最新安全生产技术第九章PPT课件.ppt
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1、安全生产技术第九章安全生产技术第九章上海应用技术学院上海应用技术学院(SIT)刘刘 英英 学学 安全与环境工程系系主任安全与环境工程系系主任 安全培训研究中心主任安全培训研究中心主任 城市防灾与安全技术研究所所长城市防灾与安全技术研究所所长地址:上海市漕宝路地址:上海市漕宝路120号号 邮编邮编:200235 网站网站:WWW.SIT.EDU.CN电话电话:021-64941208,64941445 传真传真:021-64941443手机手机:13817682948E-mail:教授、博士教授、博士注册安全工程师注册安全工程师四、危险化学品的燃烧爆炸事故类型的划分和发展历程 314-1燃烧爆炸
2、分类 危险化学品的燃烧按其要素构成的条件和瞬间发生的特点,可分为闪燃、着火和自燃三种类型。危险化学品的爆炸可按爆炸反应物质分为简单分解爆炸、复杂分解爆炸和爆炸性混合物爆炸。(1)闪燃。在一定温度下,可燃性液体(包括少量可直接气化的固体,如萘、樟脑等)蒸气与空气混合后,达到一定浓度时,遇点火源产生的一闪即灭的燃烧现象,叫做闪燃。闪燃现象的产生,是因为可燃性液体在闪燃温度下,蒸发速度不快,蒸发出来的气体仅能 维持一刹那的燃烧,而来不及补充新的蒸气以维持稳定的燃烧,故燃一下就灭。可燃性液体产生闪燃现象的最低温度就称为闪点。(2)着火。可燃物质在与空气共存的条件下,遇到比其着火。可燃物质在与空气共存的
3、条件下,遇到比其自燃点高的点火源便开始燃烧,并在点火源移开后仍自燃点高的点火源便开始燃烧,并在点火源移开后仍能继续燃烧,这种持续燃烧的现象叫做着火。这是日能继续燃烧,这种持续燃烧的现象叫做着火。这是日常生活、生产中常见的燃烧现象,如用火柴点煤气,常生活、生产中常见的燃烧现象,如用火柴点煤气,就会着火。就会着火。可燃物质开始着火所需要的最低温度,叫做燃点。可燃物质开始着火所需要的最低温度,叫做燃点。(3)自燃。可燃物在没有外部火花、火焰等点火源自燃。可燃物在没有外部火花、火焰等点火源的作用下,因受热或自身发热并蓄热而发生的自然燃的作用下,因受热或自身发热并蓄热而发生的自然燃烧现象,叫做自燃。自燃
4、现象按热的来源不同,又分烧现象,叫做自燃。自燃现象按热的来源不同,又分为受热自燃和自热自燃。为受热自燃和自热自燃。可燃物虽未与明火接触,但在外界热源的作用下,使温度达到自燃点而发生的自燃现象,叫做受热自燃。如在生产中,可燃物质如果接触高温设备、管道,受到加热就可能导致自燃。某些可燃物在没有外界热源的作用下,由于物质本身发生物理、化学或生物化学变化而产生热量,这些热量在一定的条件下会积蓄,使物质的温度达到并超过自燃点所发生的自燃现象,叫做自热自燃。如白磷遇空气所发生的自燃就属于此类。使可燃物发生自燃的最低温度叫做自燃点。(4)简单分解爆炸。引起简单分解的爆炸物,在爆炸时并不一定简单分解爆炸。引起
5、简单分解的爆炸物,在爆炸时并不一定发生燃烧反应,其爆炸所需要的热量是由爆炸物本身分解产生的。发生燃烧反应,其爆炸所需要的热量是由爆炸物本身分解产生的。属于这一类的有乙炔银、叠氮铅等,这类物质受轻微震动即可能属于这一类的有乙炔银、叠氮铅等,这类物质受轻微震动即可能引起爆炸,十分危险。此外,还有些可爆气体在一定条件下,特引起爆炸,十分危险。此外,还有些可爆气体在一定条件下,特别是在受压情况下,能发生简单分解爆炸。例如乙炔、环氧乙烷别是在受压情况下,能发生简单分解爆炸。例如乙炔、环氧乙烷等在压力下的分解爆炸。等在压力下的分解爆炸。(5)复杂分解爆炸。这类可爆物的危险性较简单分解爆炸物稍复杂分解爆炸。
