静电对化工生产的危害及预防措施.docx
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静电对化工生产的危害及预防措施
静电对化工生产的危害及预防措施
化工企业尤其是医药化工企业在生产过程中经常要使用并输送易燃易爆物料。
由于工艺、装置或人员的因素都会产生静电，如果静电得不到有效的控制就有可能酿成重大事故。
因静电而引起事故的情况，在精细化工企业曾多次出现过，国外安全专家对国内化工企业安全检查时，都十分重视对静电防范措施的检查，因此在生产中要认真分析静电产生的原因，预测它的危害，对静电防范工作引起足够的重视，把静电防范措施落到实处。
1静电产生的原因
静电产生可以从内外因两方面来分析。
电子克服原子核的束缚,从材料表面逸出所需的最小能量,称为逸出功。
1.1从静电产生的内因来看，有三种情形：
1.1.1因物质的溢出功不同而产生，任何两种固体物质，当两者相距小于25×10-8cm的距离紧密接触时，在接触界面上会产生电子转移现象。
溢出功较小的一方失去电子带正电，而另一方就获得电子带负电。
1.1.2因物质的电阻率不同而产生，电阻率高的物体，其导电性能差，带电层中的电子移动较困难，构成了静电荷集聚的条件。
三是因介电常数（电容率）不同而产生，在具体配置条件下，物体的电容与电阻结合起来决定了静电的消散规律。
1.2从静电产生的外因来讲，紧密的接触和迅速的分离可引起静电。
1.2.1任何物体的表面都是不光滑的，所谓的接触是多点接触，当接触距离小于25×10-8cm时，就有电子转移，即形成双电层。
若分离得足够快，物体就带电。
1.2.2外因起电有：
附着带电、感应起电、电解起电、压电效应起电、喷出带电、飞沫带电等方式。
1.3需要指出的是产生静电的方式不是单一的，而是几种方式共同作用的结果。
2静电的危害
2.1静电的危害有三种：
一是可能引起爆炸和火灾。
爆炸和火灾是静电的最大危害。
静电的能量虽然不大，但因其电压很高且易放电，出现静电火花。
在易燃易爆的场所，可能因为静电火花引起火灾或爆炸。
2.2是可能导致电击。
由于静电造成的电击，可能发生在人体接近带电物体的时候，也可能发生在带静电电荷的人体接近接地体的时候。
电击易引起坠落、摔倒等二次事故。
电击还可引起职工紧张，影响工作。
2.3是可能影响生产。
在某些生产工程中，不消除静电将会影响仪器设备正常运转或降低产品质量。
此外，静电还可引起电子自动元件误动作，引发二次事故。
3静电在化工企业产生的表现形式
在化工企业产生静电主要有四种形式。
3.1是物料流动产生静电积聚。
化工企业使用的甲苯、异丙醚、乙酸乙酯、甲醇、酒精等多种易燃易爆有机溶剂，在槽车卸入贮罐→贮罐装入中转桶→中转桶输入反应釜→反应釜放到离心机或分层中转桶过程中，如果使用的是没有静电导去功能的塑料管或静电导去不畅的金属管，而且物料的流速大于4.5米/秒，则就会产生静电，随着物料流过时间的延长，静电产生积聚。
3.2物料在旋转过程中产生静电。
如果设备的导电性能不佳，各车间反应釜、离心机内的物料，在长时间高速旋转的过程中易积聚静电.
3.3物料在快速运输过程中，如果运输设备没有可靠接地，由于剧烈晃动，也易产生静电积聚。
3.4穿在身上的化纤、毛料服装在穿、脱或肢体晃动过程中易摩擦产生静电，化纤、毛料毛巾或布片在擦拭设备、阀门、管道过程中也可产生静电。
4防止静电的措施
4.1防静电基本原则
静电引发火灾或爆炸的五个必不可少的条件：
4.1.1要有产生静电荷的条件；
4.1.2具备产生火花放电的电压；
4.1.3有能引起火花放电的合适间隙；
4.1.4电火花要有足够的能量；
4.1.5在放电间隙及周围环境中有易燃易爆混合物。
4.2只要消除上述五个条件中的一个，就可达到防止静电引发燃烧或爆炸危害的目的。
由此可以确定消除静电危害的基本途径。
消除静电危害的五项基本对策：
4.2.1从工艺改进着手尽量少产生静电；
4.2.2利用泄漏导走的方法迅速排除静电；
