第三章
危險(xiǎn)化學(xué)品防火原理及措施

第一節(jié)　燃燒控制

對(duì)于危險(xiǎn)化學(xué)品，從燃燒理論上講，控制點(diǎn)火源、可燃物和助燃物其中的一種便可以控制其火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。但在實(shí)踐中，由于受到生產(chǎn)、運(yùn)輸以及儲(chǔ)存等方面的限制，只對(duì)點(diǎn)火源、可燃物和助燃物其中的一種采取控制措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，往往需要采取兩方面甚至全方面措施進(jìn)行控制，以提高安全度。此外，還應(yīng)考慮一些額外的輔助措施，旨在降低危險(xiǎn)化學(xué)品火災(zāi)爆炸事故發(fā)生時(shí)的危害，最大限度地減少損失[1]。

一、點(diǎn)火源的控制

在危險(xiǎn)化學(xué)品的防火防爆工作中，為了更好地促進(jìn)安全技術(shù)水平的提升，在控制火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)物基礎(chǔ)上還應(yīng)切實(shí)注重點(diǎn)火源控制，由于整個(gè)危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)中可能遇到的點(diǎn)火源較多，這就需要緊密結(jié)合實(shí)際情況切實(shí)強(qiáng)化安全處理。點(diǎn)火源主要分為四大類：第一類是化學(xué)熱源，主要是由化學(xué)反應(yīng)所釋放的熱量而形成的火源；第二類是機(jī)械火源，主要是機(jī)械物理做功時(shí)產(chǎn)生的熱量而形成的熱源；第三類是熱火源，主要是由熱量的傳導(dǎo)所致；第四類是電火源，主要是由電火花而形成的點(diǎn)火源。

1．對(duì)明火進(jìn)行嚴(yán)格的消除和控制

明火是指真正在自然界燃燒的火，也是可以看見(jiàn)的火，如生產(chǎn)、生活中的爐火、燭火、焊接火、煙頭火、撞擊火、摩擦打火、機(jī)動(dòng)車輛排氣管火星以及煙囪飛火等。這些明火是危險(xiǎn)化學(xué)品火災(zāi)爆炸事故的常見(jiàn)原因，故必須對(duì)其加以嚴(yán)格的消除和控制，主要措施和方法有：

（1）對(duì)在危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi)存在的以及可能存在明火的部位建立健全各種明火使用、管理和責(zé)任制度，并認(rèn)真實(shí)施檢查和監(jiān)督。

（2）對(duì)于甲、乙、丙類生產(chǎn)車間、倉(cāng)庫(kù)等位置應(yīng)嚴(yán)禁動(dòng)用明火，如果需要使用明火時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)安全保衛(wèi)部門或者防火責(zé)任人的批準(zhǔn)，并需在使用過(guò)程中嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)防范措施。

（3）使用氣焊、電焊、噴燈等進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，焊接地點(diǎn)應(yīng)與易燃易爆危險(xiǎn)場(chǎng)所保持一定的距離；若需在內(nèi)部進(jìn)行焊接時(shí)，必須按危險(xiǎn)等級(jí)辦理相關(guān)證件，并需準(zhǔn)備好滅火器材以及采取相應(yīng)的防護(hù)措施，在確保安全的情況下才可進(jìn)行施工作業(yè)。

（4）維修用火主要是指焊割及熬煉用火等，需加強(qiáng)對(duì)維修用火的管控。

（5）為防止煙囪飛火導(dǎo)致易燃易爆危險(xiǎn)品產(chǎn)生火災(zāi)或爆炸的危險(xiǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中，物料需充分燃燒，煙囪應(yīng)達(dá)到足夠的高度，必要時(shí)應(yīng)對(duì)其安裝火星熄滅器。

