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1、1,化工安全技术与环境保护,2,第三章 防火防爆技术 第一节 燃烧与爆炸的基础知识 第二节 火灾爆炸危险性分析 第三节 点火源的控制 第四节 火灾爆炸危险物质的安全技术措施 第五节 工艺参数的安全控制 第六节 火灾及爆炸蔓延的控制 第七节 消防安全,3,第一节 燃烧与爆炸的基础知识,一、燃烧的基本知识什么是燃烧？燃烧是一种复杂的物理化学过程。同时伴有发光、发热激烈的氧化反应。其特征是发光、发热、生成新物质。1、燃烧的条件 燃烧必须具备以下三个条件：可燃物质、助燃物质、点火源;*每一个条件要有一定的量，相互作用，燃烧才能发生.,4,第一节 燃烧与爆炸的基础知识,所有物质分为可燃物质、难燃物质和不
2、可燃物质三类。1）可燃物质是指在火源作用下能被点燃，并且当点火源移开后能继续燃烧直至燃尽的物质；2）难燃物质为在火源作用下能被点燃，当点火源移开后不能维持继续燃烧的物质；3）不可燃物质是指在正常情况下不能被点燃的物质。,5,凡能帮助和维持燃烧的物质统称为助燃物.常见的助燃物有空气和氧气氯气和氯酸钾等氧化剂。,凡能引起可燃物燃烧的能源统称可燃物。包括明火雷电电火花高温体磨擦与撞击,凡能和空气中的氧或氧化剂起剧烈反应的物质.可燃物质包括可燃液体可燃固体可燃气体。,助燃物,可燃物,点火源,物质燃烧三要素,6,燃烧的基本知识,*可燃物、助燃物和点火源是导致燃烧的三要素，缺一不可，是必要条件。*上述“三
3、要素”同时存在，燃烧能否实现，还要看是否满足数值上的要求。在燃烧过程中，当“三要素”的数值发生改变时，也会使燃烧速度改变甚至停止燃烧。*首先，要燃烧就必须使可燃物与氧达到一定的比例，如果空气中的可燃物数量不足，燃烧就不会发生。,7,燃烧的基本知识,其次，要使可燃物质燃烧，必须供给足够的助燃物，否则，燃烧就会逐渐减弱，直至熄灭。一般可燃物质在空气中的氧含量低于16时，就不能发生燃烧。再次，要发生燃烧，着火源必须有一定的温度和足够的能量，否则燃烧就不能发生。总之，要使可燃物质燃烧，不仅要具备燃烧的三个条件，而且每一个条件都要具有一定的量，并且彼此相互作用，否则就不会发生燃烧。对于正在进行着的燃烧，
4、若消除其中任何一个条件，燃烧便会终止，这就是灭火的基本原理。,8,燃烧的基本知识,2、燃烧的过程（P27图3-1）,9,燃烧的基本知识,3、燃烧类型,10,燃烧的基本知识,4、燃烧温度和热值 可燃物质燃烧时所放出的热量，部分被火焰辐射散失，而大部分则消耗在加热燃烧上，由于可燃物质所产生的热量是在火焰燃烧区域内析出的，因而火焰温度也就是燃烧温度。所谓热值，就是单位质量的可燃物质在完全烧尽时所放出的热量。不同的物质燃烧时，放出的热量是不同的，热值大的可燃物质燃烧时放出的热量多。可燃性固体和可燃性液体的热值以“J/kg”表示，可燃气体（标准状态）的热值以“J/m3”表示。(见P29表3-4),11,
5、第一节 燃烧与爆炸的基础知识,二、爆炸的基础知识1、什么是爆炸？爆炸是物质在瞬间以机械功的形式释放出大量气体和能量的现象。爆炸的分类（1）按爆炸能量来源的不同分类物理爆炸-是指由物理因素（如温度、体积、压力）变化而引起的爆炸现象。例如蒸汽锅炉、压缩气 体、液化气体过压等引起的爆炸，都属于物理爆炸。物质的化学成分和化学性质在 物理爆炸后均不发生变化。,12,第一节 燃烧与爆炸的基础知识,化学性爆炸-是指使物质在短时间内完成化学反应，同时产生 大量气体和能量而引起的爆炸现象。物质的化学成分和化学性质在化学爆炸后均发生了质的变化。如乙炔铜、碘化氮、氯化氮等的爆炸。,13,14,爆炸的基础知识,（2）