6、这类可爆物的危险性较简单分解爆炸物稍低。其爆炸时伴有燃烧现象,燃烧所需的氧由本身分解产生。例低。其爆炸时伴有燃烧现象,燃烧所需的氧由本身分解产生。例如梯恩梯、黑索金等。如梯恩梯、黑索金等。(6)爆炸性混合物爆炸。所有可燃性气体、蒸气、液体雾滴及爆炸性混合物爆炸。所有可燃性气体、蒸气、液体雾滴及粉尘与空气粉尘与空气(氧氧)的混合物发生的爆炸均属此类。这类混合物的爆的混合物发生的爆炸均属此类。这类混合物的爆炸需要一定的条件,如混合物中可燃物浓度、含氧量及点火能量炸需要一定的条件,如混合物中可燃物浓度、含氧量及点火能量等。实际上,这类爆炸就是可燃物与助燃物按一定比例混合后遇等。实际上,这类爆炸就是可
7、燃物与助燃物按一定比例混合后遇点火源发生的带有冲击力的快速燃烧。点火源发生的带有冲击力的快速燃烧。2典型事故发展过程典型事故发展过程 315 (1)燃烧。除了一些熔点较高的无机固体外,可燃物燃烧。除了一些熔点较高的无机固体外,可燃物质的燃烧一般是在气相中进行的。质的燃烧一般是在气相中进行的。由于可燃物质的状态不同,其燃烧过程也不相同。由于可燃物质的状态不同,其燃烧过程也不相同。相对于可燃固体和液体,可燃气体最易燃烧,燃烧相对于可燃固体和液体,可燃气体最易燃烧,燃烧所需要的热量只用于本身的氧化分解,并使其达到着火所需要的热量只用于本身的氧化分解,并使其达到着火点。气体在极短的时间内就能全部燃尽。
8、点。气体在极短的时间内就能全部燃尽。液体在点火源作用下,先蒸发成蒸气,而后氧化分液体在点火源作用下,先蒸发成蒸气,而后氧化分解进行燃烧。解进行燃烧。固体燃烧一般有两种情况:对于硫、磷等简单物质,固体燃烧一般有两种情况:对于硫、磷等简单物质,受热时首先熔化,而后蒸发为蒸气进行燃烧,无分解过受热时首先熔化,而后蒸发为蒸气进行燃烧,无分解过程;对于复合物质,受热时可能首先分解成其组成部分,程;对于复合物质,受热时可能首先分解成其组成部分,生成气态和液态产物,而后气态产物和液态产物蒸气着生成气态和液态产物,而后气态产物和液态产物蒸气着火燃烧。火燃烧。(2)分解爆炸性气体爆炸。某些单一成分的气分解爆炸性
9、气体爆炸。某些单一成分的气体,在一定的温度下对其施加一定压力时则会体,在一定的温度下对其施加一定压力时则会产生分解爆炸。这主要是由于物质的分解热的产生分解爆炸。这主要是由于物质的分解热的产生而引起的,产生分解爆炸并不需要助燃性产生而引起的,产生分解爆炸并不需要助燃性气体存在。在高压下容易产生分解爆炸的气体,气体存在。在高压下容易产生分解爆炸的气体,当压力低于某数值时则不会发生分解爆炸,这当压力低于某数值时则不会发生分解爆炸,这个压力称为分解爆炸的临界压力。个压力称为分解爆炸的临界压力。(3)粉尘爆炸。粉尘爆炸是悬浮在空气中的可燃性固体粉尘爆炸。粉尘爆炸是悬浮在空气中的可燃性固体微粒接触到火焰微
10、粒接触到火焰(明火明火)或电火花等点火源时发生的爆炸或电火花等点火源时发生的爆炸现象。金属粉尘、煤粉、塑料粉尘、有机物粉尘、纤维现象。金属粉尘、煤粉、塑料粉尘、有机物粉尘、纤维粉尘及农副产品谷物面粉等都可能造成粉尘爆炸事故。粉尘及农副产品谷物面粉等都可能造成粉尘爆炸事故。1)粉尘空气混合物产生爆炸的过程粉尘空气混合物产生爆炸的过程 热能加在粒子表面,使温度逐渐上升;热能加在粒子表面,使温度逐渐上升;粒子表面的分子发生热分解或干馏作用,在粒子粒子表面的分子发生热分解或干馏作用,在粒子周围产生气体;周围产生气体;产生的可燃气体与空气混合形成爆炸性混合气体,产生的可燃气体与空气混合形成爆炸性混合气体
