工業(yè)制氧過程中發(fā)生爆炸的原因
更新時間:2022-09-27 點擊次數(shù):2133次
化工企業(yè)制氧過程中發(fā)生爆炸的位置主要有:空分設(shè)備的爆炸、高純高壓氧氣管道的爆炸等。其中空分設(shè)備的爆炸發(fā)生的頻率較高,危害性也比較大。前期的預(yù)見性比較差不能準確及時地分辨,造成嚴重的后果。因此對制氧過程發(fā)生爆炸原因進行分析是非常有必要的。
空分設(shè)備的爆炸
空分設(shè)備的爆炸位置主要集中在大量液氧寄存的主冷凝蒸發(fā)器內(nèi),特別是在蒸發(fā)器凝液的界面位置。根據(jù)爆炸的三要素對其進行具體分析:
可燃物。空分設(shè)備制氧的原料來自大氣中的空氣,空氣中含有各種各樣的雜質(zhì),其中含有少量的可燃氣體如乙炔和其他碳氫化合物的存在對空分設(shè)備的安全生產(chǎn)危害極大。碳氫化合物的存在雖然經(jīng)過空分凈化器的處理已經(jīng)降低了很多,但是仍有少量不能清除的物質(zhì)隨著原料空氣被帶入到了空分塔內(nèi),并在主冷凝蒸發(fā)器的液氧中濃縮、聚集,當這些可燃物達到爆炸極限就會有固體析出,一旦遇到足夠引燃的能量,便會發(fā)生爆炸。特別注意的是由于乙炔的爆炸敏感性強,危害性最大,因此在實際生產(chǎn)中對乙炔的防范要更為謹慎。
助燃物。氧氣是天然的助燃劑,在主冷凝蒸發(fā)器內(nèi)存在的液氧以及游離狀態(tài)的氣態(tài)氧,給主冷凝器內(nèi)的可燃物提供了足夠的助燃劑,一旦發(fā)生火災(zāi)這些助燃劑會迅速為其提供能量,發(fā)生爆炸,后果不堪設(shè)想。
引燃引爆源。在空分設(shè)備中主要有爆炸性雜質(zhì)固體顆粒的相互摩擦,以及靜電放電。當液氧匯總含有少量的冰粒,固態(tài)的二氧化碳時,相互之間會產(chǎn)生靜電荷,當靜電荷集聚到一定值會產(chǎn)生足夠能量的靜電,引起火災(zāi)和爆炸的發(fā)生。汽蝕現(xiàn)象的存在會形成壓力脈沖,造成局部的壓力升高,形成局部的氣沖,給可燃物提供了動能。以及化學(xué)性質(zhì)比較強的強氧化性物質(zhì),使碳氫化合物在液氧中的爆炸敏感性增強,更容易發(fā)生爆炸。
高純高壓氧氣管道的爆炸
在化工企業(yè)生產(chǎn)中,氧氣管道本身的材質(zhì)通常為碳素鋼或是低合金的不銹鋼,這些管道材質(zhì)中因為含有碳元素,屬于可燃性材料,并且當純氧的壓力達到3MPa時,純氧中的鐵成粉狀時的燃點是極低的,通常在300℃左右。運輸氧氣的管道會在純氧條件下別先著火的鐵粉、油脂等點燃。對于引起著火的能源有:
管道中的閥門在高低壓段之間突然被打開時,低壓端的氧氣迅速被壓縮,由于整個過程的速度很快來不及散熱形成短時間內(nèi)的絕熱壓縮,局部的溫度會迅速升高,成為了引燃的著火點。
開啟和關(guān)閉閥門時,由于閥門關(guān)閉或開啟的速度很快,閥瓣和閥座之間的沖擊和擠壓作用,造成閥門內(nèi)部的摩擦發(fā)熱給引燃提供了能源。
高壓環(huán)境下運動的物質(zhì)微粒,如管道內(nèi)的鐵屑、灰塵、焊渣以及其他雜質(zhì)顆粒等與管壁的摩擦、相互沖擊,為引燃物質(zhì)提供了動能。
靜電反應(yīng)、油脂引燃、外部火源以及其他觸發(fā)性的媒介作用都會引起著火。