6、按爆炸的瞬时燃烧速度分类轻爆-物质爆炸时的燃烧速度为每秒数米，爆炸时无多大破坏力，声响也不大。爆炸浓度上限或下限时的爆炸即属于此类。爆炸-物质爆炸时的燃烧速度为每秒数十几米至数百米，爆炸时能 在爆炸点引起压力激增，有较大的破坏力，有震耳的声响。爆轰-物质爆炸的燃烧速度为每秒10007000m.爆轰时的特点是突 然引起极高压力，并产生超音速的“冲击波”。,15,爆炸的基础知识,3、爆炸极限及其影响因素（1）爆炸极限可燃性气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物，并不是在任何浓度下都会发生爆炸，而是必须在一定的浓度比例范围内才能发生燃烧和爆炸（2）影响可燃性气体、蒸气爆炸极限的因素 原始温度；越高爆炸极
7、限范围越大 原始压力；越高爆炸极限范围越大 惰性介质、杂物的影响；惰性介质越多爆炸极限范围越小，杂物就比较 复杂 容器的尺寸；直径越小爆炸极限范围越小 氧含量；越高爆炸范围越大(p32表3-6）点火源；能量、热表面积、作用时间,16,爆炸的基础知识,4、粉尘爆炸 粉尘爆炸是粉尘粒子表面和氧作用的结果。当粉尘表面达到一定温度时，由于热分解或干馏作用，粉尘表面会释放出可燃性气体，这些气体与空气形成爆炸性混合物，而发生粉尘爆炸。*粉尘爆炸的影响因素a、物理化学性质(燃烧热越大的、越易带静电的、粉尘所含的挥发分越大的）b、粉尘颗粒大小 c、粉尘的悬浮性d、空气中粉尘的浓度案例：2014年8月2日江苏昆
8、山金属粉尘爆燃事故,17,第二节 火灾爆炸危险性分析,一、生产和贮存的火灾爆炸危险性分析 为防止火灾和爆炸事故，首先必须了解生产或贮存的物质的火灾危险性，发生火灾爆炸事故后火势蔓延扩大的条件等，这是采取行之有效的防火、防爆措施的重要依据。为了更好地进行安全管理，可对生产中火灾爆炸危险性进行分类，以便采取有效的防火防爆措施。目前我国将化工生产中的火灾爆炸危险性分为五类.（P33表3-8）,18,表 火灾爆炸危险性分类,19,第二节 火灾爆炸危险性分析,二、爆炸和火灾危险场所的区分性（P33表3-9）,20,第三节 点火源的控制,点火源的控制是防止燃烧和爆炸的重要环节:1、明火；2、高温物体；3、
9、电火花、电弧 4、静电（六）5、撞击和摩擦*主要的火灾引燃源的统计表：,21,第四节 火灾爆炸危险物质的安全技术措施,一、用难燃或不燃溶剂代替可燃溶剂 在萃取、吸收等单元操作中，用燃烧性能较差的溶剂代替易燃溶剂，会显著改善操作的安全性。,22,第四节 火灾爆炸危险物质的安全技术措施,二、根据物质的危险特性采取措施遇空气或遇水燃烧的物质，应该隔绝空气或采取防水、防潮措施，以免燃烧或爆炸事故发生。燃烧性物质不能与性质相抵触的物质混存、混用；遇酸、碱有分解爆炸危险的物质应该防止与酸碱接触；燃烧性液体或气体，根据它们的闪点、爆炸范围、扩散性等采取相应的防火防爆措施。,23,三、密闭和通风措施1、密闭措
10、施2、通风措施（第四章）,24,四、惰性介质保护化工生产中常用的惰性介质有氮气、二氧化碳、水蒸气及烟道气等。生产中可燃物最高允许含氧量（P38表3-11）防止人员窒息2006年大庆石油管理局化工集团甲醇分公司2-20氮气窒息事故,25,第五节 工艺参数的安全控制,一、反应温度控制1控制反应温度2防止搅拌中断,3正确选择传热介质1)避免使用性质与反应物料相 抵触的介质2)防止传热面结垢3)传热介质使用安全,26,第五节 工艺参数的安全控制,二投料控制1、投料速度控制2、投料配比 3、投料顺序 4、原料纯度 5、投料量,27,第五节 工艺参数的安全控制,三、溢料和泄漏的控制1、溢料控制稳定加料量，