11、,同时发生燃烧;同时发生燃烧;由燃烧产生的热进一步促进粉尘分解,燃烧连续由燃烧产生的热进一步促进粉尘分解,燃烧连续传播,在适合条件下发生爆炸。传播,在适合条件下发生爆炸。上述过程是在瞬间完成的。上述过程是在瞬间完成的。2)粉尘爆炸的特点 粉尘爆炸的燃烧速度、爆炸压力均比混合气体爆炸小。粉尘爆炸多数为不完全燃烧,所以产生的一氧化碳等有毒物质也相当多。可产生爆炸的粉尘颗粒非常小,可作为气溶胶状态分散悬浮在空气中,不产生下沉。堆积的可燃性粉尘通常不会爆炸。但由于局部的爆炸、爆炸波的传播使堆积的粉尘受到扰动而飞扬,形成粉尘雾,从而产生二次、三次爆炸。(4)蒸气云爆炸蒸气云爆炸 可燃气体遇点火源被点燃后
12、,若发生层流或可燃气体遇点火源被点燃后,若发生层流或近似层流燃烧,这种速度太低,不足以产生显著近似层流燃烧,这种速度太低,不足以产生显著的爆炸超压,在这种条件下蒸气云仅仅是燃烧,的爆炸超压,在这种条件下蒸气云仅仅是燃烧,在燃烧传播过程中,由于遇到障碍物或受到局部在燃烧传播过程中,由于遇到障碍物或受到局部约束,引起局部紊流,火焰与火焰相互作用产生约束,引起局部紊流,火焰与火焰相互作用产生更高的体积燃烧速率,使膨胀流加剧,而这又使更高的体积燃烧速率,使膨胀流加剧,而这又使紊流更强烈,从而又能导致更高的体积燃烧速率,紊流更强烈,从而又能导致更高的体积燃烧速率,结果火焰传播速度不断提高,可达层流燃烧的
13、十结果火焰传播速度不断提高,可达层流燃烧的十几倍乃至几十倍,发生爆炸。几倍乃至几十倍,发生爆炸。一般要发生带破坏性超压的蒸气云爆炸应具备以下几个一般要发生带破坏性超压的蒸气云爆炸应具备以下几个条件:条件:1)泄漏物必须可燃且具备适当的温度和压力条件。泄漏物必须可燃且具备适当的温度和压力条件。2)必须在点燃之前即扩散阶段形成一个足够大的云必须在点燃之前即扩散阶段形成一个足够大的云团,如果在一个工艺区域内发生泄漏,经过一段延迟时团,如果在一个工艺区域内发生泄漏,经过一段延迟时间形成云团后再点燃,则往往会产生剧烈的爆炸。间形成云团后再点燃,则往往会产生剧烈的爆炸。3)产生的足够数量的云团处于该物质的
14、爆炸极限范围产生的足够数量的云团处于该物质的爆炸极限范围内才能产生显著的爆炸超压。蒸气云团可分为内才能产生显著的爆炸超压。蒸气云团可分为3个区域,个区域,分别是:泄漏点周围是富集区,云团边缘是贫集区,介分别是:泄漏点周围是富集区,云团边缘是贫集区,介于二者之间的区域内的云团处于爆炸极限范围内。这部于二者之间的区域内的云团处于爆炸极限范围内。这部分蒸气云所占的比例取决于多个因素,包括泄漏物的种分蒸气云所占的比例取决于多个因素,包括泄漏物的种类和数量,泄漏时的压力,泄漏孔径的大小,云团受约类和数量,泄漏时的压力,泄漏孔径的大小,云团受约束程度,以及风速、湿度和其他环境条件。束程度,以及风速、湿度和
15、其他环境条件。五、化学品燃烧爆炸事故对人员和环境的危害五、化学品燃烧爆炸事故对人员和环境的危害 火灾与爆炸都会造成生产设施的重大破坏和人员伤亡,火灾与爆炸都会造成生产设施的重大破坏和人员伤亡,但两者的发展过程显著不同。火灾是在起火后火场逐渐但两者的发展过程显著不同。火灾是在起火后火场逐渐蔓延扩大,随着时间的延续,损失程度迅速增长,损失蔓延扩大,随着时间的延续,损失程度迅速增长,损失大约与时间的平方成比例,如火灾时间延长一倍,损失大约与时间的平方成比例,如火灾时间延长一倍,损失可能增加可能增加4倍。爆炸则是猝不及防,往往仅在瞬间爆炸倍。爆炸则是猝不及防,往往仅在瞬间爆炸过程已经结束,并造成设备损
