化工单元操作安全技术课件.ppt
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- 化工 单元 操作 安全技术 课件
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1、化工安全工程化工安全工程6 化工单元操作安全技术化工单元操作安全技术26 化工单元操作安全技术化工单元操作安全技术任何一种化工产品的生产过程,都是由若干单元操作及化学反应过程组合而成的。每个单元操作,都是在一定的设备中进行的。例如,吸收操作是在吸收塔内进行的;干燥操作是在干燥器内进行的。单元操作不仅在化工生产中占有重要地位,而且在石油、轻工、制药及原子能等工业中也广泛应用。 3化工单元操作:化工单元操作:整个化工生产中普遍采用的、遵循共同的操作原理,所用设备相近,具有相同作用的一些基本的物理性操作,称为“化工单元操作”。如流体输送、搅拌、沉降、过滤、热交换、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、萃取、吸附以
2、及干燥等。单元操作的分类:a 按操作目的分:按操作目的分:u流体输送:气体和液体的输送;u物料的混合:主要指通过搅拌达到物料混合或分散的目的;u物料的加热或冷却:利用物料和环境之间的温度差输入或输出热量;u均相混合物的分离:气体吸收、液体蒸馏、萃取等;u非均相混合物的分离:过滤和沉降。4b 按单元操作遵循的基本规律分:按单元操作遵循的基本规律分:u动量传递过程遵循流体力学基本规律的单元操作:流体输送、沉降、过滤和离心分离等;u热量传递过程遵循热交换基本规律的单元操作:如传热、蒸发等;u质量传递过程遵循通过扩散,从一相转移到另一相的过程:吸收、吸附、蒸馏、萃取、离子交换、膜分离等。5单元操作特点
3、:单元操作特点:ua 都是物理操作;ub 都是化工生产过程中共有的操作;uc 用于不同化工生产过程的同一单元操作,其原理相同,所用设备亦通用。 各种单元操作依据不同的物理、化学原理,应用相应的设备,达到各自的工艺目的。如蒸馏根据液体混合物中各组分挥发能力的差异,可以实现液体混合物中各组分分离或某组分提纯的目的。66.1 物料物料输输送送 在工业生产过程中,经常需要将各种原材料、中间体、产品以及副产品和废弃物,由前一个工序输往后一个工序,由一个车间输往另一个车间,或输往储运地点,这些输送过程就是物料输送。 物料输送是化工行业最普通的操作手段。物料的相态,形态不同,输送的设备和方法也各不相同,无论
4、采用何种设备和方法输送物料,运行安全都是极为重要的,否则一出故障可能会危及整个生产的全局。7 带式输送机 柔性 链式输送机 固体传力 斗式提升机 螺旋输送机 刚性 滚子输送机 振动输送机 真空吸料装置 气体 流体传力 气力输送机 液体-流送槽 6.1.1 固体物料的输送固体物料的输送1)固体物料输送机械与设备固体物料输送机械与设备89 斗式提升机斗式提升机 带式提升机带式提升机 螺旋提升机螺旋提升机102)固体物料输送安全注意事项)固体物料输送安全注意事项a 防止人身伤害事故u在输送设备的日常维护中,润滑、加油和清扫工作是操作者致伤的主要机会;u特别关注设备对操作者严重危险的部位,如皮带同皮带
5、轮接触的部位;u注意链斗输送机下料器的摇把反转伤人;u不得随意拆卸设备突起部位的防护罩,避免设备高速运转时突起部位将人刮到。11b 防止设备事故u防止皮带运行过程中,因高温物料烧坏皮带;u严密注意齿轮负荷的均匀,物料的粒度以及混入其中的杂物,防止因为卡料,拉断链条,甚至拉毁整个输送设备的机架;u防止链斗输送机下料器下料过多,料面过高造成链带拉断。123)气力输送系统的安全注意事项)气力输送系统的安全注意事项气力输送即风力输送,它主要凭借真空泵或风机产生的气流动力以实现物料输送,常用于粉状物料的输送。气力输送系统除设备本身因故障损坏外,最大的安全问题是系统的堵塞和自由静电引起的粉尘爆炸。 (1)
