工厂火灾爆炸事故的分类及其基本预防措施课件.ppt
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1、1 2 1需要有点火源的爆炸2化学反应热积蓄引起的爆炸3过热液体蒸发引起的爆炸3 惰气置换混合气的成分控制与管理点火源的管理防止不稳定物质的生成了解过程物料的危险特性,对应采取措施(如有/会产生能分解物质)防泄漏防阀门误操作泄漏物质的检测报警点火源管理(各种点火源)需要点火源的爆炸着火破坏型泄漏着火型4 化学反应热积蓄引起的爆炸自然发火型对自然着火特性进行调研(发热原因)对蓄热条件(环境)进行分析强化温控系统防混合接触分散、冷却、焚烧反应失控型针对放热反应特性采取措施正确测量、控制工艺参数,控制反应速度确保冷却和搅拌失控时处置:及时调整、急冷、放空、中止点火源的管理5 过热液体蒸发引起的爆炸传
2、热型蒸气爆炸防止水进入高温炉内高温废弃物的安全处理水碎设备的安全设计深冷液化气体的处理(注意点火源的管理,防二次爆炸)作业地方要干燥平衡破坏型保持容器的耐压强度防止容器因外力而引起破坏防止因火灾引起加热防止反应失控点火源的管理(防二次爆炸)6 u1.着火破坏型爆炸着火破坏型爆炸 是由于容器内部的危险物质着火,引起持续燃烧、分解等化学反应,放出反应热蓄积起来,引起生成的气体/空气急剧热膨胀,内压上升,而使容器发生破坏而爆炸。由于燃烧或分解引起的爆炸,有如下六种情况:1)由于快速燃烧引起的爆炸 2)粉尘或喷雾爆炸 3)爆炸性混合气体爆炸 4)气体的分解爆炸 5)爆炸性物质以及混合危险物质的爆炸 6
3、)管道材料的燃烧7 时间:时间:1973.2.10地点:地点:美国纽约市斯坦塔(Satten)岛上后果:后果:10万m3罐爆炸,罐内检修人员40名立即死亡,伤3人 70.1072.1.25决定停用,2.13取出全部LNG(约20个月)因为发现罐LNG一直在泄漏 72.3.154.5,用N2置换(约20天)72.4.54.14,用空气置换 72.4.14确认安全,进罐检修(不断送入空气,并进行可燃气检验)70.3,冷却贮罐70.4注入LNG12345 73.2.10下午1:10左右罐内火灾(已检修约10个月)6简况:简况:1967.41970年初建成。罐顶盖81m,顶部高h约30m,V=10万m
4、3,满液高约18.5m。8 混凝土圆顶潜望镜硬质泡沫聚氨酯板(20cm+20cm)镀铝聚酯膜0.1mm聚氨酯层(12层)2.5 cm混凝土层压力安全装置绝热层聚氨酯绝热材料AA9 后果:后果:聚酯膜有破裂,LNG通过这个绝热材料层破裂处泄漏出来。取聚氨酯绝热材料中残留气分析,含有甲、乙、丙、丁、戊烷等烃类气体。(取v2.5530(cm)的聚氨酯2ml戊烷,点火,极易燃烧(指持续燃烧)维修中在取掉聚酯膜时引起气压降低,使浸透在其中的丁烷、戊烷等气体,进入罐空间。当天气象:当天气象:气压从1046毫巴降到1044毫巴,气温从-6.7升到-3.3火源:火源:尸体旁发现火药式铆钉机、1.1千瓦的电熨斗
5、和真空清扫机10 u案例:案例:如布袋除尘器,浓度高,静电引火哈尔滨麻纺厂,纤维粉尘爆炸时间:时间:87.3.15后果:后果:死58人,受伤177人,直接经济损失880多万元,1.3万m2厂房遭破坏(9500m2被炸毁),波及三个车间。原因:原因:中央换气室南部二台除尘器首炸,通过地沟、吸尘管传播点火源:点火源:静电?手提灯?明火(摩擦、撞击、电火花)?未有结论教训:教训:除尘器穿越多个车间,特别是非防尘车间,车间连成一片(36000m2),无分隔。梳麻粗纺细纺织布粗纺地下除尘室被炸毁11(1)粉尘必须是可燃的(2)粉尘必须是悬浮的(3)浓度必须在爆炸范围内(4)必须是微粒,分散度要高。粉尘颗
