经过不断的研究,盈蓝科技结合前人经验,总结出化学实验室的共同特点是化学物品种类繁多,其中大多数是易燃易爆物品,还有一些不明性质的未知物料,有些物品能自燃,有些物品化学性质相抵触。在实验室操作过程中,常需进行蒸馏、回流、萃取、电解等火灾危险性较大的作业,用火用电也比较多,一旦操作失误,很容易造成火灾。特别是学校的实验室在做实验时,由于学生对实验要领掌握的不够,操作不熟练,甚至出现误操作,往往会造成事故。
1.事故引发的原因
1.1 易燃易爆危险物品种类多
在化学实验室中,各种化学危险物品使用极为普遍,种类繁多。这些物品性质活泼,稳定性差,有的易燃,有的易爆,有的自燃,有的性质抵触,相互接触即能发生着火或爆炸,在储存和使用中稍有不慎就可能酿成火灾事故。
1.2 使用明火、加热设备
化学实验室中常使用煤气灯、酒精灯和酒精喷灯、电烘箱、电炉、水浴锅等加热设备,增大了实验室的火灾危险性。使用煤气灯加热,若煤气漏气,与空气可形成爆炸混合物。酒精为易燃液体,易挥发,其蒸气达到一定的浓度能爆炸。电烘箱自动保护设施失灵,若长时间运行,发热量增多,温度升高,造成被烘烤物质或烘箱附近可燃物自燃。使用电炉加热物料外逸的可燃蒸气接触热电阻丝,容器破裂后可燃物落于电阻丝上,绝缘破坏、受潮后线路短路或接点接触不良而产生电火花等,均可引起燃烧着火。
1.3 电气设备故障
化学实验室大量使用各类电气设备,电气故障是发生火灾的重要原因之一。电气设备发生过载、短路、断线、接点松动、接触不良、绝缘下降等故障会产生电热和电火花,易引燃周围的可燃物。
1.4 违反操作规程
违反操作规程也会引发化学实验室火灾。操作者没有经验,工作前没准备,操作不熟练或违反操作规则,不听劝阻或指导未经批准擅自操作,实验设计、仪器结构布局不合理等,均易诱发火灾爆炸事故。化学实验室经常蒸馏、回流、萃取可燃物质如回收酒精、乙醚等典型操作,都以危险性大为重要特点。
2.防火安全技术措施
2.1化学实验室应为一、二级耐火等级的建筑
化学实验室内有易燃易爆液体蒸气和可燃气体散逸时,其使用的各种电气设备包括照明灯具、通风设备等应选用防爆隔爆安全型产品,配电线路和各种接线应符合防爆要求。在实验进程中,利用可燃气体作燃料时,其设备的安装和使用都应符合防爆安全的有关规定,对可燃气体储罐、减压装置、配气或分流装置等要定期检查,确保安全。
2.2安全出口设置
化学实验室的建筑面积在30平方米以上时,应设有2个安全出口,安全疏散门应向疏散方向开启,不得设置门槛。
2.3操作性质不明的物料
在化学试验进程中,实验性质不明或未知的物料,应先做小实验,从最小量开始,同时采取安全措施,做好灭火防爆准备;在实验台的范围内,不应放置任何与实验工作无关的化学物品,尤其是不应放置盛有浓酸或易燃易爆物品的容器。
2.4专人保管危险品
实验室内做实验剩余的或常用的小量易燃易爆化学危险物品,总量不超过5公斤时,应由专人保管,放置在金属柜中;超过5公斤时,不得在实验室内存放;有毒的物品要集中存放或指定专人保管。往容器内灌装较大数量的易可燃液体时,要采取防静电措施。实验室所用的各种气源或气体钢瓶要远离火源,放置在室外阴凉和空气流通的地方,用管道通入室内;氢气、氧气和乙炔不能混放在一处。
2.5电热仪器和易蒸发物品
化学实验室内禁止使用没有绝缘隔热基座的电热仪器;在日光照射的房间必须备有窗帘,在日光照射到的地方不应放置遇热易蒸发的物品。
2.6临时电路规范
实验室内为实验而临时拉用的电气线路应符合安全要求,电加热器、电烤箱等设备应做到人走电断,电冰箱内禁止存放相互抵触的物品和低闪点的易燃液体。
2.7实验人员灭火培训