2．對(duì)撞擊火花和摩擦熱進(jìn)行控制

撞擊產(chǎn)生火花是由于高速運(yùn)動(dòng)的物體存在著能量，即動(dòng)能，較為堅(jiān)硬的物體速度達(dá)到一定值時(shí)如發(fā)生撞擊，伴隨著物體運(yùn)動(dòng)速度快速降低，動(dòng)能迅速轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如果不能快速以熱量的形式散發(fā)出去，可能在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高溫，能量集中就會(huì)以火花的形式表現(xiàn)出來(lái)。上述情況可能產(chǎn)生大量熱量，其產(chǎn)生的熱量超過(guò)大多數(shù)可燃物的最小點(diǎn)火能量，足以點(diǎn)燃可燃性氣體、蒸氣和粉塵等物質(zhì)，從而成為點(diǎn)火源，故應(yīng)嚴(yán)加防范，主要防范措施有：

（1）當(dāng)金屬機(jī)件摩擦、鋼鐵工具相互撞擊或與地面撞擊時(shí)可產(chǎn)生火花，引起火災(zāi)爆炸事故。在相關(guān)作業(yè)過(guò)程中應(yīng)小心謹(jǐn)慎地使用金屬以及鋁合金裝備、器具，嚴(yán)禁在未保證安全的條件下進(jìn)行搬運(yùn)或者拆遷大機(jī)電設(shè)備，對(duì)待小件工具物品也要做到輕拿輕放。在有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類生產(chǎn)廠房?jī)?nèi)，禁止穿帶釘子的鞋，鋪筑地面材料時(shí)選擇使用磨、碰、撞擊不產(chǎn)生火花的材料。

（2）在金屬導(dǎo)管或容器受到外界撞擊或者內(nèi)部壓力不均衡而導(dǎo)致突然開(kāi)裂時(shí)，內(nèi)部可燃的氣體或溶液高速噴出，噴出的物質(zhì)中夾帶著鐵銹以及其他金屬粒子與管壁沖擊摩擦升溫進(jìn)而變?yōu)楦邷亓Ｗ樱a(chǎn)生的能量便可引起火災(zāi)爆炸事故。因此，針對(duì)易燃易爆危險(xiǎn)品生產(chǎn)物料的金屬設(shè)備系統(tǒng)，在其內(nèi)外壁表面需進(jìn)行防銹處理，并需對(duì)其定期進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，經(jīng)常性檢查其外觀完好狀況，若發(fā)現(xiàn)缺陷，應(yīng)及時(shí)加以處理，以防止危險(xiǎn)的發(fā)生。

（3）當(dāng)機(jī)械軸承產(chǎn)生缺油、潤(rùn)滑不均的情況時(shí)，零件之間會(huì)摩擦生熱，產(chǎn)生的熱量聚集，當(dāng)附近有可燃物時(shí)，會(huì)產(chǎn)生著火的危險(xiǎn)。故應(yīng)要求機(jī)械軸承等轉(zhuǎn)動(dòng)部位保持良好的潤(rùn)滑，及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑油，并需定期處理清掃可燃污垢，以防止火災(zāi)的發(fā)生。

（4）為防止在傾倒和抽取可燃液體時(shí)鐵制器皿或工具與金屬蓋相碰產(chǎn)生碰撞火花引起可燃蒸氣燃爆事故的發(fā)生，應(yīng)使用銅錫合金或者鋁皮等不易著火的材料將容易產(chǎn)生碰撞火花的部位遮蓋起來(lái)。搬運(yùn)盛裝易燃易爆化學(xué)物品的金屬容器時(shí)，嚴(yán)禁拋擲、拖拉、摔滾，必要時(shí)可加防護(hù)橡膠套墊進(jìn)行預(yù)防。

