化工企業在生產過程中經常要使用并輸送易燃易爆物料。由于工藝、裝置或人員的因素會產生靜電,如果靜電得不到有效的控制,就有可能釀成重大火災、爆炸事故。
2000年12月12日,某廠漿染車間,用真空泵將儲槽內的醋酸乙烯吸到反應釜中,當儲槽內的醋酸乙烯約剩30kg時,突然發生爆炸。1名職工在撲救大火時被燒傷。事故現場未發現產生明火的火源點,現場電器開關、照明燈具均為防爆型,吸料的塑料管懸掛在半空中,所用塑料管及附近無接地裝置,儲罐底部被炸裂。經分析,醋酸乙烯在快速流經塑料管道時產生靜電積聚,當塑料管接觸到零電位儲罐時,形成高低壓電位差放電,產生的靜電火花引爆了空氣中的醋酸乙烯蒸氣,發生爆炸。
2002年7月10日,某飼料添加劑廠,1號環氧乙烷貯槽在正常運行時,突然開裂,導致使液態環氧乙烷噴出汽化,發生爆炸,造成2人死亡、4人重傷、11人輕傷,直接經濟損失640萬元,其它損失178萬元。經分析,1號環氧乙烷貯罐屬非法自制容器,制造質量低劣,焊縫與鋼板存在嚴重缺陷,是造成事故的主要原因;合成車間沒有設計、安裝防靜電接地裝置,環氧乙烷泄漏汽化后,積聚電荷無法排除,靜電火花引發環氧乙烷爆炸事故;裝有環氧乙烷的槽罐車,沒有及時開走脫離事故現場,導致事故擴大。
靜電的危害及形式
在工農業生產中,靜電具有很大的作用,如靜電植絨、靜電噴漆、靜電除蟲等,同時由于靜電的存在,也會產生一些危害。其中,爆炸和火災是靜電的最大危害。靜電的能量雖然不大,但因其電壓很高且易放電,會出現靜電火花,在易燃易爆的場所,可能因此引起火災或爆炸事故;靜電還可能導致電擊,可能發生在人體接近帶電物體的時候,也可能發生電擊后引發墜落、摔倒等二次事故,還會引起職工緊張,影響工作;在某些生產工程中,不消除靜電,將會影響儀器設備正常運轉或降低產品質量,還可能引起電子自動元件誤動作,引發二次事故。
在化工企業,產生靜電主要有4種形式。一是物料流動產生靜電積聚。化工企業使用的甲苯、異丙醚、乙酸乙酯、甲醇、酒精等多種易燃易爆有機溶劑,在槽車卸入貯罐、貯罐裝入中轉桶、中轉桶輸入反應釜、反應釜放到離心機或分層中轉桶過程中,如果使用的是沒有靜電導去功能的塑料管或靜電導去不暢的金屬管,而且物料的流速大于4.5m/s,則會產生靜電。隨著物料流過時間的延長,靜電產生積聚;二是物料在旋轉過程中產生靜電。如果設備的導電性能不佳,各車間反應釜、離心機內的物料,在長時間高速旋轉的過程中易積聚靜電;三是物料在快速運輸過程中,如果運輸設備沒有可靠接地,由于劇烈晃動,也易產生靜電積聚;四是化纖、毛料服裝在穿、脫或肢體晃動過程中易摩擦產生靜電,化纖、毛料毛巾或布片在擦拭設備、閥門、管道過程中也可產生靜電。
靜電的預防措施
預防化工生產中的靜電事故,可以從技術措施和工藝措施2方面入手。
1.技術措施
所有金屬裝置、設備、管道、貯罐等都必須接地。不允許有與地相絕緣的金屬設備或金屬零部件。亞導體或非導體應做間接接地,或采用靜電屏蔽方法,屏蔽體必須可靠接地。
各生產裝置系統(或裝置單元)的總泄漏電阻都應在1×106Ω以下。各專設的靜電接地體的接地電阻不應大于100Ω;
金屬設備與設備之間,管道與管道之間,如用金屬法蘭連接時,可不另接跨接線,但必須有2個以上的螺栓連接。其總泄漏電阻必須在1×106Ω以下。
平時不能接地的汽車槽車和槽船在裝卸易燃液體時,必須在預設地點按操作規程的要求接地,所用接地材料,必須采用在撞擊時不會產生火花的材料。裝卸工作完畢后,必須靜置一定時間才能拆除接地線。
直徑大于2.5mm或容積大于50m3的大型金屬裝置應有2處以上的接地點;較長的輸送管道應每隔80~100m設一接地點。
2.化工工藝措施
在化工生產過程中,所使用原料或輸送的物料若為易燃氣體、易燃液體時,在設備或輸送管道產生靜電火花的情況下,可能會引起爆炸或火災事故。因此,如果不影響工藝過程的正常進行,應該用不可燃介質代替可燃物質。
為防止爆炸混合物的形成,可降低爆炸混合物的濃度。可以使爆炸混合物的濃度低于爆炸下限或高于爆炸上限,因此,可以在爆炸和火害危險場所安裝通風裝置或抽氣裝置及時排出爆炸性混合物,使混合物濃度不超過爆炸下限,防止靜電火花引起爆炸或造成火災。
強化工藝管理,控制工藝操作指標,減少或限制靜電的積聚和產生。如控制流速,降低摩擦速度等工藝參數限制靜電的產生。
將貯罐或運輸管道進行有效接地,是消除導體上靜電的最簡單和有效的方法,防止物體上儲存靜電,同時也限制了帶電物體的電位上升或因此而產生的靜電放電,以及防止靜電感應的危險。
增濕可使帶電介質在自然環境中的靜電荷自行逸散,防止積聚以達到消除靜電的目的。
在容易產生靜電的高絕緣材料中,加入化學防靜電劑可降低材料的體積電阻或表面電阻,加速靜電泄漏,消除靜電危險。如在聚酯薄膜中加入烷基二苯醚磺酸鉀鹽可防止靜電的產生等。
使用靜電消除器可使帶電物體極性相反的離子向帶電物體移動,并和帶電物體的電荷進行中和,從而達到消除靜電、保障安全的目的。
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