实验室内要建立健全蒸馏、回流、萃取、电解等各种化学实验的安全操作规程和化学物品保管使用规则,严格遵守,防止因急于求成或思想麻痹而不按操作规程进行操作,或违反化学物品保管使用规则,引起燃烧或爆炸。实验室内有关人员要懂得和掌握基本灭火方法,实验室内应配备适用的轻便灭火器材,做好灭火准备工作。
2.8建筑设计的防火要求
化学实验室的楼板墙体要具有防火性能,建筑应采用钢筋混凝土骨架结构或承重砖墙钢筋混凝土盖板的混合结构。上层不应设置液化、可燃气体的容器,或危险性大的房间。化学实验室的门窗安装应一律向外,以防突然失火的极大气流封死门窗,不便于人员疏散。
2.9严格执行操作规程
严格执行操作规程是做好化学实验室防火工作的最基本、最可靠的手段。化学实验室首先要根据各类物料性质,在积累经验的基础上,建立科学的安全操作规程。实验人员应熟悉所使用物质的性质、影响因素与正确处理事故的方法,了解仪器结构、性能、安全操作条件与防护要求,严格按规程操作,切勿存在侥幸心理,麻痹大意,以图省事而造成事故。
2.10易燃易爆危险品操作时的防火要求
1.操作、倾倒易燃液体,应远离火源。危险性大的,如乙醚或二硫化碳操作,应在通风柜或防护罩内进行,或设蒸气回收装置。
2.涉及能喷出火焰、腐蚀性物质、毒物、爆炸的危险性操作,容器口应朝向无人处。开启试剂瓶时,瓶口不得对向人体,如室温过高,应先将瓶体冷却。
3.黄磷、金属钾、钠,氢化铝锂,氢化钠等自燃物,数量较大者应在防火实验室内操作。钾、钠操作时应防与水、卤代烷接触。久置的有机化合物如醚、共轭烯烃等物质容易吸收空气中的氧,生成易爆的过氧化物,需特殊处理后方可使用。
4.接触时可引起燃爆事故的性质不相容物,如氧化剂与易燃物,不得一起研磨。过氧化钠、钾不得用纸称量。
5.设置专用贮器收集废液、废物,不得弃入废物缸或下水道,以免引起燃爆事故。如有溅散,应即用纸巾吸除,并适当处理。
6. 在做带有爆炸性物质的实验中,应使用具有预防爆炸或减少其危害后果的仪器和设备,如器壁坚固的容器,压力调节阀或安全阀,安全罩(套)等操作时,切忌以脸面正对危险体,必要时应戴上防爆面具。
7. 实验前尽可能弄清楚各种物质的物理、化学性质及混合物的成分、纯度,设备的材料结构,实验的温度、压力等条件;实验中要远离其它发热体和明火、火花等。
8. 将气体充装入预先加热的仪器内时,应先用氮或二氧化碳排除原来的气体,以防意外。
9. 由多个部件组成的仪器中有可能形成爆炸混合物时,应在连接处加装保险器。
10. 任何情况下,对于危险物质都必须取用能保证实验结果的必要精确性或可靠性的最小用量进行实验,且绝对禁止用火直接加热。
11. 实验中创造条件克服光、压力、器皿材料、表面活性等因素的影响。
12. 在有爆炸性物质的实验中,不要用带磨口塞的磨口仪器。干燥爆炸性物质时,绝对禁止关闭烘箱门,有条件时,最好在惰性气体保护下进行干燥或用真空干燥、干燥剂干燥。加热干燥时应特别注意加热的均匀性和消除局部自燃的可能性。严格分类保管好爆炸性物质,实验剩余的残渣物要及时妥善销毁。
易制爆危险化学品名录 |
一、高氯酸、高氯酸盐及氯酸盐 |
1 | 高氯酸【含酸50%-72%】 |
2 | 氯酸钾 |
3 | 氯酸钠 |
4 | 高氯酸钾 |
5 | 高氯酸锂 |
6 | 高氯酸铵 |
7 | 高氯酸钠 |
二、硝酸及硝酸盐类 |
1 | 硝酸【含硝酸≥70%】 |
2 | 硝酸钾 |
3 | 硝酸钡 |
4 | 硝酸锶 |
5 | 硝酸钠 |
6 | 硝酸银 |
7 | 硝酸铅 |
8 | 硝酸镍 |
9 | 硝酸镁 |
10 | 硝酸钙 |
11 | 硝酸锌 |
12 | 硝酸铯 |
三、硝基类化合物 |
1 | 硝基甲烷 |
2 | 硝基乙烷 |
3 | 硝化纤维素 |
