨界壓力。各種具有分解爆炸特性氣體的臨界壓力各不相同,如乙炔分解爆炸的臨界壓力1.4MPa,其反應式如下:
??? C2H2??????????????? 2C(固)+H2+226kJ
????? (2)粉塵爆炸
??????? 一定濃度的可燃性固體的微細粉塵呈懸浮狀態(tài)分散在空氣等助燃氣體中時,遇明火或電火花等火源而引起的爆炸,稱為粉塵爆炸。
??????? a.過程
??????? 熱能加在粒子表面,溫度逐漸上升;
??????? 粒子表面的分子發(fā)生熱分解或干餾作用,在粒子周圍產生氣體;
??????? 產生的可燃氣體與空氣混合形成爆炸性混合氣體,同時發(fā)生燃燒;
??????? 由燃燒產生的熱進一步促進粉塵分解,燃燒的傳播,在適合條件下發(fā)生爆炸。
??????? b.粉塵爆炸的特點
??????? 粉塵爆炸的燃燒速度、爆炸壓力均比混合氣體爆炸小;
??????? 粉塵爆炸多數(shù)為不完全燃燒,所以產生的一氧化碳等有毒物質較多;
??????? 堆積的可燃性粉塵通常不會爆炸,但由于局部的爆炸、爆炸波的傳播使堆積的粉塵受到擾動而飛揚,形成粉塵霧,從而連續(xù)產生二次、三次爆炸,造成巨大損失。
??????? (3)蒸氣云爆炸
??? 可燃氣體遇火源被點燃后,若發(fā)生層流或近似層流燃燒,這種速度太低,不足以產生顯著的爆炸超壓,在這種條件下蒸氣云僅僅是燃燒,在燃燒傳播過程中,由于遇到障礙物或受到局部約束,引起局部紊流,火焰之間相互作用產生更高的體積燃燒速率,使膨脹流加劇,紊流更強,從而又能導致更高的體積燃燒速率,結果火焰?zhèn)鞑ニ俣炔粩嗵岣?,可達到層流燃燒的十幾倍乃至幾十倍,發(fā)生爆炸反應。
??? 有毒化學品燃燒爆炸事故對人員和環(huán)境的危害、爆炸特點、爆炸原因、事故危害
??????? 1.事故危害
??? 爆炸通常伴隨發(fā)熱、發(fā)光、壓力上升、真空和電離等現(xiàn)象,具有很強的破壞作用。它與爆炸物的數(shù)量和性質、爆炸時的條件以及爆炸位置等因素有關。主要破壞形式有以下幾種:
??????? (1)直接的破壞作用
??????? 機械設備、裝置、容器等爆炸后產生許多碎片,飛出后會在相當大的范圍內造成危害。一般碎片在100-500m內飛散。
??????? (2)沖擊波的破壞作用
??? 物質爆炸時,產生的高溫高壓氣體以極高的速度膨脹,把爆炸反應釋放出的部分能量傳遞給壓縮的空氣層,空氣受沖擊而發(fā)生擾動,使其壓力、密度等產生突變,這種擾動在空氣中傳播就稱為沖擊波。沖擊波的傳播速度極快,在傳播過程中,可以對周圍環(huán)境中的機械設備和建筑物產生破壞作用和使人員傷亡。當沖擊波大面積作用于建筑物時,波陣面超壓在20—30kPa內,就足以使大部分磚木結構建筑物受到嚴重破壞。超壓在lOOkPa以上時,除堅固的鋼筋混凝土建筑外,其余部分將全部破壞。
??????? (3)造成火災
??? 爆炸發(fā)生后,爆炸氣體產物瞬間內擴散,對一般可燃物而言,不足以引起火災,而且沖擊波造成的爆炸風還有滅火作用。但爆炸時產生的高溫、高壓,建筑物內遺留大量的熱或殘余火苗,會把從破壞的設備內部不斷流出的可燃氣體、易燃或可燃液體的蒸氣點燃,也可能把其他易燃物點燃,引起火災。當盛裝易燃物的容器、管道發(fā)生爆炸時,爆炸拋出的易燃物有可能引起大面積火災,油罐、液化氣瓶爆破后最易發(fā)生這種情況。正在運行的燃燒設備或高溫的化工設備被破壞,其灼熱的碎片可能飛出,點燃附近的燃料或其他可燃物,引起火災。
??????? (4)造成中毒和環(huán)境污染
??????? 發(fā)生爆炸事故時,會使大量有害物質外泄,造成人員中毒和環(huán)境污染。