16、坏、厂房倒塌、人员伤亡过程已经结束,并造成设备损坏、厂房倒塌、人员伤亡等损失。等损失。危险化学品的燃烧爆炸事故通常伴随发热、发光、压危险化学品的燃烧爆炸事故通常伴随发热、发光、压力上升真空亍玎电离等现象,具有很强的破坏作用。它力上升真空亍玎电离等现象,具有很强的破坏作用。它与危险化学品的数量和性质、燃烧爆炸时的条件以及位与危险化学品的数量和性质、燃烧爆炸时的条件以及位置等因素有关。置等因素有关。主要破坏形式有以下几种:主要破坏形式有以下几种:(一一)高温的破坏作用高温的破坏作用 (二二)爆炸直接的破坏作用爆炸直接的破坏作用 机械设备、装置、容器等爆炸后产生许多碎机械设备、装置、容器等爆炸后产生
17、许多碎片,飞出后会在相当大的范围内造成危害。一般片,飞出后会在相当大的范围内造成危害。一般碎片在碎片在100500 m内飞散。内飞散。(三三)爆炸冲击波的破坏作用爆炸冲击波的破坏作用 (四四)造成中毒和环境污染造成中毒和环境污染 六、危险化学品事故的控制和防护措施六、危险化学品事故的控制和防护措施 (一一)危险化学品中毒、污染事故预防控制措施危险化学品中毒、污染事故预防控制措施 目前采取的主要措施是替代、变更工艺、隔离、通风、个体目前采取的主要措施是替代、变更工艺、隔离、通风、个体防护和保持卫生。防护和保持卫生。1替代替代 控制、预防化学品危害最理想的方法是不使用有毒有害和易控制、预防化学品危
18、害最理想的方法是不使用有毒有害和易燃、易爆的化学品,但这很难做到,通常的做法是选用无毒或低燃、易爆的化学品,但这很难做到,通常的做法是选用无毒或低毒的化学品替代已有的有毒有害化学品。例如,用甲苯替代喷漆毒的化学品替代已有的有毒有害化学品。例如,用甲苯替代喷漆和涂漆中用的苯,用脂肪烃替代胶水或黏合剂中的芳烃等。和涂漆中用的苯,用脂肪烃替代胶水或黏合剂中的芳烃等。2变更工艺变更工艺 虽然替代是控制化学品危害的首选方案,但是目前可供选择虽然替代是控制化学品危害的首选方案,但是目前可供选择的替代品往往是很有限的,特别是因技术和经济方面的原因,不的替代品往往是很有限的,特别是因技术和经济方面的原因,不可
19、避免地要生产、使用有害化学品。这时可通过变更工艺消除或可避免地要生产、使用有害化学品。这时可通过变更工艺消除或降低化学品危害。降低化学品危害。3隔离隔离 隔离就是通过封闭、设置屏障等措施,避免作业人员直接暴隔离就是通过封闭、设置屏障等措施,避免作业人员直接暴露于有害环境中。最常用的隔离方法是将生产或使用的设备完全露于有害环境中。最常用的隔离方法是将生产或使用的设备完全封闭起来,使工人在操作中不接触化学品。封闭起来,使工人在操作中不接触化学品。隔离操作是另一种常用的隔离方法,简单地说,就是把生产隔离操作是另一种常用的隔离方法,简单地说,就是把生产设备与操作室隔离开。最简单的形式就是把生产设备的管
20、线阀门、设备与操作室隔离开。最简单的形式就是把生产设备的管线阀门、电控开关放在与生产地点完全隔离的操作室内。电控开关放在与生产地点完全隔离的操作室内。4通风通风 通风是控制作业场所中有害气体、蒸气或粉尘最有效的措施通风是控制作业场所中有害气体、蒸气或粉尘最有效的措施之一。借助于有效的通风,使作业场所空气中有害气体、蒸气或之一。借助于有效的通风,使作业场所空气中有害气体、蒸气或粉尘的浓度低于规定浓度,保证工人的身体健康,防止火灾、爆粉尘的浓度低于规定浓度,保证工人的身体健康,防止火灾、爆炸事故的发生。炸事故的发生。通风分局部排风和全面通风两种。通风分局部排风和全面通风两种。5个体防护个体防护 3