4 | 硝化纤维素【干的或含水(或乙醇)<25%】 |
5 | 硝化纤维素【含增塑剂<18%】 |
6 | 硝化纤维素【含乙醇≥25%】 |
7 | 硝化纤维素【含水≥25%】 |
8 | 硝化纤维素【含氮≤12.6%,含乙醇≥25%】 |
9 | 硝化纤维素【含氮≤12.6%,含增塑剂≥18%】 |
10 | 硝基萘类化合物 |
11 | 硝基苯类化合物 |
12 | 硝基苯酚(邻、间、对)类化合物 |
13 | 硝基苯胺类化合物 |
14 | 2,4-二硝基甲苯 |
15 | 2,6-二硝基甲苯 |
16 | 二硝基(苯)酚【干的或含水<15%】 |
17 | 二硝基(苯)酚碱金属盐【干的或含水<15%】 |
18 | 二硝基间苯二酚【干的或含水<15%】 |
四、过氧化物与超氧化物 |
1 | 过氧化氢溶液 |
2 | 过氧化氢溶液【含量≥70%】 |
3 | 过氧化氢溶液【70%>含量≥50%】 |
4 | 过氧化氢溶液【50%>含量≥27.5%】 |
5 | 过氧乙酸 |
6 | 过氧化钾 |
7 | 过氧化钠 |
8 | 过氧化锂 |
9 | 过氧化钙 |
10 | 过氧化镁 |
11 | 过氧化锌 |
12 | 过氧化钡 |
13 | 过氧化锶 |
14 | 过氧化氢尿素 |
15 | 过氧化二异丙苯【工业纯】 |
16 | 超氧化钾 |
17 | 超氧化钠 |
五、燃料还原剂类 |
1 | 环六亚甲基四胺【乌洛托品】 |
2 | 甲胺【无水】 |
3 | 乙二胺 |
4 | 硫磺 |
5 | 铝粉【未涂层】 |
6 | 金属锂 |
7 | 金属钠 |
8 | 金属钾 |
9 | 金属锆粉【干燥的】 |
10 | 锑粉 |
11 | 镁粉(发火的) |
12 | 镁合金粉 |
13 | 锌粉或锌尘(发火的) |
14 | 硅铝粉 |
15 | 硼氢化钠 |
16 | 硼氢化锂 |
17 | 硼氢化钾 |
六、其他 |
1 | 苦氨酸钠【含水≥20%】 |
2 | 高猛酸钠 |
3 | 高锰酸钾 |
2.15易燃易爆化学物品储存要求
易燃试剂如乙醇、乙醚、苯等与易爆试剂高氯酸、过氧化物、硝基化合物应分贮在阴凉通风,避光处;贮存易挥发的可燃物质如汽油、丙酮等应紧闭塞子;
自燃性物质必须单独存放严格管理,如黄磷应贮存于水中,金属钠应存放于石油中等。电冰箱内不得存放低闪点类易燃液体,存放其他可燃液体时也应完全封闭,防止液体挥发遇冰箱启闭火花引发爆炸事故。
2.11易燃气体使用安全
2.11.1经常检查易燃气体管道、接头、开关及器具是否有泄漏,最好在室内设置检测、报警装置。
2.11.2使用易燃气或有易燃气管道、器具的实验室,应开窗保持通风,严禁明火并应防止一切火星的发生。如由于敲击、电器的开关等所产生的火花,有些机械搅拌器的电刷极易产生火花,应避免使用,禁止在此环境内使用移动电话。
2.11.3发现实验室里有可燃气泄漏时,应立即停止使用,撤离人员并迅速开门窗,检查泄漏处并及时修理。未完全排除前,不准点火,也不得接通电源。特别是煤气,具有双重危险,不仅能与空气形成燃爆性混合物,并可致人中毒、死亡。
2.11.4检查易燃气泄漏处时,应先开窗、通风,使室内换入新鲜空气后进行,可用肥皂水或洗涤剂涂于接头处或可疑处,也可用气敏测漏仪等设备进行检查,严禁用火试漏。
2.11.5由于易燃气管道或开关装配不严,引起着火时,应立即关闭通向漏气处的开关或阀门,切断气源,然后用湿布或石棉纸覆盖以扑灭火焰。
2.11.6人员离开使用易燃气的实验室前,应注意检查使用过的易燃气器具是否完全关闭或熄灭,以防内燃。室内无人时,禁止使用易燃气器具。
2.11.7使用煤气时,必须先关闭空气阀门,点火后,再开空气阀,并调节到适当流量。停止使用时,先关空气阀,后关煤气阀。
