作业1：

作业1： 1．名词解释

闪点：易挥发可燃物质表面形成的蒸气和空气的混合物遇火燃烧的最低温度。是衡量化合物易燃程度的重要物理参数。

自燃点：是指在规定的条件下，可燃物质产生自燃的最低温度是该物质的自燃点。

氧指数： 指在空气和燃料的体积之和中氧气所占的百分比（体积分数φ），低于这个浓度火焰就不能传播。

敏感度：不同的炸药所需的起爆能不同，某一炸药所需的最小起爆能，即为该炸药的敏感度(简称感度)。

2．什么叫爆炸极限?为什么可燃气与空气(或氧气)的混合气在爆炸

上限以上或下限以下时不会爆炸?

爆炸极限：易燃和可燃的气体、液体蒸气、固体粉尘与空气混合后，遇火源能够引起燃烧爆炸的浓度范围。

爆炸下限：能引起燃烧爆炸的最低浓度。 爆炸上限：能引起燃烧爆炸的最高浓度。

当可燃气体或易燃液体的蒸汽在空气中的浓度小于爆炸下限时，由于可燃物量不足，并因含有较多空气，由于空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延，此时活化中心销毁数大于产生数，燃烧不会发生也就不会爆炸；当浓度大于爆炸上限时，则因空气量不足，燃烧不能发生，也不会爆炸。只有在上限与下限浓度范围内，遇火源才会爆炸。因此，爆炸极限范围越大，爆炸下限越低的物质危险性越大。 3．影响爆炸极限的因素有哪些?如何影响?

同一混合系，由于初始温度、系统压力、惰性介质含量、混合系存在空间及器壁材质以及点火能量的大小等都能使爆炸极限发生变化。 ①温度影响

初始温度越高，引起的反应越容易传播。一般规律是，混合系原始温度升高，则爆炸极限范围增大即下限降低，上限增高。但是，目前，还没有大量的系统实验结果。因为系统温度升高，分子内能增加，使原来不燃的混合物成为可燃、可

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爆系统。

②压力影响

系统压力增高，爆炸极限范围也扩大，明显体现在爆炸上限的提高。这是由于压力升高，使分子间的距离更为接近，碰撞几率增高，使燃烧反应更容易进行，爆炸极限范围扩大，特别是爆炸上限明显提高。压力减小，则爆炸极限范围缩小，当压力降至一定值时，其上限与下限重合，此时的压力称为为混合系的临界压力，低于临界压力，系统不爆炸。 ③惰性气体含量影响

混合系中惰性气体量增加，爆炸极限范围缩小，惰性气体浓度提高到某一数值时，混合系就不能爆炸。

惰性气体种类不同，对爆炸极限的影响也不同。以汽油为例，其爆炸极限范围按氮气、燃烧废气、二氧化碳、氟利昂21、氟利昂12、氟利昂11顺序依次缩小。

④容器、管径影响

容器、管子直径越小，则爆炸范围越小，当管径小到一定程度时，单位体积火焰所对应的固体冷却表面散发出的热量就会大于产生的热量，火焰便会中断熄灭。火焰不能传播的最大管径称为临界直径。

容器材料也有很大影响，如氢和氟在玻璃器皿中混合，即使在液态空气温度下，置于黑暗处仍可发生爆炸，而在银器中，在一般温度下才能发生爆炸反应。 ⑤点火强度影响

点火能的强度高，燃烧自发传播的浓度范围也就越宽。尤其是爆炸上限向可燃气含量较高的方向移动。 ⑥干湿度影响

通常可燃气与空气混合物的相对湿度对于爆炸宽度影响虽小，但在极度干燥时，爆炸范围宽度为最大。

4．防止可燃可爆系统形成的基本方法有哪些? 1.控制可燃可爆物质 （1）取代或控制用量

在生产过程中不用或少用可燃可爆物质，这只有在工艺上可行的条件下才能

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实现。

（2）加强密闭

具有压力的设备，应防止气体液体或粉尘溢出与空气形成和爆炸浓度真空设备，应防止空气漏入设备内部达到爆炸极限。 （3）通风排气

仅是易燃易爆物质，其在车间的容许浓度可从爆炸极限考虑，一般应低于爆炸下限的1/4

对于即易燃易爆又有毒性的物质，应考虑到在有人操作的场所，其容许浓度应由毒物在车间内的最高容许浓度来定，通常情况下毒物的最高容许浓度比爆炸下限低得多。 （4）惰性化