21、18 当作业场所中有害化学品的浓度超标时,工人就必须使用合适当作业场所中有害化学品的浓度超标时,工人就必须使用合适的个体防护用品。个体防护用品不能降低作业场所中有害化学品的个体防护用品。个体防护用品不能降低作业场所中有害化学品的浓度,它仅仅是一道阻止有害物进人人体的屏障。防护用品本的浓度,它仅仅是一道阻止有害物进人人体的屏障。防护用品本身的失效就意味着保护屏障的消失,因此个体防护不能被视为控身的失效就意味着保护屏障的消失,因此个体防护不能被视为控制危害的主要手段,而只能作为一种辅助性措施。制危害的主要手段,而只能作为一种辅助性措施。防护用品主要有头部防护器具、呼吸防护器具、眼防护器具、防护用品
22、主要有头部防护器具、呼吸防护器具、眼防护器具、躯干防护用品、手足防护用品等。躯干防护用品、手足防护用品等。6保持卫生保持卫生 保持卫生包括保持作业场所清洁和作业人员的个人卫生两个保持卫生包括保持作业场所清洁和作业人员的个人卫生两个方面。经常清洗作业场所,对废弃物、溢出物加以适当处置,保方面。经常清洗作业场所,对废弃物、溢出物加以适当处置,保持作业场所清洁,也能有效地预防和控制化学品危害。作业人员持作业场所清洁,也能有效地预防和控制化学品危害。作业人员应养成良好的卫生习惯,防止有害物附着在皮肤上,防止有害物应养成良好的卫生习惯,防止有害物附着在皮肤上,防止有害物通过皮肤渗入体内。通过皮肤渗入体内
23、。(二)危险化学品火灾、爆炸事故的预防 从理论上讲,防止火灾、爆炸事故发生的基本原则主要有以下三点:1防止燃烧、爆炸系统的形成 (1)替代。(2)密闭。(3)惰性气体保护。(4)通风置换。(5)安全监测及连锁。2,消除点火源,消除点火源 能引发事故的点火源有明火、高温表面、冲击、摩能引发事故的点火源有明火、高温表面、冲击、摩擦、自燃、发热、电气火花、静电擦、自燃、发热、电气火花、静电火花、化学反应热、光线照射等。具体的做法有:火花、化学反应热、光线照射等。具体的做法有:(1)控制明火和高温表面。控制明火和高温表面。(2)防止摩擦和撞击产生火花。防止摩擦和撞击产生火花。(3)火灾爆炸危险场所采用
24、防爆电气设备避免电气火火灾爆炸危险场所采用防爆电气设备避免电气火花。花。3限制火灾、爆炸蔓延扩散的措施限制火灾、爆炸蔓延扩散的措施限制火灾、爆炸蔓延扩散的措施包括阻火装置、防爆泄限制火灾、爆炸蔓延扩散的措施包括阻火装置、防爆泄压装置及防火防爆分隔等。压装置及防火防爆分隔等。七、危险化学品的储存与运输安全七、危险化学品的储存与运输安全 (一一)危险化学品运输安全技术与要求危险化学品运输安全技术与要求 化学品在运输中发生事故的情况比较常见,全面了解并掌握化学品在运输中发生事故的情况比较常见,全面了解并掌握有关化学品的安全运输规有关化学品的安全运输规定,对降低运输事故具有重要意义。定,对降低运输事故
25、具有重要意义。1国家对危险化学品的运输实行资质认定制度,未经资质认国家对危险化学品的运输实行资质认定制度,未经资质认定,不得运输危险化学品。定,不得运输危险化学品。2托运危险物品必须出示有关证明,在指定的铁路、公路交托运危险物品必须出示有关证明,在指定的铁路、公路交通、航运等部门办理手续。托运物品必须与托运单上所列的品名通、航运等部门办理手续。托运物品必须与托运单上所列的品名相符。托运未列入国家品名表内的危险物品时,应附交上级主管相符。托运未列入国家品名表内的危险物品时,应附交上级主管部门审查同意的技术鉴定书。部门审查同意的技术鉴定书。3危险物品的装卸人员,应按装运危险物品的性质,佩戴相危险物
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