6、避免管道堵塞引起爆炸具有黏性或湿度过高的物料较易在供料处及转弯处粘附在管壁上,最终造成堵塞。悬浮速度高的物料,比悬浮速度低的物料较易沉淀堵塞。管道连接不同心、连接偏错或焊渣突起等易造成堵塞。大管径长距离输送管比小管径短距离输送管更易发生堵塞。输料管的管径突然扩大,物料在输送状态中突然停车易造成堵塞。最易堵塞的是弯管和供料附近的加速段,水平向垂直过渡的弯管部位。 133)气力输送系统的安全注意事项)气力输送系统的安全注意事项(2)防止静电引起燃烧 粉料在气力输送系统中,因管壁摩擦而使系统产生静电,这是导致粉尘爆炸的重要原因之一,因此,必须采取下列措施加以消除。 粉料输送应选用导电性材料制造管道,
7、并应良好接地。如采用绝缘材料管道且能防静电时,管外采取接地措施。 应对粉料的粒度、形状与管道直径大小,物料与管道材料进行匹配,优选产生静电小的配置。 输送管道直径要尽量大些,力求使管路的弯曲和管道的变径缓慢。管内应平滑,不要装设网格之类部件。 输送速度不应超过规定风速,输送量不应有急剧的变化。 粉料不要堆积管内,要定期使用空气或惰性气体进行管壁清扫。 146.1.2 液态物料输送液态物料输送 在化工生产中,经常遇到液态物料在管道内的输送。高处物料可以借助其位能自动输往低处。将液态物料从低处输往高处、由一处水平输往另一处、由低压处输往高压处以及为保证克服阻力所需要的能量时,都要依靠泵这种设备去完
8、成。充分认识被输送的液态物料的易燃性,正确选用和操作泵,对化工安全生产十分重要。 化工生产中,输送的流体种类很多。流体的温度、压力等操作条件,流体的性质、流量以及所需要提供的能量等方面有很大的不同。为了适应不同情况下的流体输送要求,因而需要不同结构和特性的流体输送机械。流体输送机械根据工作原理的不同通常分为四类,即离心式、往复式、旋转式及流体动力作用式。156.1.2 液态物料输送液态物料输送(1)离心泵的安全要点)离心泵的安全要点ua 避免物料泄漏引发事故ub 避免空气吸入导致爆炸uc 防止静电引起燃烧ud 避免轴承过热引起燃烧ue 防止绞伤166.1.2 液态物料输送液态物料输送(2)往复
9、泵、旋转泵的安全要点)往复泵、旋转泵的安全要点 往复泵和旋转泵(齿轮泵、螺杆泵)用于流量不大、扬程较高或对扬程要求变化较大的场合,齿轮泵一般用于输送油类等黏性较大的液体。 往复泵和旋转泵均属正位移泵,开车时必须把出口阀门打开,严禁采用关闭出口阀门的方法进行流量调节,否则造成泵内压力升高,引发爆炸事故。这一点与离心泵不同,离心泵是可以采用关闭出口阀门的方法进行流量调节的。176.1.2 液态物料输送液态物料输送(3)流体作用泵的安全要点)流体作用泵的安全要点 流体作用泵是依靠压缩气体的压力或运动着的流体本身来进行流体的输送,如空气升液器、喷射泵等。这类泵无活动部件且结构简单,在化工生产中有着特殊
10、的用途,常用于输送腐蚀性流体。 空气升液器等是以空气为动力的设备,必须有足够的耐压强度,必须有良好的接地装置。输送易燃液体时,不能采用压缩空气压送,要用氮气、二氧化碳等惰性气体代替空气,以防止空气与易燃液体的蒸气形成爆炸性混合物,遇点火源造成爆炸事故。18 6.1.3 气体物料输送气体物料输送(1)气体输送设备分类)气体输送设备分类u通风机u鼓风机u压缩机u真空泵SWF系列混流式通风机系列混流式通风机 回转式鼓风机回转式鼓风机 196.1.3 气体物料输送气体物料输送(1)气体输送设备分类)气体输送设备分类 离心式风机,鼓风机与压缩机的工作原理和离心泵相似,依靠叶轮的旋转运动,使气体获得能量,
11、从而提高了气体的压强和速度;u通风机都是单级,起输送气体之用,所产生的表压强14.7103Pa;u鼓风机,产生的表压强(14.7300)103Pa;u压缩机,都是多级的,压缩机的表压强300103Pa,对气体都有较显著的压缩作用。206.1.3 气体物料输送气体物料输送(2)气体物料输送安全要点)气体物料输送安全要点 气体与液体不同,气体具有可压缩性,因此,气体输送机械与液体输送机械不尽相同。用于输送液体的机械称为泵,用于输送气体的机械称为风机及压缩机。 气体物料输送中,气体压强发生变化,体积和温度也相应发生变化。对气体物料的输送必须特别重视在操作条件下气体的燃烧爆炸危险。21 通风机和鼓风机