2.11.8临时出现停止易燃气供应时,一定要随即关闭一切器具上的开关、分阀或总阀,特别是煤气。以防恢复供气时,室内充满易燃气,发生严重危险。
2.11.9在易燃气器具附近,严禁放置易燃易爆物品。
(1)氢气:氢气密度小,易泄漏,扩散速度很快,易和其它气体混合。氢气与空气混合气的爆炸极限:空气含量为18.3—59.0%,此时,极易引起自燃自爆,燃烧速度约为2.7米/秒。
氢气应单独存放,最好放置在室外专用的小屋内,以确保安全,应严禁烟火,关闭时应旋紧气瓶开关阀。
(2)氧气:氧气是强烈的助燃烧气体,高温下,纯氧十分活泼;温度不变而压力增加时,可以和油类发生急剧的化学反应,并引起发热自燃,进而产生强烈爆炸。
氧气瓶一定要防止与油类接触,并绝对避免让其它可燃性气体混入氧气瓶;禁止用盛其它可燃性气体的气瓶来充灌氧气。氧气瓶禁止放于阳光曝晒的地方。
氧化亚氮(笑气):具有麻醉兴奋作用,受热时可分解成为氧和氮的混合物,如遇可燃性气体即可与此混合物中的氧化合燃烧。
2.12减压、加压操作时的防火要求
- 真空系统所用容器应有足够的强度与厚度,材质均一。减压蒸馏时应选用圆底烧瓶作接受器,不可用平底烧瓶蒸馏或用锥形瓶接受,以免炸裂。
- 进行真空操作时,应严防空气突然进入热的装置,引起爆炸。真空泵应接附有单向阀或两通开关的安全瓶,通过安全瓶使空气充满装置,待系统内压力平衡后,再切断真空泵电源。
- 抽真空时,容器外面宜用铁丝网罩或布包裹,以备玻璃炸裂时防护。
- 高压釜应设置在专门的室内。高压釜应由强度高、耐高温、耐腐蚀的材料制成,耐压强度应为工作压强的2~3倍,压力表的指示范围宜为工作压力的两倍(至少应超过三分之一)。使用前应检查是否漏气,操作时应严格控制温度、压力等参数,用毕应待釜自冷,先开阀门,余气排尽后,再打开釜身。严禁用水冷却。
2.12使用加热设备的防火要求
- 使用煤气灯点燃时,附近不得放置易燃易爆物品。为防止煤气爆炸,应按规定次序点燃、熄灭煤气灯。点燃时次序是:闭风,点火,开启煤气阀,调节风量。熄灯时次序是:闭风,关煤气阀。停气时,应将所有开关关闭。
- 使用酒精灯和酒精喷灯时,酒精的添加量不应超过灯具容量的2/3,切勿倒满以防酒精外流。应用火柴点燃,不得用另一正在燃的酒精灯来点,以免失火。燃着的灯焰应用灯冒盖灭。使用中应注意灯内酒精量约1/4容量时,即应添加酒精,以免灯内产生爆炸。
- 用电烘箱烘烤物料时,应根据待烘物料的物理、化学性质,严格控制烘烤温度与时间。烘箱宜带自动温度控制装置,且应注意检查其工作是否可靠,以免控制失灵而造成事故。升温时宜逐渐提高温度,避免升温过快。带有易燃液体的物件不得放入烘烤。易燃易爆物严禁放入烘烤。工作结束或停电时,应切断电源,防止长时间运行,温度升高,引燃物料。
- 常用的小型电炉,其电热丝外露,不能用于能形成易燃蒸汽的场所。加热时,应垫石棉铁丝网,使被加热物料受热均匀。当熔化石蜡、松香等可燃物时,应特别注意控制温度,防止大量冒烟或超过自燃点。加热易燃液体,应用液浴,油浴温度不得超过自燃点。
- 高温电炉应配设温度控制器,必要时应装报警装置,控制失灵时不得使用。高温电炉周围不得放置可燃物、腐蚀物以及其他危险物品,以防引起火灾或因炉体腐蚀而产生事故。易熔、可燃、挥发、腐蚀、爆炸物不得放入炉内加热。试样应用合适的耐高温坩埚盛装,包有滤纸的湿沉淀应经烘干、灰化后再送入炉膛内灼烧。熔样时应根据溶剂性质合理选择坩埚材料。为防止污损,炉膛底部应填石棉板。
2.13使用电气设备的防火要求
- 对化验室内的各类电气设备应严格管理,电气线路的敷设、电气设备的安装、保护和维修都应严格执行国家的有关规范。