3．防止和控制高溫物體作用

高溫物體，一般是指在一定環(huán)境中能夠向可燃物傳遞熱量并能導(dǎo)致可燃物著火的具有較高溫度的物體。在危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)中，加熱裝置、高溫物料輸送管線及機(jī)泵等，其表面溫度均較高，要防止可燃物落在上面，引燃著火。可燃物要遠(yuǎn)離高溫物體。如果高溫管線及設(shè)備與可燃物較近，高溫表面應(yīng)有隔熱措施。高溫物體的表面溫度高、體積大、散發(fā)熱量較多，會(huì)引起與其接觸的可燃物發(fā)生燃燒。預(yù)防措施如下：

（1）照明燈具的外殼或表面具有較高的溫度，要注意通風(fēng)、散熱，必要時(shí)加設(shè)隔熱保護(hù)裝置。

（2）高溫設(shè)備和管道表面應(yīng)設(shè)有隔熱保護(hù)層。

（3）加熱溫度超過(guò)物料自燃點(diǎn)的工藝過(guò)程，應(yīng)嚴(yán)防物料外泄或空氣滲入設(shè)備系統(tǒng)。

（4）若在廠房?jī)?nèi)部散發(fā)可燃粉塵、纖維，集中采暖的溫度不應(yīng)過(guò)高。

（5）禁止易燃易爆危險(xiǎn)化學(xué)品與高溫設(shè)備、管道表面直接接觸或距離過(guò)近。

4．防止電氣火花

電火花是電極間的擊穿放電，電弧則是大量電火花匯集的結(jié)果。電氣火花是常見(jiàn)的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿狞c(diǎn)火源。電氣火花有：電氣線路和電氣設(shè)備在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、接觸不良、短路、漏電時(shí)產(chǎn)生的火花，以及靜電火花和雷電放電火花等。一般電火花的溫度很高，特別是電弧，溫度可達(dá)3600～6000℃。

電氣火花防范措施主要有：采用安全防爆設(shè)備、消除靜電、降低接地電阻等。

5．防止日光照射和聚光作用

當(dāng)直射的日光通過(guò)凸透鏡、玻璃瓶或者含有氣泡的瓶子時(shí)，會(huì)使得日光聚集形成高溫進(jìn)而引起可燃物著火。某些化學(xué)物質(zhì)，例如氫和氯、氯和乙烯或含有乙炔的混合物，在日光照射下便可以發(fā)生反應(yīng)，甚至導(dǎo)致爆炸的發(fā)生。化學(xué)物質(zhì)乙醚在日光下長(zhǎng)時(shí)間存放可生成有爆炸危險(xiǎn)的過(guò)氧化物。危險(xiǎn)化學(xué)品硝化棉及其制品在較高環(huán)境溫度下會(huì)發(fā)生分解聚熱，進(jìn)而引起自燃火災(zāi)的發(fā)生。若陽(yáng)光足夠充足使得室外溫度達(dá)到一定程度，儲(chǔ)存較低沸點(diǎn)液體的鐵桶可能發(fā)生爆裂起火。在烈日暴曬下，會(huì)使得壓縮和液化氣體的儲(chǔ)罐和鋼瓶?jī)?nèi)部壓力產(chǎn)生一定的變化，壓力激增引起罐體爆炸進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。因此，應(yīng)采取下列措施加以防范：

（1）不準(zhǔn)使用橢形玻璃瓶盛裝易燃液體，在使用玻璃瓶?jī)?chǔ)存易燃液體時(shí)不準(zhǔn)露天放置。

（2）受熱易蒸發(fā)或者受熱易分解的易燃易爆物質(zhì)嚴(yán)禁露天存放，應(yīng)當(dāng)存放在可以遮擋住陽(yáng)光的庫(kù)房?jī)?nèi)部。

（3）乙醚等不可見(jiàn)光的物質(zhì)必須存放在金屬桶內(nèi)或者暗色的玻璃瓶中，防止分解發(fā)生危險(xiǎn)，在天氣較為炎熱的情況下需要進(jìn)行冷藏儲(chǔ)運(yùn)。

