危險化學(xué)品的防爆大致分為三類:氣體爆炸的預(yù)防,液體爆炸的預(yù)防,粉塵爆炸的預(yù)防。
一、氣體爆炸的預(yù)防
在各類工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活場景中,火災(zāi)和爆炸都是極具危險性的災(zāi)害事件。一般情況下,火災(zāi)一旦起火,就如同一個惡魔開始緩緩舒展它的觸角,火勢會逐漸蔓延擴(kuò)大。隨著時間一分一秒地流逝,損失就像雪球一樣急劇增加。這是因為火災(zāi)在初期階段可能僅僅局限于一個小范圍,但如果沒有得到及時有效的控制,它就會借助周圍的易燃物不斷擴(kuò)張自己的“領(lǐng)地”,吞噬更多的物質(zhì)財富,威脅更多人的生命安全。所以,對于火災(zāi)來說,初期的救火行動是非常有意義的,它就像在洪水泛濫初期堵住堤壩的漏洞一樣關(guān)鍵。
而爆炸則完全是另外一種情形,它具有突發(fā)性的特點。在大多數(shù)情況下,爆炸過程就像是一道閃電劃過夜空,在瞬間就完成了整個過程。在這極短的時間內(nèi),人員傷亡和物質(zhì)損失就如同被一只無形的大手瞬間造就。爆炸和火災(zāi)之間還存在著復(fù)雜而危險的聯(lián)系。火災(zāi)有可能引發(fā)爆炸,這是因為火災(zāi)中的明火以及高溫就像是兩把危險的鑰匙,能夠開啟易燃物爆炸的大門。比如說在油庫或者炸藥庫這種充滿危險物質(zhì)的地方,如果發(fā)生失火現(xiàn)象,那后果將不堪設(shè)想。密封的油桶可能在火焰的炙烤下,內(nèi)部的油因為溫度急劇上升而發(fā)生爆炸;炸藥庫中的炸藥同樣可能因為高溫或者明火的觸發(fā)而爆炸。甚至一些在常溫下看起來很穩(wěn)定,根本不會爆炸的物質(zhì),比如醋酸,在火場那種高溫的極端環(huán)境下,也有可能發(fā)生性質(zhì)的改變,從而變成爆炸物。反過來,爆炸也能夠引發(fā)火災(zāi)。當(dāng)爆炸發(fā)生時,就像一個大力士把周圍的易燃物猛地拋向四處,這些易燃物落地后可能就會引發(fā)大面積的火災(zāi)。例如密封的燃料油罐發(fā)生爆炸后,油罐內(nèi)部的油品會外泄,油品遇到一點火星或者高溫物體就會起火,從而引發(fā)大規(guī)模的火災(zāi)。所以,無論是發(fā)生火災(zāi)還是爆炸,我們都必須要保持高度的警惕。發(fā)生火災(zāi)時,要千方百計防止火災(zāi)轉(zhuǎn)化為爆炸;而發(fā)生爆炸時,又要時刻考慮到引發(fā)火災(zāi)的可能,并且及時采取防范搶救措施。
1.易燃易爆氣體的危險特性
(1)易燃易爆性
可燃?xì)怏w就像是一顆隨時可能被引爆的炸彈,其主要危險性就是易燃易爆。在一個特定的環(huán)境中,所有處于爆炸極限之內(nèi)的可燃?xì)怏w就像是一群等待命令的士兵,只要遇到著火源就會毫不猶豫地發(fā)生著火或者爆炸。而且有的可燃?xì)怏w極為敏感,遇到極微小能量的著火源的作用,就像一點火星落入火藥桶一樣,即可引爆。可燃?xì)怏w在空氣中著火或者爆炸的難易程度,就像是一場復(fù)雜的化學(xué)游戲。除了受到著火源能量大小的影響之外,主要取決于其化學(xué)組成。化學(xué)組成就像是一個指揮官,決定著可燃?xì)怏w的燃燒濃度范圍的大小、自燃點的高低、燃燒速度的快慢和發(fā)熱量的多少。不同的化學(xué)組成就會導(dǎo)致可燃?xì)怏w在燃燒方面表現(xiàn)出截然不同的特性。