在可燃气体或蒸汽与空气的混合其中充入惰性气体，可降低氧气、可燃物的百分比，从而消除爆炸危险和阻止火焰的传播，这就是惰化。 （5）工艺参数的安全控制

化工生产过程中，工艺参数主要指温度、压力、流量、料比等等。按工艺要求严格控制工艺参数在安全限度以内，是实现化工安全生产的基本条件，而对工艺参数的自动调节和控制是保证生产安全的重要措施。 （6）监测空气中易燃易爆物质的含量

5．可能引起火灾、爆炸事故的主要点火源有哪些?如何控制? 引起火灾爆炸事故的能源主要有以下几个方面，即明火、高温表面、摩擦和碰撞、绝热压缩、自动发热、电气火花、静电火花、雷击和光热射线等。对于这些着火源，在有火灾爆炸危险的生产场所都应引起充分的注意和采取严格的预防措施。

(1)明火及高温表面

为防止明火引起的火灾、爆炸事故，在进行电焊和气焊操作时，应严格遵守动火安全规程。在易燃易爆场所，不得使用蜡烛，火柴或普通灯具照明，应采用封闭式或防爆型电气照明。禁止吸烟和携人火柴、打火机等，只允许在指定地点吸烟。

(2)摩擦与撞击

摩擦与撞击往往成为引起火灾爆炸事故的原因。

因此，在有火灾爆炸危险的场所，应采取防止火花生成的措施：

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1)机器下的轴承等转动部件，应保证有良好的润滑和及时加油，并经常清除附着的可燃污垢，机件磨擦部分，如搅拌机和通风机上的轴承，最好采用有色金属或用塑料制造的轴瓦；

2)锤子、板手等工具应用铍青铜或镀铜的钢制作；

3)为防止金融零件等落入设备或粉碎机里，在设备进料前应装磁力离析器，不宜使用磁力离析器的如特危险的硫、碳化钙等的破碎，应采用惰气保护； 4)输送气体或液体的管道，应定期进行耐压试验，防止破裂或接口松脱喷射起火；

5)凡是撞击或摩擦的两部分都应采用不同的金属制成(如铜与钢)。

6)搬运金属容器，严禁在地上抛掷或拖拉，在容器可能碰撞部位复盖不发生火花的材料；

7)防爆生产厂房，应禁止穿带铁钉的鞋，地面应采用不产生火花材料的地坪； 8)吊装盛有可燃气体和液体的金属容器用吊车，应经常重点检查，以防吊绳断裂，吊钩松滑造成坠落冲击发火。

(3)绝热压缩

气体在很高压力下突然压缩时，释放出来的热量来不及导出，温度骤然增高，能使可燃物质受热自燃。 (4)防止电气火花

电气设备或线路出现危险温度、电火花和电弧是引起可燃气体、蒸气和粉尘着火、爆炸的一个主要点火源。

(5)消除静电

静电放电时产生的火花能点燃可燃气体、可燃蒸气和粉尘与空气的混合物。 防止静电危害的基本途径有：在工艺方面控制静电的发生量；或采用泄漏导走的方法，消除静电荷积聚；或另外利用设备生产出异性电荷，来中和生产过程中产生的静电电荷，使其呈中性。 (6)防止雷电火花

雷电产生的火花温度之高可熔化金属，是引起燃烧爆炸事故的祸根之一。防雷电火花的最主要措施是按规范安装避雷针，在数量上、质量上都应符合要求。 6．爆炸危险场所分成那几个区域?如何定义?