6、粒的大小,对于不同的物质,变动范围在0.10.0001mm(5)点火能源能引起爆炸的粉尘必须具备的条件能引起爆炸的粉尘必须具备的条件粉尘最小点火能mj爆炸下限g/m3钛1045镁4020聚苯乙烯1515玉米粉3040砂矿3035硫磺1535棉纤维 50某些物质粉尘爆炸的参数某些物质粉尘爆炸的参数12 l(1)粒子表面得到热解,表面温度升高l(2)粒子表面的分子发生热分解/干馏,变成气体在粒子周围释放l(3)这种气体与空气混合形成爆炸性混合气体,点火产生火焰l(4)火焰产生的热进一步促进粉尘分解,放出可燃气体,故传播本质上也是一种气体爆炸。p 金属粉尘主要是氧化放热,加热周围气体,如:着火机理着
7、火机理有机粉尘与氧气发生反应有机粉尘与氧气发生反应gkCalOAlOAl/724023432213 l(1)燃速、压力比气体爆炸小l(2)爆炸粒子一面燃烧一面飞散l(3)最初局部爆炸的冲击波使周围(环境)粉尘飞舞,波及造成二次、三次爆炸l(4)与气体相比,粉尘会引起不完全燃烧,有CO中毒危险粉尘爆炸的特征粉尘爆炸的特征14 l(1)化学性质和组成:必须是可燃的,燃烧热的大小、反应性能、含灰分和挥发份的多少。含灰分15%30%则不易爆,含挥发份11%的易爆l(2)颗粒度,越小越易爆,因为比表面大,吸附氧多l(3)粉尘浓度l(4)点火能l(5)湿度:一般有抑制爆炸作用(冷却、惰化、湿增加凝聚性影响
8、悬浮性、影响点火温度、传播速度)l(6)粉与气共存的影响,会使L下下降(迭加效应)粉尘爆炸的影响因素粉尘爆炸的影响因素爆炸性物质煤粉与甲烷混合时的L下悬浮煤粉(g/m3)010.327.947.8甲烷(%V)4.853.71.7015 u雾滴爆炸雾滴爆炸可燃液体的雾滴是可以爆炸的当雾滴0.6mm时,点火后可以传播火焰;当雾滴0.01mm时,其L下相当于气相时的L下。形成雾滴没有温度要求,只要产生喷雾现象,遇点火源,即燃/爆。16 u案例:丙烯酸甲酯贮罐爆炸案例:丙烯酸甲酯贮罐爆炸76.3.9,1205,日本兵库县某化工厂丙烯酸甲酯储罐爆炸。爆炸声在10km内均可听到,负伤57人。由于丙烯酸甲酯
9、蒸气有恶臭,在向储罐输液时,从罐内排出的气体有恶臭,为防其污染环境,工艺上考虑了用一根7.5cm,L15m的不锈钢管将气体导出,再通过一个60cm,h4m的装有活性炭的脱臭塔,吸附除去蒸气恶臭后,排入大气。丙烯酸甲酯蒸气在活性炭上吸附时放热,吸附热和氧化热积蓄,使活性炭被加热(温度可达500600)。当天气温9.815,丙烯酸甲酯的电阻率108109.cm,输送流速1.8m/s。OCCHCH-=2OCH3-17 u丙烯酸甲酯:沸点80.3 L=2.825%(V),温度极限-343 引燃温度(自燃点)=468事故分析:事故分析:引起化学爆炸的三个条件满足否?蒸气浓度达到L否?氧化剂(空气)?点火
10、源:明火?静电?高温?18 u具有分解爆炸特性的气体,一般是指此种气体分解可以产生相当数量的热量。当分解热达到2030千卡摩尔的物质在一定条件下点火之后火焰就能传播开来。(化工安全技术)u若把142KPa的乙炔点火,就会发生分解爆炸。这一压力称为“临界压力”。日本规定乙炔发生装置的压力限值为140KPa,某些国家限定为130KPa。由BIOS(英国情报资料调查小组委员会)报导的资料温度()压力(atm)3277.56582.6510831.8417731.4乙炔在对应温度和压力下产生分解爆炸的关系(德国资料)按此资料,可理解为,分解爆炸性气体,在一定温度下(或点火),对其施加一定的压力,则会产