11、平稳操作。在工艺上可采取真空消泡的措施，通过调节合理的真空度来消除泡沫。在工艺允许的情况下加入消泡剂消减泡沫。在配料操作中可通过调节配料温度和配料糟的搅拌强度。2、泄漏的控制、为杜绝跑、冒、滴、漏，须加强操作人员和维修人员的责任心和技术培训，稳定工艺操作，提高检修质量，保证设备完好率，降低泄漏率。案例：洛染公司爆炸事故防止误操作。,28,第五节 工艺参数的安全控制,四、自动控制与安全保护装置1、自动控制2、安全保护装置（1）信号报警装置（2）保险装置（3）安全联锁装置,29,第五节 工艺参数的安全控制,*常见的安全联锁装置有以下几种情况：a、同时或依次放两种液体或气体时；b、在反应终止需要惰性
12、气体保护时；c、打开设备前预先解除压力或需要降温时；d、打开两个或多个部件、设备、机器由于操作错误容易引起事故时；e、当工艺控制参数达到某极限值，开启处理装置时；f、某危险区域或部位禁止人员入内时。,30,第六节 火灾及爆炸蔓延的控制,引言：在化工生产中，火灾爆炸事故一旦发生，就必须采取局限化措施，限制事故的蔓延和扩散，把损失降低到最低限度。多数火灾爆炸事故，伤害和损失的很大一部分不是在事故的初阶段，而是在事故的蔓延和扩散中造成的。目前许多大的化工企业把防灾的重点，普遍放在火灾爆炸发生并转而使事故扩大的危险性上。,31,一、正确选址与安全距离 二、隔离、露天布置、远距离操纵（一）分区隔离（二）
13、露天布置（三）远距离操纵,32,第六节 火灾及爆炸蔓延的控制,三、防火与防爆安全装置1、阻火装置（1）阻火器（a、金属网阻火器；b、砾石阻火器；c、波纹金属片阻火器）,33,第六节 火灾及爆炸蔓延的控制,（2）安全液封（3）单向阀（4）阻火闸门,34,第六节 火灾及爆炸蔓延的控制,2、防爆泄压装置（1）安全阀：安全阀的功用，一是 泄压，即受压设备内部压力超 过正常压力时。（2）爆破片：也称防爆片、防爆膜。爆破片通常设置在密闭的压力容 器或管道系统上当设备内物料 发生异常反应超过规定压力时，爆破片便自动破裂。,35,第六节 火灾及爆炸蔓延的控制,（3）防爆门：为了防止炉膛和烟 道风压过高，引起爆
14、炸和再次 燃烧，并引起炉墙和烟道开裂、倒塌、尾部变热而烧坏，目前 常用的方法就是在锅炉墙上装 设防爆门。（4）放空管：为防止可能出观的超温、超压、爆炸等恶件事故 的发生，设置的自动或就地手控紧急放空管道。,36,第七节 消防安全,一、灭火方法及原理 灭火的方法主要有四种：1、即减少空气中的含氧量窒息灭火法；2、降低燃烧物的温度冷却灭火法；3、隔离与火源相近的可燃物隔离灭火法；4、消除燃烧中的游离基化学抑制灭火法,37,第七节 消防安全,1、窒息灭火法如：采用石棉布、浸湿的棉被、湿帆布等不燃或难燃材料，覆盖燃烧物或封闭孔洞；用水蒸气、惰性气体(如二氧化碳、氮气等)充入燃烧区域内；,38,一、灭火
15、方法及原理,2、冷却灭火法 如；采取喷水或喷射二氧化碳等其它灭火剂，将燃烧物的温度降到燃点以下。在必要的情况下，可用水冷却尚未燃烧的物质，防止达到燃点而起火。,39,一、灭火方法及原理,3、隔离灭火法 如：将火源附近的可燃、易燃、易爆和助燃物质，从燃烧区内转移到安全地点；关闭阀门，阻止气体、液体流入燃烧区；排除生产装置、设备容器内的可燃气体或液体；设法阻拦流散的易燃、可燃液体或扩散的可燃气体；拆除与火源相毗连的易燃建筑结构，造成防止火势蔓延的空间地带；,40,一、灭火方法及原理,4、化学抑制灭火法 就是将化学灭火剂喷入燃烧区使之参与燃烧的化学反应，从而使燃烧反应停止。采用哪种灭火方法实施灭火，