爆炸危险场所，是指生产、使用、储存易燃易爆物质，并能形成爆炸性混合物，且有爆炸危险的场所。火灾危险场所，是指在生产过程中，产生、使用、加工、储存或转运闪点高于场所环境温度的可燃液体，或者有可燃粉尘、可燃纤维，或者有固体状可燃物质，并在可燃物质的数量上和配置上，能引起火灾危险的场所。

爆炸危险场所按爆炸性物质的物态，分为气体爆炸危险场所和粉尘爆炸危险场所。

（1）气体爆炸危险场所的区域等级 爆炸性气体、易燃或可燃液体的蒸汽与空气混合形成爆炸性气体混合物的场

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所，按其危险程度的大小分为三个区域等级。

①0级区域（简称0区），是指在正常情况下，爆炸性气体混合物，连续地、短时间频繁地出现或长时间存在的场所。

②1级区域（简称1区），是指在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。

③2级区域（简称2区），是指在正常情况下，爆炸性气体混合物不能出现，仅在不正常情况下偶尔短时间出现的场所。

注：正常运行是指正常的开车、运转、停车，易燃物质产品的装卸，密闭容器盖的开闭，安全阀、排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。 （2）粉尘爆炸危险场所的区域等级

爆炸性粉尘和可燃纤维与空气混合形成爆炸性混合物的场所，按其危险程度的大小分为两个区域等级。

①10级区域（简称10区），是指在正常情况下，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物可能连续地、短时间频繁地出现或长时间存在的场所。

②11级区域（简称11区），是指在正常情况下，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物不能出现，仅在不正常情况下偶尔短时间出现的场所。 （3）火灾危险场所的分类和分级

火灾危险场所只有一类，但由于在这个区域内火灾危险物质的危险程度和物质状态不一样，又将其分成三个不同危险程度的区。

21区：指具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。

22区：具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维，虽不可能形成爆炸混合物，但在数量和配置上能引起火灾危险的环境。

23区：具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。 7．控制静电产生并积聚有哪些方法?

防止静电危害的基本途径有：在工艺方面控制静电的发生量；或采用泄漏导走的方法，消除静电荷积聚；或另外利用设备生产出异性电荷，来中和生产过程中产生的静电电荷，使其呈中性。 1)限制输送速度，降低物料移动中的摩擦速度或液体物料在管道中的流速等工作参数，可限制静电产生，对液体物料来说，控制流速是减少静电电荷产生的有效办法。

2)采用泄漏导走的措施

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a．空气增湿。在工艺条件允许情况下，增加空气中相对湿度可以降低静电非导体的绝缘性。

b．加抗静电剂。在橡胶或塑料生产中可加入石墨、碳黑、金属粉末等材料制成防静电橡胶或塑料。

c．静电接地。静电接地是将带电物体的电荷通过接地导线迅速引入大地，避免出现高电位，这是消除对地电位的一个基本措施。

d．静置存放。装料时液面电压峰值常出现在停泵后5～10s时间内，然后逐步衰减，因此停泵后不许马上检尺、取样。 3)采用中和电荷的方法

这方面的方法主要是装静电消除器。静电消除器实际上也就是一种离子发生器。它是以产生离子来消除静电危害的一种设备。

4)人体防静电

人体防静电包括接地，穿防静电鞋、防静电工作服以及加强静电安全操作等。 a．人体接地。

b．在有静电危害的场所应注意着装，工作人员应穿载防静电工作服、鞋和手套，不得穿用化纤衣物。 c．采用导电工作地面。 d．安全操作。

8．已知： CO在空气中爆炸极限φ(CO)=12．5~74％，在氧气中爆炸极限

φ (CO)：15．5~94％。 (1)试画出CO的爆炸范围：

(2)用上面的爆炸范围图确定：当φ(CO)=30％，φ (N2)=50％，φ (O2)=20％的混合气的危险性。

9．已知某装置尾气的混合组分和爆炸极限如下：

问：此混合气体在系统内有无爆炸危险。

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10．乙炔经压缩机压缩达0．45MP送入炔化反应器，在催化剂乙炔铜的作用下与甲醛(37％)进行反应，生成丁炔二醇。反应式如下：

催化剂

C2H2+2HCHO C4H6O2 70～100℃

已知：乙炔L=1．5~82％(V)：甲醛L=7．0～73％(V)，闪点 85℃(37％)，MAC为3mgm3，是疑致癌物：C4H6O2闪点152℃。该地区主导风向为东南风。