11、生分解爆炸。molKCalHCHCP/2.542222molkCalCHCHC/4.3044219 乙炔的L “可燃气体、蒸气、粉尘火灾危险性参数手册”:L 2.5100(A)“国际海协”:L 2.180%(M)“防火检查手册”:L 2.582%可发生分解爆炸的物质:可发生分解爆炸的物质:molkCalCHCHC/44.30442(固)molkCalCOCHOHC/11.32442(环氧乙烷)molkCalONON/5.1921222molkCalONNO/6.2121212220 u这里所指“爆炸性物质”是指在反应罐、热交换器、管等内部所生成的副产物造成爆炸危害。u有些不饱和有机物能吸收氧生
12、成过氧化物/原料中微量NO2生成硝基化物。u如:丁二烯过氧化自聚物很不稳定 丁二烯端聚物 过程中堵塞管道,使容器破裂NOHCnOHnCn)(264264nHC)(64措施:措施:过程中使用高纯N2(99.99%)工艺水脱O2(O20.1%)储温15 加阻聚剂亚硝酸钠、对叔丁基邻苯二酚(TBC)每隔23天倒罐循环/每班循环21 u案例:案例:61.2.27,某钢铁厂高压氧经硅胶干燥,部分硅胶粒子进入氧气流,管内壁被磨损,生成铁粉,流动中发热着火,在T型管内沉积,使管道烧穿。22 一般控制混合气中O2浓度在MOC以下(气体MOC在6以下,粉尘MOC在10以下)u最小氧气浓度(MOC)在空气和燃料的
13、体积之和中,氧所占的百分比,低于此值不燃烧。FOLFFAFOMOC22=下燃空气氧u 2.着火破坏型爆炸的预防措施着火破坏型爆炸的预防措施例:OHCOHC22242223O)(稀%1.83%7.213)(=稀下LMOC23 一般在工艺控制中要比计算值低4个百分点,上例则应在系统中控制为4%MOC计算适用于碳氢化合物 资料:Chemical Process Safety Fundamentals With Application 可以作为一种控制手段,如:控制尾气含量在6%左右,装在线O2分析对苯二甲酸对二甲苯空气氧化、醋酸溶剂24 u在容器内空气不能用惰气置换的情况下,必须控制在爆炸范围以外,
14、控制P.T.V使不进入爆炸范围。u如储存某可燃液体的上部空间,在常温下可达爆炸范围,可通过对应的温度极限进行控制,使可燃液在气相中的浓度处于上限以上,或下限以下,在爆炸范围以外。例:例:苯的闪点-14,此时的蒸气压为11mmHg,求常压下苯的L下。解:解:爆炸极限有上、下限浓度之分,下限浓度对应的温度是通常所称的液体的闪点;上限浓度也有一个对应的温度,可称为“上部闪点”或上部温度极限;上部闪点之上的该液体的气相浓度(上限以上),应该是不燃不爆的。%45.1%10076011100=总闪下PPL25 例:例:已知苯的L 上7.9(v),求苯的爆炸上限温度,(在常压下)解:解:mmHgLPPPPP
15、LC60.04100060041007.9760100100上总上闪总上闪上由资料查得苯在10时P=44.75mmHg 20时P=74.8mmHg由内插法求得P=60.04mmHg时的T15.1100.51101030.0515.2910)1020(75.448.7475.4404.6010-T其结果15.1,即为L上(7.9)就对应的温度,表明在15.1以上,常压下,容器上部空间的苯蒸汽浓度是大于L上的,不会燃爆10 x2044.7560.0474.8mmHg26)1(lg6.20/)25(75.01/)25(75.01)1.0()()25()()25()(=-=-=PLLHTLLHTLLM
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