从表2中可见,乙炔的爆炸敏感性最强,即危险性最大。它是不饱和碳氢化合物,具有高度化学活性,极不稳定,且在液氧中的溶解度很低 5 ×10 - 4%,很容易以固态析出而引爆。因此,对乙炔的防范要更为谨慎些。
(2)助燃物。即主冷凝蒸发器中本身存在的液氧及其蒸发的气态氧。
(3)引燃引爆源。主要有: ①爆炸性杂质固体微粒(如液氧中析出的固态乙炔)的相互摩擦或与器壁摩擦。②静电放电。当液氧中含有少量冰粒,固态二氧化碳时,会产生静电荷。若二氧化碳的含量提高到200 ×10 - 4%~300 ×10 - 4%时,所产生的静电位可达3000V。③气波冲击、压力冲击、气蚀现象引起的压力脉冲,造成局部压力升高。④化学活性特强的物质(臭氧、氮的氧化物等)存在,使碳氢化合物在液氧中的爆炸敏感性增强。
2. 2 防爆措施
(1)严把原料空气关。空气要保持洁净,吸风口处空气中烃类等杂质的允许极限含量见表3 :
(2)净化、清除加工空气中的有害杂质。采用先进的常温分子筛吸附法,即在空分设备前设置分子筛吸附器。它能将 C2H2、 C3H6、 C4H8 等杂质全部吸附,C3H8 和 C2H4 也大部分被吸附,并可将 CO2 的入塔量控制在1 × 1024%以下,能除去 90 %的 N2O。我厂运行中的 3 台制氧机均先后采用了分子筛吸附法,其中6500m3/ h 空分内部还增设了液氧吸附器,能有效地吸附主冷液氧中存在的乙炔等碳氢化合物,由此大大增加了空分设备运行的安全系数。
(3)防止碳氢化合物在主冷中的积聚、浓缩。应连续不断地排放液氧,其量为 1 %的气氧产量。这样可使主冷中的液氧总是处于流动状态,避免碳氢化合物在主冷中局部浓缩、积聚。
(4)正常稳定地操作空分设备。①保持温度、压力、流量、液面等相对稳定,防止工况波动,避免产生摩擦、冲击等激发能源而引爆。②采用“全浸式”操作。即主冷凝蒸发器的液氧液面应保持高于板式单元的高度,以防上液氧蒸发界面乙炔析出而引爆。
③空分临时停车时间不能太长。停车后,当主冷液位低于正常液位一半或液氧中的乙炔含量超过0. 1×10 - 4%时,就应全部排液,以防乙炔局部积聚、浓缩而造成开车时爆炸。
④避免空分设备超周期运行。
(5)空分设备的除油保护。如果空气压缩过程中气体带油而裂解,会增加乙炔等碳氢化合物的含量,给空分设备的安全运行带来威胁。进入空分设备的油,来源于空压机和膨胀机的润滑油及空气中的油污。故需采取润滑油的密封、空压机处增设排油烟风机等措施。
(6)完善监测分析手段。在线随时监测与离线定期分析并用。利用在线监测仪表,随时监测液氧中的乙炔等碳氢化合物的含量,以便及时发现问题。同时,一般采用气相色谱仪分析法,每天至少做一次离线分析,当乙炔及总碳量达到报警值时,应增加监测分析频率,并及时采取加大液氧排放量等措施,以稀释其在液氧中的浓度。液氧中乙炔及总碳量报警值及停车值见表4。
(7)在空分设备内外设置完善、可靠的防雷和防静电接地装置,接地电阻 ≤10Ω,且每年至少检测一次。