12、通风机和鼓风机ua 保持其防护罩完好,避免人身伤亡事故;ub 必要时安装消音装置。 真空泵真空泵ua 严格密封;ub 输送易燃气体,尽可能采用液环式真空泵。22 压缩机压缩机ua 保证散热良好;ub 严防泄漏;uc 严禁空气与易燃性气体在压缩机内形成爆炸性混合物;ud 防止静电;ue 预防禁忌物的接触;uf 避免操作失误。23246.26.2熔融和干燥熔融和干燥6.2.16.2.1熔融熔融1 1)熔融操作概述)熔融操作概述 熔融是指当温度升高时,分子的热运动能增大,导致结晶破坏,物质熔融是指当温度升高时,分子的热运动能增大,导致结晶破坏,物质由固相变为液相的过程。在化工生产中主要是指将固定物料
13、通过加热使其融化为由固相变为液相的过程。在化工生产中主要是指将固定物料通过加热使其融化为液态的操作。液态的操作。2 2)熔融的安全要点:)熔融的安全要点: 避免物料熔融时对人体的伤害;避免物料熔融时对人体的伤害; 注意熔融物中杂质的危害;注意熔融物中杂质的危害; 降低物质的粘稠程度;降低物质的粘稠程度; 防止溢料事故防止溢料事故 ; 选择适宜加热方式和加热温度选择适宜加热方式和加热温度 ; 熔融设备安全附件;熔融设备安全附件; 熔融过程的搅拌熔融过程的搅拌 。256.2.2 干燥干燥 干燥是利用热能使固体物料中的水分(或溶剂)除去的单元操作。干燥的热源有热空气、过热蒸汽、烟道气和明火等。干燥所
14、用的介质有空气、烟道气、氮气或其它惰性气体。 干燥的目的是为了使物料便于运输、加工处理,贮藏和使用。例如,聚氯乙烯的含水量须低于0.2%,否则在其制品中将有气泡生成;抗菌素的含水量太高则会影响其使用期限等等。干燥在其它农业部门中也得到普遍的应用,如副产品的加工、造纸、纺织、制革、木材加工和食品工业中,干燥都是必不可少的操作。266.2.2.1 干燥过程的分类干燥过程的分类u按操作的压力不同,干燥可分为常压干燥和真空干燥。真空干燥温度较低,适合对于热敏性、易氧化或要求产品含水量极低的物料干燥;u按照热能传给湿物料的方式,干燥又可分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥,以及由其中两种或三种
15、方式组成的联合干燥;u按操作方式来分,干燥操作又可分为连续式和间歇式。连续式的优点是生产能力大,热效率高、劳动条件比间歇式好,又能得到较均匀的产品。间歇式的优点是基建费用较低,操作控制方便,能适应多品种物料,但干燥时间较长,生产能力较少。27DHBG系列盘式高速干燥机系列盘式高速干燥机全自动硬盘式干燥箱全自动硬盘式干燥箱JQG型强力搅拌气流干燥机型强力搅拌气流干燥机 286.2.2.2 干燥的安全要点干燥的安全要点ua 易燃易爆物料干燥时,采用真空干燥比较安全;ub 易燃易爆及热敏性物料的干燥要严格控制温度及时间;uc 正压操作的干燥器应密闭良好;ud 干燥前必须彻底清除物料中含有的自燃点低的
16、物质和其他杂质;ue 在操作洞道式、滚筒式干燥器时,须防止机械伤害;uf 在气流干燥中,应严格控制干燥气流风速。uG 滚筒干燥应适当调整刮刀与筒壁间隙,将刮刀固定牢固。296.3蒸发与蒸馏蒸发与蒸馏6.3.1 蒸发蒸发 蒸发是借加热作用使溶液中所含溶剂不断气化,以提高溶液中溶质的浓度,或使溶质析出的物理过程。例如,氯碱工业中的碱液提浓、海水的淡化等。蒸发过程的实质就是一个传热过程。u蒸发按其操作压力不同可分为常压、加压和减压蒸发。u常见蒸发设备有循环型和单程型两种。外循环式真空蒸发器外循环式真空蒸发器 30蒸发的安全要点蒸发的安全要点ua 凡蒸发的溶液皆具有一定的特性。如溶质在浓缩过程中可能有
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