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固體粉料敞口投料閃爆事故的預防措施

主要風險

風險1:假如人體的靜電沒有及時釋放, 在打開加料口時, 人體和加料口其他導體形成火花放電,火花放電的能量足夠點燃加料口附近的易燃蒸汽,回火導致罐內閃爆。

風險2:假如固體粉料為普通袋裝(或塑料桶裝)時,在搬運過程中, 容器外壁積累靜電,與罐口附近其他導體形成刷型放電,刷型放電的能量足夠點燃加料口附近的易燃蒸汽,回火導致罐內閃爆。

風險3:固體料在和容器分離時,會產生靜電荷,固體粉料在墜入易燃液體時,會沖擊液面, 在液面上形成液體霧與固體的混合,這有點像霧霾。這個帶有靜電的霧霾,會形成刷型放電,導致罐內閃爆;

風險4:加入過多的固體料, 假如固體料沒有及時溶解在液體中, 而是漂浮在液面上,形成帶電的固體堆, 這個固體堆(假如是非導電體)也會形成刷型放電,導致罐內閃爆。

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控制措施

對點火源(靜電)的控制措施

措施1:加料人員必須穿防靜電外衣以及導靜電鞋,且在打開加料口時,觸摸一下周圍的接地的金屬導體;

措施2:不允許使用非導靜電的袋子或桶直接加固體料,可以使用表面帶有到靜電涂層的靜電袋或桶,直接加料(注意:導靜電袋或桶的面電阻率應小于1011Ω/m2);

措施3:假如為了節省包裝成本,或廠家沒有防靜電袋或防靜電桶, 則應在防爆區外,把袋內(桶內)的固體粉料倒入金屬容器內,再通過金屬容器把物料倒入反應釜內(注意:金屬容器應與罐體外壁跨接);

措施4:在固體料時一次加入量不要超過25公斤,且建議超過30秒;

措施5:不要在加料口抖動塑料袋;

措施6:固體粉料不能直接加入到低電導率易燃物料內,假如非要加,則建議罐內惰化,且加料口為密閉加料。

對助燃物(氧氣)的控制措施

為避免粉料加料至易燃溶劑中時的閃爆風險,通常采取的主要措施是控制氧含量低于物質的LOC以下,常見方案如下:

方案1:雙閥漏斗or長頸加料

物料先加入料倉,打開第一道手閥漏料至雙閥直接,關閉第一道手閥,打開釜口閥,全密閉下加料至反應容器內,加料后開啟雙閥之間的氮氣吹掃殘留,該設計適用于鋅粉、鎂粉等低于50kg小批量的加料或分批加料固體的單元操作。如圖所示:

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方案2:固體輸送系統(PTS)即真空上料機

真空上料系統與釜口連接后,通過真空抽料、氮氣脈沖吹料等系列的PLC控制閥門開關實現相對密閉進料。如圖所示:

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方案3:半密閉+驗證法

半密閉加料設施與人孔連接,在局部通風管道連接下,連續氮氣流保護反應釜口,測試不同容積類型的反應釜,加料時間15分鐘的氧濃度變化情況,氧濃度控制指標根據所用溶劑的LOC值確定,大多數溶劑的氧濃度極限值可控制在5%以下,根據驗證測試結果制定不同容器的操作管理規程。如圖所示:

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方案4:密閉加料手套箱

通過手套箱連接釜體加料口,粉體物料在手套箱內連續加入容器中,適用于50kg包裝及以下規格的活性物質加料,可制作為硬質或柔性設置。如圖所示:

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方案5:連續包裝/投料袋

需制作連續卷層包裝袋,實現上游客戶和下游用戶的無縫對接。整體過程見以下視頻:
,時長03:09
固體粉料往易燃液體的器內加料時,風險點較多,假如條件許可,密閉加料且罐內惰化是非常好的選擇。