（4）在用食鹽電解法制取氯氣和氫氣時(shí)，應(yīng)當(dāng)控制在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生氯氣的量，并需要控制液氯廢氣中氫的含量，防止氯和氫混合物發(fā)生爆炸。在使用電石法制備乙炔時(shí)，如果使用次氯酸鈉等含氯物質(zhì)作為清潔劑，其有效氯含量應(yīng)加以控制。

6．防止靜電

對(duì)于化工生產(chǎn)中的靜電需要進(jìn)行特別的防護(hù)，主要就是設(shè)法消除或者控制靜電產(chǎn)生和積累的條件[2]，主要方法有工藝控制法、泄漏法、中和法。

二、可燃物的控制

物質(zhì)是燃燒的基礎(chǔ)，對(duì)可燃物進(jìn)行控制就是使可燃物達(dá)不到燃燒或者爆炸所需要的數(shù)量、濃度，進(jìn)而消除發(fā)生燃爆的物質(zhì)基礎(chǔ)，以防止或減少火災(zāi)和爆炸的發(fā)生。

1．使用難燃和不燃的物質(zhì)來(lái)代替可燃物質(zhì)

在化工生產(chǎn)中可以在適當(dāng)?shù)臈l件下使用不燃的液體代替可燃的液體作為生產(chǎn)過(guò)程中的溶劑，也可以使用燃燒性能較差的液體代替易燃溶劑，從而顯著提高生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中的安全性。例如，在溶解脂肪、樹脂、油類物質(zhì)、橡膠類物質(zhì)或是油漆類物質(zhì)時(shí)，溶劑若選擇可燃或易燃的，在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的危險(xiǎn)，這種情況下，可以使用四氯化碳來(lái)替代危險(xiǎn)性較大的溶劑。

2．爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所加強(qiáng)通風(fēng)

爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所是指能夠散發(fā)可燃?xì)怏w、蒸氣以及粉塵，并容易與空氣混合形成爆炸性混合物的場(chǎng)所。為了防止在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所泄漏和擴(kuò)散的可燃物料不斷積累最終達(dá)到爆炸極限，需要在這種爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所采取有效的通風(fēng)措施，通風(fēng)口的位置設(shè)置以及通風(fēng)方式的選擇則需要仔細(xì)考慮。若可燃?xì)怏w或蒸氣密度與空氣相比較小的時(shí)候，需要將排風(fēng)口設(shè)置在室內(nèi)建筑的上部；若可燃?xì)怏w或蒸氣密度與空氣相比較大的時(shí)候，需要將排風(fēng)口設(shè)置在室內(nèi)建筑的下部。

3．對(duì)產(chǎn)生的有害雜質(zhì)以及副反應(yīng)進(jìn)行控制

在許多的化學(xué)反應(yīng)中，由于物料本身純度并不是100%，所以會(huì)在其中摻雜著很多的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在往往會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生，有些副反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一些可燃性氣體，導(dǎo)致生成爆炸性混合物進(jìn)而發(fā)生爆炸。故在化工生產(chǎn)過(guò)程中，原料內(nèi)部的雜質(zhì)是防火安全的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。

（1）對(duì)原料中的有害雜質(zhì)進(jìn)行限制　在生產(chǎn)中所用的原料、半成品等都需要確保其純度。例如：在使用乙炔和氯化氫生產(chǎn)氯乙烯的過(guò)程中，原料氯化氫中就會(huì)存留一定量有害的游離氯，這些游離氯會(huì)與乙炔發(fā)生反應(yīng)最終生成四氯乙烷并發(fā)生著火甚至爆炸，故需要嚴(yán)格控制氯化氫中的游離氯不能超過(guò)0.005%。

