实验室化学安全：火灾爆炸物控制

2023-10-28 理论教育版权反馈

【摘要】：（一）根据物质的危险特性进行控制首先在工艺上进行控制，以火灾爆炸危险性小的物质代替危险性大的物质；其次根据物质的理化性质，采取不同的防火防爆措施。有燃烧爆炸危险的设备管道，少用法兰连接，尽量使用焊接。必须使用法兰连接的，应根据压力的要求，选用不同的法兰。对危险大的装置，应设置远距离遥控断路阀，以备装置异常时立即和其他装置隔离。有燃烧爆炸危险的粉尘排风系统，应采用不产生火花的除尘设备。

（一）根据物质的危险特性进行控制

首先在工艺上进行控制，以火灾爆炸危险性小的物质代替危险性大的物质；其次根据物质的理化性质，采取不同的防火防爆措施。

对本身具有自燃能力的物质，遇空气能自燃，遇水能燃烧、爆炸的物质，应分别采取隔绝空气、防水防潮或采取通风、散热、降温等措施，防止发生燃烧或爆炸。

两种相互接触能引起燃烧爆炸的物质不能混存，更不准相互接触；遇酸碱能分解、燃烧、爆炸的物质要严禁与酸碱接触，对机械作用比较敏感的物质要轻拿轻放。

对易燃、可燃气体或蒸气要根据它们对空气的比重采用相应的排空方法和防火防爆措施。密度轻于空气的可燃气体可直接向高空排放，而相对密度重的丙烷（密度为1.51），就要采用火炬的方式排空。对可燃液体，要根据物质的沸点、饱和蒸气压考虑设备的耐压强度、储存温度、保温降温措施，根据它们的闪点、爆炸范围、扩散性采取相应的防火防爆措施。

对于不稳定的物质，在贮存中应添加稳定剂。异戊二烯、苯乙烯、氯乙烯、丙烯腈等有聚合放热自燃爆炸的危险，储存中要加入对苯二酚、苯醌等作为阻聚剂。对受到阳光作用能生成具有爆炸性过氧化物的某些液体，必须存放在金属桶内或暗色的玻璃瓶中。

物质的带电性能，直接关系到在生产、储运过程中是否能产生静电危险，对能产生静电的物质要采取防静电措施。

（二）防止可燃物外溢泄漏

密闭设备系统是防止可燃气体、蒸气、粉尘与空气形成爆炸性混合物的最有力措施之一。对于有压设备，更需要保持其密闭性，防止可燃气体、蒸气、粉尘溢出到空气中。负压操作可有效地防止系统中的爆炸性气体、有毒气体向系统外的逸散，但在负压条件下，要防止系统的密闭性差，导致空气吸入到系统内。特别是在打开阀门时，外界空气通过缝隙进入负压系统，达到气体混合物的爆炸极限而导致爆炸。为了保证设备的密闭性，应注意以下几点安全要求。

（1）有燃烧爆炸危险的设备管道，少用法兰连接，尽量使用焊接。必须使用法兰连接的，应根据压力的要求，选用不同的法兰。密封垫圈的选用要符合温度、压力、介质的要求，一般工艺采用石棉橡胶垫圈；高温高压、腐蚀性介质的工艺，采用聚四氟乙烯塑料垫圈。

（2）输送可燃气体、液体的管道应采用无缝钢管，盛装腐蚀性介质的容器底部尽量不装设阀门，腐蚀性液体应从顶部抽吸排出。

（3）接触高锰酸钾、氯酸钾、硝酸钾、漂白粉等氧化剂的生产传动装置要严加密封，定期更换润滑油，防止粉尘进入变速箱中与润滑油混触引起火灾。

（4）对正压和负压的设备系统，要严格控制压力，防止超压。在定期检修时，要做气密性检验和耐压强度实验。在设备运行过程中，可用皂液、pH试纸或其他方法检查密闭情况。

实际生产过程中发生的可燃物泄漏，包括正常运转中的泄漏，停水、电、气等异常情况下的泄漏，以及检修开停车时引起的泄漏。按泄漏时的压力情况可分为高压喷出、常压流出和真空吸入。造成可燃物泄漏的原因很多，而预防泄漏的关键则是防止误操作，加强设备的维修保养，严禁超量、超温、超压。防止设备管道的泄漏，必须在设备管道的运行过程中做好各种安全检查，定期检修，并制定好制止突然泄漏的应急措施。对危险大的装置，应设置远距离遥控断路阀，以备装置异常时立即和其他装置隔离。为防止误操作，重要的阀门应采取两级控制，并采取挂标志、加锁等措施。各种管线应涂不同颜色，不同管线上的阀门相隔一定的距离。

