化工安全与环保

燃烧与爆炸燃烧是可燃物质与助燃物质发生伴有放热和发光的一种剧烈的氧化还原反应。燃烧三要素：可燃物，助燃物，点火源（燃烧三角形），自由基地连锁反应不受抑制（燃烧四面燃烧过程及燃烧形式气体燃烧：直接燃烧蒸发燃烧液体燃烧蒸发燃烧和分解燃烧都是依靠气体的扩散进行燃烧分解燃烧是火焰型燃烧固体燃烧着火（点燃）可燃物质在空气充足的条件下，当达到一定温度时，与火源接触就会燃烧，移去火源后能够持续燃烧（达5s以上），这种现象称为点燃燃烧过程中温度变化。着火点点燃的最低温度叫做燃点，也叫做着火点。燃烧过程中温度变化T初，T氧，T自：理论自燃点温度，热量相平衡（热量平衡点），T自’，T燃Q诱：诱导期，着火延滞期（T自-T自’）闪点用来衡量液体的易燃性和挥发性闪点：温度升高，液体表面蒸气压升高，可燃物浓度升高，能够被火源点燃而发生一个瞬间的火苗。闪点是物质在储存、运输和使用过程中的安全性指标，也是其挥发性指标。闪点越低，越容易挥发，物质的火灾危险性越大，安全性差影响闪点测定的因素：点火源的大小及与液面的距离加热速率适用的均匀程度试样的纯度测试容器大气压力受热自燃：可燃物质受到外部热源的作用并积蓄热量，使温度升高，达到燃点而着火燃烧。自热自燃：可燃物质在无外部热源的作用下，由于物质内部的物理、化学或生化反应放出热量并积聚起来，使温度达到自燃点而着火燃烧。含氮量在12.5%以上的硝化棉危险性极大，遇火即燃烧。在温度超过40℃时能加速其分解而自燃。同系物分子量增加，自燃点降低；（与闪点相反）饱和烃自燃点高于碳原子数相当不饱和烃；直链结构自燃点低于其异构物；苯系低碳烃自燃点高于碳原子数相当的脂肪烃；过氧基使自燃点升高，卤素或卤代烷基团使自燃点降低。同系物分子量增加，自燃点降低；（与闪点相反）饱和烃自燃点高于碳原子数相当不饱和烃；直链结构自燃点低于其异构物；苯系低碳烃自燃点高于碳原子数相当的脂肪烃；过氧基使自燃点升高，卤素或卤代烷基团使自燃点降低。氧指数——评价固体材料的可燃性将固体材料在不同氧浓度的O2-N2混合气中点火燃烧，测出能维持该材料有焰燃烧的最低氧浓度（V/V），称为氧指数。氧指数越高的材料阻燃性能越好。空气中氧含量21%，所以氧指数21%的材料在空气中点燃后会自行熄灭。氧指数受温度影响，温度升高，氧指数下降。在处于爆炸范围内的可燃气体混合物中发生电火花，从而引起着火所必须的最小能量称为最小点火能。𝐄=𝟏𝟐𝑪𝑼𝟐=𝑸𝟐𝟐𝑪可燃气体混合物在什么浓度的点火能最小？E=0.02mJ，c=9%，在当量浓度附近。气体分子间的燃烧反应是由活性自由基与分子作用，生成产物并产生新的自由基，新自由基又参加反应，如此延续下去形成一系列连锁反应。连锁反应由三个阶段构成：链的引发、链的传递（包括支化）和链的终止。层流火焰：燃烧只在火焰面内进行火焰逐层往前传播火焰传播速度一般随着管道直径增加而增加，当达到某个直径时速度就不再增加。反之，随着管道直径的减少而减少，小于某一数值时，火焰在管中就不再传播。以此原理设计管道阻火器管道阻火器：管道中气体的燃烧速率与管径有关。管道直径小于某一数值时，火焰不再传播。在管道内设置障碍物，如金属丝网、波纹板等阻止火焰传播，但允许气体通过。用燃烧的连锁反应理论解释阻火器的原理燃烧反应是活性自由基进行一系列连锁反应的结果，自由基与分子作用，生成产物并产生新的自由基，新自由基又参加反应，如此延续下去形成一系列连锁反应。只有自由基的产生数大于消失数时，燃烧才能继续进行。在管道中设置丝网、波纹板等障碍，增加自由基与障碍物的碰撞，妨碍了新自由基的产生，火焰的传播速度也相应减小，当自由基消失数大于产生数时，燃烧便不能继续进行，可以达到阻火的目的。同一固体物质燃烧速度取决于燃烧比表面积，比表面越大，燃烧速度越大。防火防爆措施绪论安全技术：针对生产过程中（原料/产品/设备）的危险因素，研究采取技术措施，预防、控制和消除控制工伤事故和其他各类事故的发生。