（2）對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)中有害雜質(zhì)的積累進(jìn)行控制　在一些反應(yīng)系統(tǒng)中，在最開(kāi)始會(huì)產(chǎn)生一些雜質(zhì)，少量存在的這些雜質(zhì)不會(huì)對(duì)反應(yīng)過(guò)程造成較大的影響，但是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的不斷積累，會(huì)引發(fā)爆炸的危險(xiǎn)。例如：在甲醇生產(chǎn)中，有一種方法是高壓合成，若反應(yīng)過(guò)程中氧氣的含量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生劇烈的爆炸，所以在甲醇中氧氣的含量不能過(guò)多，宜控制在13%以下，在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)加入一定的惰性介質(zhì)。在甲醇分離器之后設(shè)置放空管，控制排氣量以防止其他爆炸性物質(zhì)的積累。

（3）添加穩(wěn)定劑保護(hù)　生產(chǎn)過(guò)程中有些危險(xiǎn)性物質(zhì)在遇到空氣中的氧氣時(shí)會(huì)產(chǎn)生燃燒或者爆炸，有的危險(xiǎn)品在長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存的過(guò)程中會(huì)自身發(fā)生變質(zhì)，在化學(xué)變化中生成一些更加危險(xiǎn)的物質(zhì)。故在生產(chǎn)和儲(chǔ)存某些易于自燃和爆炸的物質(zhì)時(shí)可采取添加穩(wěn)定劑的方法對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，如在硝化棉的儲(chǔ)存過(guò)程中，酒精和水可作為其穩(wěn)定劑；一些危險(xiǎn)化學(xué)品在常溫的條件下呈現(xiàn)液態(tài)，例如氰化氫，若其中有水存在，在長(zhǎng)時(shí)間的存放條件下氰化氫就會(huì)生成氨，而氨可以作為催化劑促進(jìn)聚合反應(yīng)的發(fā)生，在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生聚合熱，長(zhǎng)時(shí)間熱量的積累會(huì)導(dǎo)致蒸氣壓的不斷上升，最終導(dǎo)致爆炸的發(fā)生。所以在儲(chǔ)存類似物質(zhì)的時(shí)候需要嚴(yán)格地控制其中的含水量使其低于1%；為了提高氰化氫的穩(wěn)定性，通常在儲(chǔ)存氰化氫的容器中加入濃度為0.001%～0.5%的濃硫酸或是甲酸等酸性物質(zhì)作為穩(wěn)定劑，同時(shí)需要儲(chǔ)存在低溫處以防止著火或是爆炸。再如黃磷等物質(zhì)需要放置在水中，金屬鉀和鈉等物質(zhì)需要存放于煤油之中等，都是為了防止與空氣接觸進(jìn)而發(fā)生自燃起火。

（4）注意反應(yīng)過(guò)程中不完全反應(yīng)物的產(chǎn)生　在化工生產(chǎn)中，注意反應(yīng)過(guò)程中需要使反應(yīng)物反應(yīng)完全，若在化工生產(chǎn)中含有較多的未完全反應(yīng)的物質(zhì)，很有可能會(huì)引起其他副反應(yīng)，嚴(yán)重的情況下會(huì)產(chǎn)生一系列的事故。例如在氯化生產(chǎn)過(guò)程中，若沒(méi)有完全進(jìn)行反應(yīng)，則會(huì)導(dǎo)致大量一氯化物出現(xiàn)，這些一氯化物在100℃左右的條件下就會(huì)發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)而分解產(chǎn)生大量的氣體和熱量，最終可能導(dǎo)致爆炸的發(fā)生。

4．負(fù)壓操作

在壓力增大的過(guò)程中，混合氣體的爆炸極限也會(huì)隨之增大，故當(dāng)將壓力減小至“著火臨界壓力”的時(shí)候，便不會(huì)發(fā)生爆炸。通常負(fù)壓操作用于以下場(chǎng)合：