4.2.3利用中和电荷的方法减少静电积累；
4.2.4利用屏蔽的方法限制静电产生危害；
4.2.5改变生产环境，减少易燃易爆物的泄放。
5静电防护技术措施
各种防护措施应根据现场环境条件、生产工艺和设备、加工物件的特性以及发生静电危害的可能程度等予以研究选用。
5.1基本防护措施
5.1.1减少静电荷产生
对接触起电的物料，应尽量选用在带电序列中位置较邻近的，或对产生正负电荷的物料加以适当组合，使最终达到起电最小。
静电起电极性序列表见附录B。
在生产工艺的设计上，对有关物料应尽量做到接触面积和压力较小，接触次数较少，运动和分离速度较慢。
5.1.2使静电荷尽快地消散
在静电危险场所，所有属于静电导体的物体必须接地。
对金属物体应采用金属导体与大地做导通性连接，对金属以外的静电导体及亚导体则应作间接接地。
静电导体与大地间的总泄漏电阻值在通常情况下均不应大于1×106Ω。
每组专设的静电接地体的接地电阻值一般不应大于lOOΩ，在山区等土壤电阻率较高的地区，其接地电阻值也不应大于1000Ω。
对于某些特殊情况，有时为了限制静电导体对地的放电电流，允许人为地将其泄漏电阻值提高到1×106Ω～1×108Ω，但最大不得超过1×109Ω。
局部环境的相对湿度宜增加至50％以上。
增湿可以防止静电危害的发生，但这种方法不得用在气体爆炸危险场所0区。
生产工艺设备应采用静电导体或静电亚导体，避免采用静电非导体。
对于高带电的物料，宜在接近排放口前的适当位置装设静电缓和器。
在某些物料中，可添加适量的防静电添加剂，以降低其电阻率。
在生产现场使用静电导体制作的操作工具应接地。
5.1.3带电体应进行局部或全部静电屏蔽，或利用各种形式的金属网，减少静电的积聚。
同时屏蔽体或金属网应可靠接地。
5.1.4在设计和制作工艺装置或装备时，应避免存在静电放电的条件，如在容器内避免出现细长的导电性突出物和避免物料的高速剥离等。
5.1.5控制气体中可燃物的浓度，保持在爆炸下限以下。
5.1.6限制静电非导体材料制品的暴露面积及暴露面的宽度。
5.1.7在遇到分层或套叠的结构时避免使用静电非导体材料。
5.1.8在静电危险场所使用的软管及绳索的单位长度电阻值应在1x103Ω／m～1×106Ω／m之间。
5.1.9在气体爆炸危险场所禁止使用金属链。
5.1.10使用静电消除器迅速中和静电静电消除器是利用外部设备或装置产生需要的正或负电荷以消除带电体上的电荷。
静电消除器原则上应安装在带电体接近最高电位的部位。
消除属于静电非导体物料的静电，应根据现场情况采用不同类型的静电消除器。
静电危险场所要使用防爆型静电消除器。
5.2固态物料防护措施
5.2.1非金属静电导体或静电亚导体与金属导体相互联接时，其紧密接触的面积应大于20cm2。
5.2.2架空配管系统各组成部分，应保持可靠的电气连接。
室外的系统同时要满足国家有关防雷规程的要求。
5.2.3防静电接地线不得利用电源零线、不得与防直击雷
地线共用。
5.2.4在进行间接接地时，可在金属导体与非金属静电导体或静电亚导体之间，加设金属箔，或涂导电性涂料或导电膏以减少接触电阻。
5.2.5罐车在装卸过程中应采用专用的接地导线（可；卷式），夹子和接地端子将罐车与装卸设备相互联接起来。
接地线的联接，应在油罐开盖以前进行；接地线的拆除应在潍卸完毕，封闭罐盖以后进行。
有条件时可尽量采用接地设潞与启动装卸用泵相互间能联锁的装置。
5.2.6静在振动和频繁移动的器件上用的接地导体禁止用单融线及金属链，应采用6mm2以上的裸绞线或编织线。
5.3液态物料防护措施
5.3.1控制烃类液体灌装时的流速
灌装铁路罐车时，液体在鹤管内的容许流速按式
（1）计算VD≤0.8?
（1）
式中V——烃类液体流速的数值，m／s；D——鹤管内径的数值，m。
大鹤管装车出口流速可以超过按式
（1）所得计算值，但不得大于5m／s。
灌装汽车罐车时，液体在鹤管内的容许流速按式
（2）计算
VD≤0.5?
