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关于丁酮使用中的静电危害和预防

  虽然我并不赞同大规模地使用丁酮来清洗石英玻璃棒上的折射率匹配油,但本人才疏学浅,总会有疏忽遗漏以及能力所不达的地方,那么,在不得不使用丁酮的情况下,出于对有机溶剂的敬畏,我有以下的一些思考,望在工艺设计时能考虑一二。(工作建议)

  有机溶剂清洗简单方便、干燥快、清洗周期短的特点仅仅体现在清除油污量不大只需少量有机溶剂的情况下。一旦大量使用就得格外小心。我认为不得不使用有机溶剂的情况主要有以下几种情况:①油污无法用水基溶剂清除。如油漆、特殊合成的润滑脂等分子结构复杂留滞时间长的顽固污渍;②被清洗表面对水基溶剂敏感。如铝、铁等金属表面在酸碱溶液甚至水中都会有锈蚀;③清洗下的油脂还要回收利用。如涂料工业用来清洗树脂;④其他特殊情况,如湿度控制、禁水环境,无配套设施或水源等。

  大规模使用丁酮时,由于其危险性更大,要特别注意减少丁酮的挥发和排放,必要时增加防爆抽风系统和回收装置。另外,使用过程中还要时刻注意静电的危害。静电随时随地都会发生,两个物体相互摩擦或相对运动就会有电子的得失,只要这两物体分离就会产生静电。静电电荷积聚越多静电电压就越大,当静电电压达到一定程度时就会发生放电现象并产生火花,这对易燃易爆的丁酮来说极其危险。在此详细谈谈丁酮清洗过程中各个环节静电的产生和预防。

  1. 清洗槽的静电预防。

  清洗槽是丁酮的容器,是清洗过程的主要设备。当向清洗槽灌装丁酮及从丁酮中取放石英棒时,对槽内丁酮的挠动使得丁酮分子间、丁酮与槽壁间摩擦,摩擦时电子的得失使丁酮分子和槽壁带有电荷。这些电荷在导体表面是自由移动的,电荷在整个表面的分布趋于均匀,而不是停留在产生电荷的某局部位置,导电材料的任何部分同地面接触就可立即使材料上的电荷传到地面。而非导体材料不同,电荷会在表面(或界面)积聚,也不能通过直接接地来消除。静电的产生并不可怕,重要是要防止静电的积聚。丁酮本身导电性差,丁酮分子所带电荷无法传导,电荷会被运动的分子迁移并会在表面积聚。这些电荷会向空气放电但静电的消除很缓慢。因此使用丁酮时应防止静电的积聚,并尽量减少静电的产生,我们要注意:

  (1)清洗槽要选择导电性好的金属材料制作,并有良好的接地装置。有利于电荷及时传到地面,消除 静电的积聚。

  (2)导电性差的丁酮表面积聚的电荷向槽壁和空气的放电是较缓慢的,因此在灌装完丁酮后要让丁酮静置30分钟以上再进行取放石英棒操作,并取放速度要慢。

  (3)因两物体摩擦时作用力越大、分离速度越快产生的静电也越大,因此在丁酮灌装时尽量减少对槽内丁酮的冲击和挠动,可在进料口附近加缓冲挡板或将进料管口尽量接近槽底。

  2. 加料和排放系统的静电预防。

  加料和排放丁酮时,丁酮与管道相互摩擦,运动的丁酮会携带电荷进入丁酮槽,相反电性的电荷会在管道上积聚。加料和排放的速度越大产生静电越多,时间越长产生的静电越多,接触面积越大产生的静电越多。因而为了减少静电的产生防止在输送管道上的积聚我们可采取以下措施:

  (1)加料和排放时,控制丁酮的流速,不能太快。一般控制在3.5-4.0 M/S以下 。

  (2)输送管道选用导电性好的金属管道,而且保证每段管道间导电性好,有绝缘的部位要用导体跨接。管道一定要可靠的接地。不能使用金属管道的场合要选用合适的塑料或橡胶管道,并在表面绕上金属线圈或金属网。

  (3)输送管道尽量短,尽量少拐弯少装对丁酮流动有挠动的装置,保证管道的平滑畅通。如果条件允许,加料或排放一段时间后停止下来让静电释放后再操作。输送泵除要求选用防爆型的外还应该确保接地。

  3. 抽(排)风系统静电预防。

  大量使用易燃易爆的有机溶剂的场合必须有良好的通风或抽(排)风设施。不但能减少对人的危害而且使操作现场易燃易爆气体浓度在其爆炸极限之外,减少燃爆危险。丁酮蒸汽与空气能形成爆炸性混合物 ,爆炸极限 2.0 %~12.0%( 体积),虽然极限范围不是很大,但一旦发生燃爆事故后果不堪设想,故我们还是应小心。抽(排)风管道内高速流动的丁酮和空气混合物与管壁的摩擦会产生静电。抽(排)风管会积聚静电,丁酮和空气也会携带电荷一起经管道排出。这些静电我们都要小心,因一旦管道内丁酮浓度较高(2%体积浓度)时其危险性很大。由此我们应采取的措施有:

  (1)抽(排)风管道要安装消除静电装置,管道内不能用化纤等绝缘材料的过滤网而应用金属的过滤网,并可靠接地。

  (2)确保抽(排)风系统的运转平稳正常,经常巡查其稳定性。如果抽(排)风不畅,管道内丁酮浓度会增高,燃爆危险性也会增大。

  (3)抽风机组要选用防爆型的,并要可靠接地。

  4. 环境因素的静电预防。

  在有易燃易爆物品的操作现场,要远离火源,所有电器设备都要防爆以及控制系统设备也应采取防爆措施并远离操作现场,丁酮还应远离强氧化剂(硝酸、硫酸、过氧化物等)。除以上这些还有一种无处不在看不见的危险因素就是静电。现场环境不仅影响静电产生的大小和静电放电的快慢,而且还会使两个不同电位的物体接近或离开时产生火花引发事故。因此现场环境的静电预防同样重要。

  (1)控制操作环境的空气相对湿度。湿度大的空气中水蒸气离子态是较好的导体,有利产生的静电向空气放电。湿度达到70%以上,就没有静电危险。所以在静电灾害危险性大的地方,采用调湿装置、喷洒水等办法来提高湿度。但要注意如果带电体是绝缘性的,它的表面一有水或导电性介质存在,电荷反而会集中而增大放电能量。

  (2)防止人体以及靠近危险源的物体带电。如果丁酮表面或丁酮槽带有静电,当另一个带电体与其接近时,由于电位差就会放电。人体在工作中四肢的运动而发生衣服间、人体与其它物体间摩擦从而产生静电,人体在接触带静电物体后也会使自身带电。因此可穿防静电的工作服,穿防静电鞋,现场装设硬铝或其它导电金属的走道接地地板提高地板的导电性,同时还可安装接地扶手方便人体放电。靠近丁酮槽的物体要先放电,如石英玻璃棒摩擦后不要急于放入丁酮槽。实际上当石英棒表面有一层匹配油时是不易摩擦产生静电的。

  (3) 对全部清洗装置的防静电装置、接地线及电气防爆等设施,应定期检查和维护,使其始终保持可靠状态 。

  以上仅仅介绍丁酮使用过程中静电的预防措施,在运输储存以及回收利用等方面没有叙述。美国一位科学家说过:每一次静电引发的事故之前,都有三百次同样的错误操作。正是因为静电对易燃易爆物品的危害是隐蔽的,是不确定的,是随时都可发生的,可以说是防不胜防,因此我们要格外重视。

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