16、应根据燃烧物质的性质、燃烧特点和火场的具体情况，以及消防技术装备的性能进行选择。有些火灾，往往需要同时使用几种灭火方法。这就要注意掌握灭火时机，搞好协同配合，充分发挥各种灭火剂的效能，迅速有效地扑灭火灾。,41,二、灭火剂,目前，广泛应用的灭火剂主要有水、泡沫、二氧化碳、干粉、卤代烷及特种灭火剂。1、水 水是一种来源丰富、取用方便、价值低廉的灭火剂。1）灭火原理：a、冷却作用；b隔绝作用；c、窒息作用；2）灭火用水的几种形式：a、普通无压力水 b、加压的密集水流 c、雾化水3）水灭火剂的优、缺点：（P48）,42,二、灭火剂,2、泡沫灭火剂 凡能与水混溶，并能通过化学反应或机械方法产生灭火泡沫
17、的灭火剂，称为泡沫灭火剂。分类：1）按发泡方法分类可分为两大类：即化学泡沫灭火剂（维护费用高）和空气机械泡沫灭火剂 2）按发泡倍数分类可分为三大类：发泡倍数在20倍以下为低倍泡沫；发泡倍数在于20500倍之间称为中倍泡沫；发泡倍数在5001000倍之间的称为高倍数泡沫。（一般都是低倍泡沫）,43,二、灭火剂,3、二氧化碳及惰性气体灭火剂 二氧化碳及惰性气体的主要灭火作用是窒息作用。此外，二氧化碳对火焰还有冷却作用。适用范围：二氧化碳灭火剂不导电、不含水分、灭火后很快散逸，不留痕迹，不污损仪器设备。所以它主要适用于扑救封闭空间的火灾扑救。适用于扑救A、B、C类初期火灾。特别适用于扑救600V以下
18、的电气设备、精密仪器、图书、资料档案类火灾.缺点：P49,44,二、灭火剂,4、卤代烷灭火剂（因有毒、破坏臭氧层被淘汰）5、干粉灭火剂1）分类：普通干粉灭火剂(又称B、C类干粉灭火剂)多用途干粉灭火剂(又称ABC通用型干粉灭火剂)2）灭火原理：a、化学抑制作用（对燃烧的链式反应的化学抑制作用来实现的。自由基的急剧减少，导致燃烧反应中断。)b隔绝作用；c、冷却、窒息作用；,45,二、灭火剂,3）干粉灭火剂优、缺点（P50）6、其他 用沙、土等作为覆盖物也可以灭火，他们覆盖在燃烧物上，主要起到与空气隔离的作用；其次，沙、土也可从燃烧物吸收热量，起到一定的作用。(检验室、研发化验室等都备有）,46,
19、三、消防设施,1、消防站 大中型化工企业都有自己消防站。2、消防给水设施 专门为消防灭火而设置的给水设施，主要有消防给水管道和消火栓两种。另外化工生产装置区的消防给水设施：1）消防供水竖管；2）冷却喷淋设备；3）消防水幕；4）带架水枪；,47,四、灭火器材,灭火器的种类很多，按其移动方式可分为：手提式和推车式；按驱动灭火剂的动力来源可分为：储气瓶式、储压式、化学反应式；按所充装的灭火剂划分有：泡沫灭火器、干粉灭火器、卤代烷灭火器、二氧化碳灭火器、1211灭火器等。1、性能及用途：P52表3-122、灭火机的设置：P52表3-13(一般灭火器的使用方法）,48,五、常见初起火灾的扑救,火灾通常都有一个从小到大、逐步发展、直至熄灭的过程。一般可分为初起、发展、猛烈、下降和熄灭五个阶段。火灾处于初起阶段，是扑救的最好时机，只要发现及时，用很少的人力和灭火器材就能将火灾扑灭。1、原则：（1）先控制，后消灭；（2）救人重于救灾；（3）先重点，后一般。2、各种初起火灾的扑救（P53-54）？事故案例：2008年上海商学院宿舍火灾事故,49,作业：1、简述在化工生产中，工艺参数的安全控制主要制 哪些内容？2、简述在化工生产中初起火灾的处理及灭火？,