- 有些电气设备功率较大,使用时应注意防止过载。接线应稳妥,绝缘要良好、开关、导线均应符合要求,并宜使用单独的供电线路。
- 经常使用易燃易爆气体和液体的实验室的电气设施应达到整体防爆要求。
- 电气设备及线路应及时检测和更新,避免带隐患运转。
2.14加强防火安全管理
- 操作时若有易燃物沾污体表,应即洗除,切勿近火。如有氧化剂沾污衣物,也应如此,否则稍微受热即易着火。
- 烧着的余尽火柴梗,不得乱丢或丢入废物桶,应使完全熄灭后,才可弃入桶内。
- 灼热的坩埚、磁舟,不得放于橡皮、塑料或纸等可燃物上,应远离可燃物质,放于石棉板等不燃物体上。
- 操作有爆炸危险性物质时,不应使用磨口玻璃瓶,以免由于启闭磨口塞的摩擦火花而引起爆炸事故。可用软木塞、橡皮塞或塑料塞。
- 操作可燃物或受热分解物品的实验室,应挂窗帘,以防日晒,勿将易燃物质与玻璃器皿放于日光下,防止由于玻璃弯曲面的聚焦作用产生局部高热而引起燃爆事故。
2.16设置灭火器材
化验室应备有消火砂、石棉布、灭火器等器材。如果在加热试样或实验过程中起火,应首先熄灭附近的所有火源,切断电源,移走可燃物质。小容器内物质着火可用石棉布或湿抹布覆盖灭火。较大的火灾应根据着火物质性质选用灭火器扑救。一般情况易燃液体类火灾选用二氧化碳、干粉、泡沫类灭火器,电气火灾选用二氧化碳、1211类灭火器。应注意易燃液体和固体有机物着火时,不能用水浇,因为除甲醇、乙醇等少量溶于水的有机物外,大多数有机物比重小于水,能浮在水面上继续燃烧扩大燃烧面积。锂、钠、钾、镁等易燃金属起火,以及其他特殊化学品起火,应使用特殊的灭火器材和灭火方法。平时应按时检查各种灭火器材的性能,防止因试剂过久而失效。
2.17其中还有一些防火防爆的基本措施
物质起火的三个条件是物质本身的可燃性,氧的供给和燃烧的起始温度,一切可燃物的温度处于着火点以下时即使供给氧也不会燃烧,因此控制可燃物的温度是防止起火的关键。
(1) 开展防火教育,提高群众对防火意义的认识。建立健全群众性义务消防组织和防火安全制度,开展经常性的防火安全检查,消除火险隐患,并根据生产氧气性质,配备适用和足够的消防器材。
(2) 认真执行建筑防火设计规范。厂房和库房必须符合防火等级要求。厂房和库房之间应有安全距离,并设置消防用水和消防通道。
(3) 合理布置生产工艺。根据产品原材料火灾危险性质,安排、选用符合安全要求的设备和工艺流程。性质不同又能相互作用的物品应分开存放。具有火灾、爆炸危险的厂房,要采用局部通风或全面通风,降低易燃气体、蒸气、粉尘的浓度。
(4) 易燃易爆物质的生产,应在密闭设备中进行。对于特别危险的作业,可充装惰性气体或其它介质保护,隔绝空气。对于与空气接触会燃烧的应采取特殊措施存放,例如,将金属钠存于煤油中,磷存于水中,二硫化碳用水封闭存放等。
(5) 从技术上采取安全措施,消除火源。例如,为消除静电,可向汽油内加入抗静电剂。油库设施包括油罐、管道、卸油台、加油柱应进行可靠的接地,接地电阻不大于30欧;乙炔管道接地电阻不大于20欧。往容器注入易燃液体时,注液管道要光滑、接地,管口要插到容器底部。为防止雷击,在易燃易爆生产场所和库房安装避雷设施。此外,设备管理符合防火防爆要求,厂房和库房地面采用不发火地面等。
(6) 实验室常见的易燃易爆物:
① 易燃液体:如苯、甲苯、甲醇、乙醇、石油醚、丙酮等。
② 燃烧爆炸性固体:钾、钠等轻金属。
③ 强氧化剂:硝酸铵、硝酸钾、高氯酸、过氧化钠、过氧化氢、过氧化二苯甲酰等。
④ 可燃气体:一些可燃气体与空气或氧气混合,在一定条件下会发生爆炸。
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