试回答，在进行该段工艺工程设计时，应考虑的安全问题：

(1)列出各物质的主要危险危害性。 乙炔: 对环境的影响: 一、健康危害

侵入途径：吸入。

健康危害：具有弱麻醉作用。高浓度吸入可引起单纯窒息。 二、毒理学资料及环境行为

毒性：属微毒类。 急性毒性：LC900000ppm×2小时(小鼠吸入)；500000ppm(大约浓度)(人吸入)；人吸入10%，轻度中毒反应。

亚急性和慢性毒性：动物长期吸入非致死性浓度本品，出现血红蛋白、网织细胞、淋巴细胞增加和中性粒细胞减少。尸检有支气管炎、肺炎、肺水肿、肝充血和脂肪浸润。

危险特性：极易燃烧爆炸，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触会猛烈反应。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。能与铜、银、汞等的化合物生成爆炸性物质。 燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳。 乙炔铜: 分子式：CuC≡CH

CAS号：

性质：学名乙炔单亚铜(cuprous acetylide)。淡橙色固体。相对密度4.62。不溶于水。不稳定，加

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热或撞击时易发生爆炸。在-45℃时分解为乙炔和暗红色乙炔二亚铜(Cu2C2)。可被无机酸分解，重新得到乙炔。可用碘化亚铜CuI和乙炔(单)钾KC2H(1:1)在液氨中(-78℃)制得本品。将乙炔通入碘化亚铜(CuI)液氨溶液(-70℃)得到乙炔二亚铜(CuC≡CCu)。为不含氮的起爆药。

甲醛: 1.物质的理化常数: 国标编号 83012 CAS号 50-00-0 中文名称 甲醛 英文名称 Formaldehyde 别 名 福尔马林、蚁醛 分子式 分子量 CH2O；HCHO 30.03 外观与无色，具有刺激性和窒息性的性状 气体，商品为其水溶液 蒸汽压 溶解性 13.33kPa/-57.3℃ 闪点：50℃/37% 易溶于水，溶于乙醇等多数有机溶剂 熔 点 -92℃ 沸点：-19.4℃ 密 度 相对密度(水=1)0.82；相对稳定性 稳定 密度(空气=1)1.07 是一种重要的有机原料，也是主要用炸药、染料、医药、农药的原途 料，也作杀菌剂、消毒剂等 危险标记 20(腐蚀品) 2.对环境的影响:

一、健康危害

侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。

健康危害：本品对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤有强烈刺激性。接触其蒸气，引起结膜炎、角膜炎、鼻炎、支气管炎；重者发生喉痉挛、声门水肿和肺炎等。对皮肤有原发性刺激和致敏作用；浓溶液可引起皮肤凝固性坏死。口服灼伤口腔和消化道，可致死。

慢性影响：长期低浓度接触甲醛蒸气，可出现头痛、头晕、乏力、两侧不对称感觉障碍和排汗过盛以及视力障碍。本品能抑制汗腺分泌，长期接触可致皮肤干燥皲裂。

甲醛是一种具强还原性的原生质毒素，进入人体器官后，能与蛋白质中的氨基结合生成所谓甲酰化蛋白而残留在体内，其反应速度受pH值温度的显著影响。进入人体的甲醛亦可能转化成甲酸强烈地刺激粘膜，并逐渐排出体外。

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二、毒理学资料及环境行为

急性毒性：LD50800mg/kg(大鼠经口)，2700mg/kg(兔经皮)；LC50590mg/m3(大鼠吸入)；人吸入60～120mg/m3，发生支气管炎、肺部严重损害；人吸入12～24mg/m3，，鼻、咽粘膜严重灼务、流泪、咳嗽；人经口10～20ml，致死。 亚急性和慢性毒性：大鼠吸入50～70mg/m3，1小时/天，3天/周，35周，发现气管及支气管基底细胞增生及生化改变；人吸入20～70mg/m×长时间，食欲丧失、体重减轻、无力、头痛、失眠；人吸入12mg/m3×长期接触，嗜睡、无力、头痛、手指震颤、视力减退。

致突变性：微生物致突变：鼠伤寒沙门氏菌4mg/L。哺乳动物体细胞突变：人淋巴细胞130umol/L。姊妹染色体交换：人淋巴细胞37pph。

生殖毒性：大鼠经口最低中毒剂量(TDL0)：200mg/kg(1天，雄性)，对精子生

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存有影响。大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0)：12ug/m，24小时(孕1～22天)，引起新生鼠生化和代谢改变。