(2)擴(kuò)散性
處于氣體狀態(tài)的任何物質(zhì)都像是一群自由自在的精靈,它們沒有固定的形狀和體積,并且充滿著探索精神,能自發(fā)地充滿任何容器。這是因為氣體分子之間的間距非常大,就像住在寬敞大房子里的居民,相互之間的作用力很小,所以它們非常容易擴(kuò)散。這種擴(kuò)散性使得可燃?xì)怏w一旦泄漏,就會迅速在周圍空間蔓延開來,大大增加了危險范圍。
(3)可縮性和膨脹性
氣體的體積就像是一個充滿彈性的氣球,會因為溫度的升降而脹縮。而且它脹縮的幅度比液體要大得多。當(dāng)溫度升高時,氣體分子就像是被注入了活力,開始活躍地運動,分子間的距離增大,從而使體積膨脹;相反,當(dāng)溫度降低時,氣體分子的運動變得遲緩,分子間的距離縮小,體積也就隨之縮小。這種特性使得氣體在不同的溫度環(huán)境下具有不同的狀態(tài)和危險性。
(4)帶電性
由靜電產(chǎn)生的原理可知,在這個充滿微觀粒子運動的世界里,任何物體的摩擦都會產(chǎn)生靜電。壓縮氣體或液化氣體也不例外。例如氫氣、乙烯、乙炔、天然氣、液化石油氣等氣體,當(dāng)它們從管口或破損處高速噴出時,就像是一群在狹窄通道中奔跑的孩子,由于氣體中往往含有固體顆粒或者液體雜質(zhì),在壓力下高速噴出時與噴嘴產(chǎn)生了強(qiáng)烈的摩擦,就像兩個調(diào)皮的孩子互相碰撞一樣,從而產(chǎn)生靜電。雜質(zhì)和流速就像是影響這場“摩擦游戲”的關(guān)鍵因素,影響著流體靜電荷的產(chǎn)生。帶電性是評定可燃?xì)怏w火災(zāi)危險性的一個重要參數(shù),就像給可燃?xì)怏w的危險程度貼上了一個標(biāo)簽。掌握了可燃?xì)怏w的帶電性,我們就可以像拿著應(yīng)對危險的武器一樣,采取相應(yīng)的防范措施,比如設(shè)備接地、控制流速等,從而降低可燃?xì)怏w發(fā)生危險的可能性。
2.爆炸極限的影響因素
在化學(xué)物質(zhì)的世界里,各種不同的可燃?xì)怏w和可燃液體蒸氣就像是來自不同家族的成員,由于它們各自獨特的理化性質(zhì),就像家族遺傳基因一樣,因而具有不同的爆炸極限。而且即便是同一種可燃?xì)怏w或者可燃液體蒸氣的爆炸極限,也不是固定不變的,它就像是一個善變的精靈,受溫度、壓力、氧含量、惰性介質(zhì)、容器的直徑等因素的影響。溫度就像是一個調(diào)節(jié)開關(guān),當(dāng)溫度升高或者降低時,可能會使可燃?xì)怏w或液體蒸氣的爆炸極限發(fā)生變化;壓力也像是一只無形的大手,對爆炸極限有著不可忽視的影響;氧含量的多少就像是為燃燒提供的“糧草”,影響著爆炸極限;惰性介質(zhì)就像是一個阻礙燃燒的屏障,它的存在與否會改變爆炸極限;容器的直徑則像是一個限制空間,不同的直徑大小也會對爆炸極限產(chǎn)生影響。
3.預(yù)防火災(zāi)與爆炸事故的基本措施
可燃?xì)怏w爆炸就像是一場需要集齊三把鑰匙才能開啟的危險游戲,必須同時具備三個條件:
第一,有可燃?xì)怏w,這是發(fā)生爆炸的物質(zhì)基礎(chǔ),就像建造大廈需要建筑材料一樣,可燃?xì)怏w就像是那些易燃易爆的“建筑材料”。