（2）
式中V——烃类液体流速的数值，m／s；D——鹤管内径的数值，m。
5.3.2在输送和灌装过程中，应防止液体的飞散喷溅，从底部或上部人罐的注油管末端应设计成不易使液体飞散的倒T形等形状或另加导流板；或在上部灌装时，使液体沿侧壁缓慢下流。
5.3.3对罐车等大型容器灌装烃类液体时，宜从底部进油。
若不得已采用顶部进油时，则其注油管宜伸入罐内离罐底不大于200mm。
在注油管未浸入液面前，其流速应限制在lm／s以内。
5.3.4烃类液体中应避免混入其他不相容的第二物相杂质如水等。
并应尽量减少和排除槽底和管道中的积水。
当管道内明显存在不相容的第二物相时，其流速应限制在lm／s以内。
5.3.5在贮存罐、罐车等大型容器内，可燃性液体的表面，不允许存在不接地的导电性漂浮物。
5.3.6当液体带电很高时，例如在精细过滤器的出口，可先通过缓和器后再输出进行灌装。
带电液体在缓和器内停留时间，一般可按缓和时间的3倍来设计。
5.3.7烃类液体的检尺、测温和采样
当设备在灌装、循环或搅拌等工作过程中，禁止进行取样、检尺或测温等现场操作。
在设备停止工作后，需静置一段时间才允许进行上述操作。
所需静置时间见表2。
表2单位分钟
液体电导率
／（S／m）
液体容积／m3
<10
10～50（不含）
50～5000（不含）
>5000
>10-8
1
1
1
2
10-12～10-8
2
3
20
30
10-14～10-12
4
5
60
120
<10-14
10
15
120
240
注若容器内设有专用量槽时，则按液体容积<1×10m3取值。
对油槽车的静置时间为2min以上。
对金属材质制作的取样器，测温器及检尺等在操作中应接地。
有条件时应采用具有防静电功能的工具。
取样器、测温器及检尺等装备上所用合成材料的绳索及油尺等，其单位长度电阻值应为1×105Ω／m～1×107Ω／m或表面电阻和体电阻率分别低于1×1010及1×108Ω·m的静电亚导体材料。
在设计和制作取样器、测温器及检尺装备时，应优先采用红外、超声等原理的装备，以减少静电危害产生的可能。
在可燃的环境条件下灌装、检尺、测温、清洗等操作时，应避开可能发生雷暴等危害安全的恶劣天气，同样强烈的阳光照射可使低能量的静电放电造成引燃或引爆。
5.3.8在烃类液体中加入防静电添加剂，使电导率提高至250pS／m以上。
5.3.9当在烃类液体中加人防静电添加剂来消除静电时，其容器应是静电导体并可靠接地，且需定期检测其电导率，以便使其数值保持在规定要求以上。
5.3.10当不能以控制流速等方法来减少静电积聚时，可以在管道的末端装设液体静电消除器。
5.3.11当用软管输送易燃液体时，应使用导电软管或内附金属丝、网的橡胶管，且在相接时注意静电的导通性。
5.3.12在使用小型便携式容器灌装易燃绝缘性液体时，宜用金属或导静电容器，避免采用静电非导体容器。
对金属容器及金属漏斗应跨接并接地。
5.3.13容器的清洗过程应该避免可燃的环境条件，并且在清洗后静置一定时间才可使用。
5.4气态粉态物料防护措施
5.4.1在工艺设备的设计及结构上应避免粉体的不正常滞留、堆积和飞扬；同时还应配置必要的密闭、清扫和排放装置。
5.4.2粉体的粒径越细，越易起电和点燃。
在整个工艺过程中，应尽量避免利用或形成粒径在75μm或更小的细微粉尘。
5.4.3气流物料输送系统内，应防止偶然性外来金属导体混入，成为对地绝缘的导体。
5.4.4应尽量采用金属导体制作管道或部件。
当采用静电非导体时，应具体测量并评价其起电程度。
必要时应采取相应措施。
5.4.5必要时，可在气流输送系统的管道中央，顺其走向加设两端接地的金属线，以降低管内静电电位。
也可采取专用的管道静电消除器。
5.4.6对于强烈带电的粉料，宜先输入小体积的金属接地容器，待静电消除后再装入大料仓。
5.4.7大型料仓内部不应有突出的接地导体。
在顶部进料时，进料口不得伸出，应与仓顶取平。
5.4.8当筒仓的直径在1.5m以上时，且工艺中粉尘粒径多数在30μm以下时，要用惰性气体置换、密封筒仓。
5.4.9工艺中需将静电非导体粉粒投入可燃性液体或}昆合搅拌时，应采取相应的综合防护措施。
5.4.10收集和过滤粉料的设备，应采用导静电的容器及滤料并予以接地。
5.4.11对输送可燃气体的管道或容器等，应防止不正常的泄漏，并宜装设气体泄漏自动检测报警器。
5.4.12高压可燃气体的对空排放，应选择适宜的流向和处所。
对于压力高、容量大的气体如液氢排放时，宜在排放口装设专用的感应式消电器。
同时要避开可能发生雷暴等危害安全的恶劣天气。
5.5人体静电的防护措施
5.5.1当气体爆炸危险场所的等级属0区和1区，且可燃物的最小点燃能量在0.25mJ以下时，工作人员需穿防静电鞋、防静电服。
当环境相对湿度保持在50％以上时，可穿棉工作服。
5.5.2静电危险场所的工作人员，外露穿着物（包括鞋、衣物）应具防静电或导电功能，各部分穿着物应存在电气连续性，地面应配用导电地面。
5.5.3禁止在静电危险场所穿脱衣物、帽子及类似物，并避免剧烈的身体运动。
5.5.4在气体爆炸危险场所的等级属0区和1区工作时，应佩戴防静电手套。
5.5.5防静电衣物所用材料的表面电阻率<5×1010Ω，防静电工作服技术要求见GB12014。
5.5.6可以采用安全有效的局部静电防护措施（如腕带），以防止静电危害的发生。
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