（三）惰性气体保护

在化学实验中常用的惰性气体有氮气、二氧化碳、水蒸气及烟道气等没有燃爆危险的气体，使用最为广泛的是氮气。惰性气体作为保护性气体可以阻止形成燃烧爆炸系统，常在以下几个方面使用：（1）压碎、研磨、筛分、混合易燃固体物质及粉状物料输送时，用惰性气体做覆盖保护；（2）在可燃气体或蒸气的物料系统中，充入惰性气体，使系统保持正压，防止形成爆炸性混合物；（3）利用惰性气体进行正压输送易燃液体或高温物料；（4）对能产生火花的电气、仪表采用充氮正压保护；（5）对易燃易爆系统进行动火检修时，用惰性气体吹扫，置换出系统中的可燃气体和蒸气；（6）有火灾爆炸危险的设备、贮槽、管线等与惰性气体管路相连，当发生危险时，可用惰性气体覆盖，进行保护和灭火。(www.chuimin.cn)

惰性气体在危险生产场所中应用很广，输送惰性气体的管路往往与多种危险物质生产系统相连通，因此必须采取措施防止危险物料窜入惰性气体系统。若易燃易爆或具有腐蚀性的介质窜入惰性气体系统，不但起不到保护作用，反而能产生很大的危险。

（四）通风置换

在有火灾爆炸危险的场所内，尽管采取很多措施使设备密闭，但总会有部分可燃气体、蒸气或粉尘泄漏出来。采用通风置换、除尘可以降低场所内可燃物的含量，是防止形成爆炸性混合物的一个重要措施。

用于通风措施的空气，如果空气中含有易燃易爆危险气体，不应循环使用。排风设备和送风设备应独立设置通风室，与易燃易爆气体、粉尘隔绝，温度超过80℃的空气或其他气体的排风设备，应用非燃烧材料制成。有燃烧爆炸危险的粉尘排风系统，应采用不产生火花的除尘设备。当粉尘与水接触能生成爆炸性气体时，不应采用湿式除尘系统，通风管道不宜穿过防火墙，以免发生火灾时，火势顺管道通过防火墙而扩散蔓延。

（五）安全监测及联锁

1.信号报警

在化工生产中，出现危险状态时，信号报警装置可以警告操作人员并使其采取措施，消除事故隐患。通常发出的报警信号有声、光、颜色等形式，而报警装置一般都和测量仪表相联系，当有关测量参数超过控制指标时，该装置就会发出相应的报警信号。保险装置在信号装置发出危险信号时，能自动采取措施消除不正常状态或扑救危险状况。例如，气体燃烧炉当燃料压力降得太低时，便会熄火。此时可燃气仍继续流出，并扩散到整个炉内，重新点火时就有可能发生爆炸。为防止这种事故，可在输气管上安装保险装置。当炉火熄灭时，自动切断气源。又如当可燃物发生局部燃烧时，信号系统把测出的信号传至保险装置，扑灭已点燃的小火，避免造成灾害。

2.安全联锁

安全联锁是利用机械或电气控制依次接通各仪器或设备，并使之彼此发生联系，若不符合规定的程序，则仪器和设备便不能启动、运转或停车，以达到安全生产的目的。在化工生产中，联锁装置常被用于如下一些情况：（1）同时或依次开启两种物料的阀门；（2）在反应的一定程度需要用惰性气体保护时；（3）打开设备前应预先解除压力或降温时；（4）当两种或多种部件、设备、机器由于误操作而容易引发事故时；（5）当工艺控制参数达到某一危险值，立即启动紧急处理装置时；（6）危险部位或区域禁止无关人员入内时。

例如：酸和水的混合操作中，必须先往设备中注水后再注入硫酸，否则将会飞溅灼伤工人，为此可将注水阀和注酸阀进行联锁，这样可以防止疏忽颠倒操作顺序。

3.火灾爆炸监测装置

火灾爆炸监测装置主要是指火灾监测仪和爆炸监测仪。

火灾监测仪，是发现火灾苗头的设备，它能测出火灾初期陆续出现的火灾信息，主要有感温式、感烟式、感光式、感气式等多种类型。利用以上各种探测可以组装成火灾报警器、报警网、自动灭火系统。

爆炸监测仪，主要是指在生产和使用爆炸性气体的场所使用的监控爆炸性气体的泄漏和其在空气中的含量监测仪。在易泄漏可燃气体或蒸气的部位，设置固定式可燃气体报警器，以随时监测泄漏情况。

实验室化学安全：火灾爆炸物控制

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