空化作用？液体中的微小空泡崩溃产生瞬态高温爆炸性物质的分类从电火花点燃的难易程度进行分类最大试验安全间隙MESG/mm最小点燃电流在规定的火花试验装置中和规定的条件下，能点燃最易点燃混合物（适宜的浓度）的最小电流。这个指数常用于防爆电器中的本质安全型电器设备的使用条件的评级。最小点燃电流比在本质安全型电器设备中，气体和蒸气的分级是以其最小点燃电流与实验室用甲烷最小点燃电流的比值确定：A级：MIC0.8B级：0.45≤MIC≤0.8C级：MIC0.45爆炸性气体环境危险区域划分据爆炸性物质出现的频度、持续时间和危险程度划分火灾危险环境区域划分根据火灾事故发生的可能性和后果、危险程度及物质状态划分防爆电气设备（1）隔爆型d有隔爆外壳，结构简单、笨重（2）增安型e正常生产不产生点火混合物的火花（3）本质安全型ia（0区），ib（1区）不能点燃混合物Ⅰ类隔爆型dⅠⅡ类隔爆型B级T3dⅡBT3Ⅱ类本质安全型ia级B级T5iaⅡBT5厂址地理条件(1)有良好的工程地质条件(2)避开地震区，危害的山区(3)有良好的气象条件(4)其他：避免在有开采价值的矿藏地区，历史文物保护，自然风景保护区等等。防火间距目的在防止火灾蔓延以减少灾害损失。以生产的火灾危险类别、设备储量和设备性质综合评定。原则如下：发生火灾时，直接相邻的的装置或设施不会受火焰加热；相邻装置中的可燃物不会被辐射热引燃；考虑燃烧的液体从火灾地点蔓延不到其他地点的距离。从闪点、爆炸下限、自燃或爆炸性、强氧化性等危险性考虑，把物质的火灾危险性分为甲、乙、丙、丁、戊五大类，从甲到戊火灾危险性依次降低。甲类举例：闪点28℃的液体：戊烷、二硫化碳、苯、甲苯、乙醇、乙醚、汽油等L下10％的气体：乙炔、氢气、甲烷、乙烯、硫化氢、液化石油气等强氧化剂：氯酸钾、过氧化钠、硝酸铵等乙类举例：28℃≤闪点＜60℃的液体：丁醚、煤油等L下≥10％的气体：CO、NH3、发生炉煤气助燃气体和非甲类氧化剂：O2、Cl2、NO等建筑分为4个耐火等级建筑材料的燃烧性能：不燃材料、难燃材料和燃烧体。耐火极限（h）：按照规定的升温曲线，对建筑物构件进行耐火试验，从受火到构件失去支持能力或发生穿透裂缝，或背火面温度升到220℃时所用的时间（h）。防火分区是指在建筑物内部采取防火墙及其它防火分隔措施分隔，能在一定时间内防止火灾向同一建筑物的其余部分蔓延的局部空间。泄压比：泄压面积与厂房容积的比值职业危害因素分为4大类：（1）化学性因素包括工业毒物，生产性粉尘（2）物理性因素噪声、振动、高温、低温、高气压、低气压、辐射（3）生物性因素烈性细菌（4）劳动损伤性因素疲劳损伤职业性损害三级预防原则：一级预防，病因预防二级预防，疾病预防三级预防，脱离接触，治疗康复。如何预防职业病通过立法明确职业病名单，保护劳动者的权益。劳动者了解危害源，保护自己；管理者应有的责任毒物状态气体蒸汽雾：悬浮于空气中的液体微滴，如各种酸雾，有机溶剂雾等烟尘：飘浮于空气中直径小于0.1μm的固体微粒。如氧化铅烟尘粉尘：直径大于0.1μm的固体微粒工业毒物侵入人体的途径（1）呼吸道（2）皮肤（3）消化道毒性评价指标与分级混合工业毒物的毒性值估算：)()()(150505050NLDnBLDbALDaLDM比较LD50M的计算值和实测值可以判断毒物联合作用的类型：拮抗作用或协同作用毒物的急性毒性可按LD50或LC50的数值划分为剧毒、高毒、中等毒、低毒、微毒五类。LD50或LC50是物质的固有毒性（绝对毒性）潜在吸入毒性指数(indexofpotentialinhalationtoxicity,IPIT)20℃时饱和蒸气浓度与半致死浓度的比值：IPIT=（VP/101.33）/LC50×106反映吸入中毒的危险性绝对毒性(LD50)————潜在(相对)毒性(IPIT)职业接触限值指劳动者在职业活动过程中长期反复接触，对多绝大多数接触者的健康不引起有害作用的容许接触水平时间加权平均容许浓度（PermissibleConcentration-TimeWeightedAverage,PC-TWA）：以时间为权数规定的8h工作日（40h工作周的平均容许接触浓度）。