致癌性：IARC致癌性评论：动物阳性；人类不明确。

代谢和降解：环境中甲醛的主要污染来源是有机合成、化工、合成纤维、染料、木材加工及制漆等行业排放的废水、废气等。某些有机化合物在环境中降解也产生甲醛，如氯乙烯的降解产物也包含甲醛。由于甲醛有强的还原性，在有氧化性物质存在条件下，能被氧化为甲酸。例如进入水体环境中的甲醛可被腐生菌氧化分解，因而能消耗水中的溶解氧。甲酸进一步的分解产物为二氧化碳和水。进入环境中的甲醛在物理、化学和生物等的共同作用下，被逐渐稀释氧化和降解。甲醛的氧化降解过程如下：2HCHO+O2---2HCOOH 2HCOOH+O2---2H2O+2CO2

残留与蓄积：资料记载，工业企业区土壤中吸附的甲醛含量可达180-720mg/kg干土。土壤的污染可导致地下水污染，水中甲醛含量可以比表层土高出10-20倍。

甲醛在环境中颇稳定，当水中甲醛浓度为5mg/L时(20℃)，观察结果表明，5天内可以保持恒定。水中甲醛浓度为<20mg/L时，可以被曝气池中经驯化的微生物降解消化。而含量为100mg/L时，能抑制微生物对有机物的氧化。当水中甲醛含量为500mg/L时，生物耗氧过程全部中止，水中微生物被杀死。

迁移转化：甲醛由于沸点低又易溶于水，所以主要通过大气和水排放进入环境。生产甲醛的工厂其未处理的气体，当排放高度为18米时，其距工厂250-500米的大气样品中，甲醛含量均在0.035mg/m3以上。1000米远在大气中甲醛浓度在嗅阈以下。以甲醛作鞣剂生产塑料的企业周围大气中的甲醛浓度在嗅阈以下。以甲醛作鞣剂生产塑料的企业周围大气中的甲醛浓度距厂区100米内为

0.012mg/m3；200米处36个样品中有15个浓度低于0.012mg/m3；400米处均低于0.012mg/m3。

工业废水中排放的甲醛含量由于行业不同有很大差别，其中浓度最高的甲醛废水是生产酚醛树脂的上层焦油废水，含甲醛量高达2.5%。

危险特性：其蒸气与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。 燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳。

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3.现场应急监测方法:

直接进水样气相色谱法；气体检测管法 气体速测管（德国德尔格公司产品）

4.实验室监测方法:

监测方法 乙酰丙酮分光光度法 乙酰丙酮分光光度法 示波极谱法 气相色谱法 气相色谱法 变色酸光度法 GB13197-91 GB/T15500-95 WS/T150-1999 来源 水质 空气 作业场所空气 类别 《空气中有害物质的测定方法》空气 (第二版)，杭士平主编 《水质分析大全》，张宏陶等主水质 编 《水和废水监测分析方法》国家水和废水 环保局编 5.环境标准:

车间空气中有害物质的最高容3mg/m3 许浓度 居住区大气中有害物质的最高0.05mg/m3(一次值) 容许浓度 ①最高允许排放浓度(mg/m3)： 30(表1)；25mg/m3(表2) ②最高允许排放速率(kg/h)： 二级0.3～6.4；0.26～5.4(表1) 三级0.46～9.8h；0.39～8.3(表2) ③无组织排放监控浓度限值(mg/m3)： 0.20(表2)；0.25(表1) 中国(TJ36-79) 中国(TJ36-79) 中国大气污染物综合排放标准 (GB16297-1996) 中国(待颁布) 饮用水源中有害物质的最高允0.5mg/L 许浓度 10

眼睛防护：一般不需要特殊防护，高浓度接触时可戴化学安全防护眼镜。 身体防护：穿防静电工作服。 手防护：戴一般作业防护手套。

其它：工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人监护。 三、急救措施

吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

灭火方法：切断气源。若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。

(7) 根据物料危险特性如何正确合理的选用防爆电气?

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