第二,有空氣,并且可燃?xì)怏w與空氣的混合比例必須在一定的范圍內(nèi),這個范圍就像是一個危險的“魔法區(qū)間”,只有在這個區(qū)間內(nèi),可燃?xì)怏w和空氣的混合體才具有爆炸的危險。
第三,存在火源,火源就像是點燃爆炸導(dǎo)火索的那一點火星。這三個條件缺一則不能發(fā)生爆炸。
因此,預(yù)防可燃?xì)怏w爆炸的原則就像是構(gòu)建安全堡壘的法則,包括:嚴(yán)格控制火源;防止可燃?xì)怏w和空氣形成爆炸性混合氣體;切斷爆炸傳播途徑,在爆炸開始時及時泄出壓力,防止爆炸范圍的擴(kuò)大和爆炸壓力的升高。而且這些原則就像一把萬能鑰匙,對防止氣體爆轟、液體蒸氣爆炸及粉塵爆炸,同樣是適用的。
(1)火源的控制與消除
引起火災(zāi)的著火源就像是一群隱藏在黑暗中的小惡魔,種類繁多,一般有明火、摩擦與沖擊、熱射線、高溫表面、電氣火花、靜電火花等。嚴(yán)格控制這類火源的使用范圍,就像是給這些小惡魔劃定活動范圍一樣,對防火防爆是十分必要的。
a.明火
明火主要是指生產(chǎn)過程中的加熱用火、維修電焊用火及其他火源,它就像是一個在危險邊緣玩火的調(diào)皮孩子,是引起火災(zāi)與爆炸最常見的原因。在加熱易燃物料時,要盡量避免采用明火這種危險的方式,而采用相對安全的蒸汽或其他載熱體加熱。就像是給易燃物料選擇一個溫和的“加熱伙伴”,而不是那個容易引發(fā)危險的明火。
b.摩擦與沖擊
在機(jī)器運轉(zhuǎn)的世界里,機(jī)器中軸承等轉(zhuǎn)動的摩擦、鐵器的相互撞擊或鐵制工具打擊混凝土地面等行為,就像是一群互相打鬧的調(diào)皮家伙,都可能產(chǎn)生火花。這些火花就像是隱藏在黑暗中的小火星,一不小心就可能引發(fā)大災(zāi)難。因此,為了避免這種危險,對軸承要保持良好的潤滑,就像給機(jī)器的關(guān)鍵部位涂上一層順滑的“保護(hù)油”;在危險場所要用鋼制工具替代鐵器,就像是把那些容易產(chǎn)生火花的“搗蛋鬼”換成相對安全的“乖孩子”。
c.熱射線
在光的世界里,紫外線就像是一個神秘的化學(xué)催化劑,能夠促進(jìn)某些化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行;紅外線雖然是不可見光,但它就像一個默默加熱的小火爐,長時間局部加熱也會使可燃物起火;直射陽光就像是一個帶著危險能量的光束,當(dāng)它通過凸透鏡、圓形燒瓶時會聚焦,其焦點就像是一個隱藏的火源,隨時可能引發(fā)火災(zāi)。
(2)爆炸控制
爆炸造成的破壞大多非常嚴(yán)重,就像是一場可怕的天災(zāi)降臨,科學(xué)防爆是非常重要的一項工作。防止爆炸的主要措施如下。
a.惰性介質(zhì)保護(hù)
在化工生產(chǎn)這個充滿危險與挑戰(zhàn)的領(lǐng)域中,用作保護(hù)氣的惰性氣體主要有氮氣、二氧化碳、水蒸氣等,它們就像是一群忠誠的衛(wèi)士。一般有如下情況時需考慮采用惰性介質(zhì)保護(hù):當(dāng)易燃固體物質(zhì)進(jìn)行粉碎、篩選處理及其粉末輸送這些容易產(chǎn)生危險的操作時,需要惰性介質(zhì)保護(hù),就像是給這些危險操作穿上一層“保護(hù)罩”;在處理可燃易爆的物料系統(tǒng)時,