CTWA=(C1T1+C2T2+…+CnTn)/8短时间接触容许浓度(PermissibleConcentration-ShortTermExposureLimit，PC-STEL)在遵守PC-TWA前提下容许短时间（15min）接触的浓度。最高容许浓度(MaximumAllowableConcentration,MAC)局部通风的优点排毒效率高，动力消耗低；便于有害气体的净化回收。全面通风适用于：低毒有害气体且散发量不大；污染源不确定；操作人员离毒源比较远的情形。不适用于：产生粉尘、烟尘、烟雾的场所影响毒性的因素：碳链的结构C原子数、毒性增加支链毒性＜直链毒性环烷烃毒性不饱和程度——不饱和程度越高，毒性就越大。对称性和几何异构——对称程度越高，毒性越大。顺式异构体的毒性大于反式异构体。取代基团的影响脂肪烃——卤素原子取代氢原子，毒性增加芳香烃衍生物的毒性大于相同碳数的脂肪烃衍生物具有强酸根、氢氰酸根的化合物毒性较大环保什么是环境广义的说，环境是指围绕人群空间，对人类的生存和发展有影响的各种自然因素和社会因素的总和。对环境科学而言，“环境”的含义是“以人类社会为主体的外部世界的总体”。环境具有整体性、区域性、变动性等基本特征。水质指标的类别：色度、浊度、硬度、溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总有机碳量（TOC）、总需氧量（TOD）、悬浮物、电导率（EC）、pH。化学需氧量（COD）：在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化成CO2、H2O所消耗的氧量。COD值越高，说明有机污染物的污染越严重。同一废水的CODMn值低于CODcr。生化需氧量（BOD）：指在有氧条件下，由于微生物活动，降解有机物所需的氧量，以mg/L表示。生化需氧量越高，说明水中耗氧有机物污染严重。BOD/COD的比值称为可生化性指标，作为废水是否适宜生化法处理的一个衡量标准。比值越大，越容易被生物处理，一般认为该值大于30%的污水才适于采用生物处理。溶解氧（DO）：水体中DO含量的多少也可反映出水体受污染的程度。DO越少，表明水体受污染的程度越严重过滤机理：迁移和粘附化学处理方法有化学混凝法、中和法、化学沉淀法和氧化还原法。混凝：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矾花，以便在后续沉淀工艺中去除。胶体:分散质粒子直径在1nm—100nm之间的分散系，这是一种高度稳定的多相不均匀分散体系。胶体稳定性的理论：胶体受到三种作用能范德华引力能EA静电斥力能ER“布朗运动”动能Eb对于稳定的胶体：ER–EAEb混凝四机制：压缩双电层吸附电中和：通过吸附作用使胶粒电性中和而达到脱稳凝聚的目的吸附架桥：通过高分子链在胶体之间的吸附架桥作用可形成“胶粒-高分子-胶粒”的絮凝体。网捕卷扫：金属氢氧化物沉淀物在形成过程中对胶粒的网捕。混凝效果的评价混凝烧杯试验（Jartest）废水生物处理：利用微生物的新陈代谢作用，对废水中的污染物质进行转化和稳定，使之无害化的处理方法。微生物的呼吸：指微生物利用营养物质获取能量的生理功能。发酵：指供氢体和受氢体都是有机化合物的生物氧化作用，最终受氢体无需外加，就是供氢体的分解产物（有机物）。无氧呼吸:是指以无机氧化物，如NO3-，NO2-，SO42-，CO2等代替分子氧，作为最终受氢体的生物氧化作用。主要用于脱氮脱硫等一些特殊的生物处理过程。