Опасность пожаров и взрывов при работе с химикатами

Thread Content

В последние годы среди всех типов аварий, происходивших в химической промышленности нашей страны, смерти людей из-за пожаров и взрывов занимают первое место. Прямые экономические потери, вызванные этим, также весьма значительны. Например, в 1997 году на складе нефтепродуктов на заводе «Дунфан» в Пекине произошел масштабный пожар и взрыв. В течение короткого времени весь склад оказался в огне; 9 человек погибли, 37 получили ранения. Прямые экономические потери составили более сотни миллионов юаней. В 1993 году на складе химически опасных веществ в Циншуйхэ, Шэньчжэнь, произошел масштабный пожар с взрывом. В результате погибло 15 человек, более 200 человек получили ранения, из которых 25 — тяжелые. Прямой экономический ущерб превысил 250 миллионов юаней. Все эти происшествия были вызваны собственной опасностью возгорания и взрыва химических веществ. Поэтому понимание опасности возгораний и взрывов, связанных с химическими веществами, правильная оценка их рисков и своевременное принятие мер предосторожности имеют важное значение для обеспечения безопасности производства и предотвращения аварий. 1. Опасность горения и взрыва химических веществ. Методы оценки опасности горения и взрыва химических веществ различаются в зависимости от их состояния. 1.1 Опасность взрыва горючих газов, паров горючих жидкостей и горючих пылей (1) Предел взрываемости. Смеси горючих газов, паров горючих жидкостей или горючих пылей с воздухом могут взрываться не при любом соотношении компонентов, а только в определенном диапазоне концентраций. Для разных горючих веществ этот диапазон концентраций различается. Этот фиксированный диапазон обычно называется диапазоном взрывоопасности или пределом взрывоопасности вещества; он обычно выражается в процентном соотношении объема горючих газов, паров горючих жидкостей или пыли горючих веществ к объему воздуха. Наименьшая концентрация, при которой может произойти взрыв, называется нижней границей взрываемости, а наивысшая концентрация — верхней границей взрываемости. Например, диапазон взрывоопасности этанола составляет 4,3%–19,0%. 4,3% называется нижней границей взрывоопасности, а 19,0% — верхней границей взрывоопасности. Диапазон взрывоопасности бензина составляет 1,0%–6,0% ； Предел взрывчатости природного газа составляет 4,8%–13,46% ； Диапазон взрывоопасности водорода составляет 4,0%–75% ； Предел для монооксида углерода — 12,5%–74,2% ； Предел взрывчатости аммиака составляет 15,5%–27% и так далее. Чем шире диапазон пределов взрывоопасности, тем ниже нижний предел взрыва и тем выше степень опасности взрыва. 　　Границы взрывоопасности определяются при стандартных условиях — при нормальной температуре и давлении. Эти границы меняются в зависимости от температуры и давления. (2) Минимальная энергия зажигания. Минимальная энергия зажигания – это наименьшая энергия, необходимая для того, чтобы вызвать горение и взрыв взрывоопасной смеси. Например, минимальная энергия зажигания водорода составляет 0,019 мДж, у метана — 0,25 мДж, у этилена — также 0,25 мДж, у эпоксидного этилена — 0,065 мДж, а у этилена — 0,096 мДж. Чем меньше значение минимальной энергии зажигания, тем легче этот материал может воспламениться. (3) Давление взрыва – это давление, которое возникает при воспламенении и взрыве горючих газов, паров горючих жидкостей или смесей горючей пыли с воздухом в закрытом контейнере. Максимальное значение давления при взрыве называется максимальным давлением взрыва. Давление взрыва обычно измеряется, но его также можно рассчитать на основе уравнения химической реакции горения или внутренней энергии газа. У разных веществ разный давление при взрыве; даже у одного и того же вещества оно может отличаться в зависимости от окружающей среды, начального давления, температуры и т. д. 　　Чем выше максимальное давление во время взрыва, тем короче время его наступления и тем выше скорость его роста. Это свидетельствует о большей силе взрыва, а значит, о большей опасности данной смеси или химического вещества. 1.2 Опасность взрыва или горения легковоспламеняющихся или горючих жидкостей (1) Вспышка и температура вспышки При горении жидкости под действием источника огня она сначала испаряется, превращаясь в пары; затем эти пары окисляются и разлагаются, в результате чего происходит горение. На поверхности любой жидкости всегда присутствует определенное количество пара. По мере повышения температуры жидкости концентрация пара также увеличивается. Когда концентрация пара превышает нижнюю границу его взрывоопасного диапазона, при контакте с огнем происходит горение. При определенной температуре смесь насыщенных паров горючей жидкости и воздуха при контакте с пламенем может выделять искры и возгораться мгновенно; это явление называется вспышкой. Температура, при которой происходит вспышка, называется температурой вспышки. Когда температура горючей жидкости превышает её температуру вспышки, существует постоянная опасность её возгорания от пламени. Чем ниже температура вспышки, тем легче данный химический вещество может вызвать возгорание и взрыв. (2) Температура воспламенения – это минимальная температура, при которой горючее вещество при наличии достаточного количества воздуха воспламеняется при контакте с пламенем (появляется пламя или яркое свечение), и может продолжать гореть даже после удаления пламени. (3) Температура самовоспламенения – это минимальная температура, при которой горючее вещество может воспламениться под действием нагрева в воздухе или кислороде, без наличия источника огня, такого как пламя или электрическая искра. Эту температуру также называют температурой зажигания. 　　Самовозгорание бывает двух видов: самовозгорание под действием тепла: горючее вещество под действием внешнего источника тепла нагревается до температуры, при которой достигается точка самовозгорания, и начинает гореть само по себе. 　　Самовозгорание: явление, при котором горючий материал без воздействия внешнего источника тепла сам по себе начинает гореть в результате физических, химических или биохимических процессов, протекающих внутри него; за счет накопления тепла со временем достигается температура самовозгорания, после чего материал загорается. 　　Причинами естественного нагрева веществ являются: тепло разложения (например, у целлюлозы), тепло окисления (например, у ненасыщенных жиров), тепло адсорбции (например, у активного угля), тепло полимеризации (например, у жидкого цианистого водорода), тепло ферментации (например, у сена) и т. д. Самовозгорание является довольно распространенным явлением при хранении и транспортировке химической продукции, и оно представляет огромную опасность.