（1）在高溫條件下易分解、聚合以及結(jié)晶的硝基化合物、苯乙烯等物料。

（2）真空過(guò)濾有爆炸危險(xiǎn)的物質(zhì)。

（3）減壓蒸餾原油，對(duì)原油中各種物質(zhì)進(jìn)行分離。

（4）負(fù)壓輸送松散、干燥、流動(dòng)性較好的粉狀可燃原料，有利于安全生產(chǎn)。

5．對(duì)物料的投放進(jìn)行控制

在反應(yīng)設(shè)備中，需要控制好物料的投放，若不進(jìn)行嚴(yán)格的控制，則會(huì)很容易形成爆炸性混合物。例如在氨氧化制取硝酸的生產(chǎn)過(guò)程中氨與空氣中的氧氣按比例混合發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)的配比就會(huì)臨近爆炸下限，若對(duì)氨或者空氣的投放未進(jìn)行嚴(yán)格的控制，則混合氣體會(huì)達(dá)到爆炸極限甚至發(fā)生爆炸。因此，對(duì)于這些較為危險(xiǎn)的反應(yīng)，需要詳細(xì)規(guī)劃、計(jì)算各種物料的投放量，并對(duì)反應(yīng)過(guò)程中各種物質(zhì)的比率進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，防止危險(xiǎn)的發(fā)生。

6．加強(qiáng)危險(xiǎn)物質(zhì)的消防安全

易燃易爆危險(xiǎn)品在生產(chǎn)、儲(chǔ)存的過(guò)程中，易產(chǎn)生可燃?xì)怏w，產(chǎn)生的可燃?xì)怏w會(huì)與空氣形成爆炸性氣體混合物，同時(shí)在受熱條件下氣體容器會(huì)產(chǎn)生膨脹爆炸。重點(diǎn)應(yīng)防止可燃?xì)怏w的泄漏，或者外部空氣進(jìn)入可燃?xì)怏w的設(shè)備之中；凡是具有可燃?xì)怏w泄漏危險(xiǎn)的場(chǎng)所和設(shè)備，需要做到及時(shí)通風(fēng)換氣，防止可燃?xì)怏w不斷積累，在遇到火源的時(shí)候發(fā)生火災(zāi)以及爆炸[3]。

三、助燃物的控制

1．密閉設(shè)備

在負(fù)壓操作期間，若設(shè)備密閉性不好，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備外部空氣進(jìn)入設(shè)備中，從而達(dá)到其爆炸上限，進(jìn)而發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。設(shè)備密閉性問(wèn)題的產(chǎn)生部位通常是液位計(jì)、取樣口、零件交界處以及管道等部位，在檢查時(shí)，需對(duì)以上這幾個(gè)重點(diǎn)部位進(jìn)行仔細(xì)觀察：

（1）保證設(shè)備的密閉性。

（2）正確選擇密封的形式。

（3）注意對(duì)設(shè)備進(jìn)行經(jīng)常性檢查、維護(hù)和保養(yǎng)。

2．惰性氣體保護(hù)

用惰性氣體進(jìn)行保護(hù)是為了防止爆炸性混合物的形成，在危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)的過(guò)程中通常使用的惰性介質(zhì)除了氮以外還有二氧化碳等。

惰性氣體通常適用于下列場(chǎng)合：

（1）易燃固體類的物質(zhì)需要進(jìn)行研磨、粉碎以及其他較為危險(xiǎn)的處理方式時(shí)，可采取惰性氣體進(jìn)行保護(hù)。

（2）采取惰性介質(zhì)對(duì)易燃液體進(jìn)行壓送。

（3）具有著火以及爆炸危險(xiǎn)的工藝裝置、管線等需要使用惰性介質(zhì)進(jìn)行保護(hù)。

（4）可燃?xì)怏w混合物在反應(yīng)過(guò)程中加惰性氣體進(jìn)行保護(hù)。

（5）對(duì)泄漏的易燃物料進(jìn)行稀釋。

（6）使用惰性氣體對(duì)非防爆型的設(shè)備儀器進(jìn)行保護(hù)[4]。