主题:【讨论】实验室压力容器应如何管理?

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实验室压力容器应如何管理?
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JOE HUI
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  高压容器是指容器内承受的压力大于100kgf?cm-2及以上的设备,例如:化工合成塔、氨塔、甲醇裂解产气机、熔样器、化工反应器、反应釜、气体钢瓶等。高压容器的潜在危险主要是容器发生爆炸,其发生爆炸的原因有:器皿内的压力和大气压力差逐渐加大和反应时反应区内压力急剧升高或降低等。




  一、高压容器的安全使用与管理




  实验室常用压力容器有高压容器和气体钢瓶两类。高压容器的安全使用与管理,应注意以下几个方面:




  1.所有这类高压容器都应该有严格的操作规程,在醒目的位置张贴“高压爆炸危险”等警示语。




  2.在工作地点使用预防爆炸或减少其危害后果的仪器设备或装备。包括使用坚固器罐的仪器,增添必要的压力调节器或安全阀。用金属或其他坚固的材料(例如,有机玻璃或塑料)所制的安全罩、防护板、金属网等。




  3.要清楚地知道工作中所使用的每一种仪器和物质的物理和化学性质、反应混合物成分、所使用物质的纯度、仪器结构、器皿材料的特性、进行工作时温度和压力等条件以及能够激发爆炸的刺激物(例如火花、热体等)远离工作地点。




  4.要掌握改变气相反应速度的最普通的影响因素,比如光、压力、器皿中活性物质材料及杂质等。




  5.在由几个部分组成的仪器之中,连接时可能形成爆炸的混合物,所以要求在连接导管内装上保险器或安全阀。在任何情况下对于危险物质都必须采用能保证实验结果的精确性或可靠性的最小量来进行,并且绝对不可用火直接加热。




  6.学生使用高压容器,必须经过严格的上岗操作培训,并且必须有指导老师在场指导,指导老师有责任在培训时把可能发生的危险和应急措施清楚地告诉学生。没有进行这项教育内容,学生可拒绝实验,发生问题应追究老师的责任。




  二、气体钢瓶的安全使用与管理




  实验室的气体钢瓶,主要是指各种压缩气体钢瓶,比如,氧气瓶、氢气瓶、氮气瓶、液化气瓶等。气体钢瓶的危险主要是气体泄漏造成人员中毒或爆炸、火灾等事故,使实验室房屋、仪器设备损坏或人员伤亡。




  1.气体钢瓶搬运、存放与充装的注意事项




  (1)在搬动、存放气瓶时,应装上防震垫圈,旋紧安全帽,以保护开关阀,防止其意外转动和减少碰撞。




  (2)搬运、充装有气体的钢瓶时,应用特制的担架或小推车,也可以用手平抬或垂直转动。但绝不允许用手执着开关阀移动。




  (3)装车运输有气体的钢瓶时,应视情况加以固定,避免途中滚动碰撞;装、卸车时应轻抬轻放。禁止采用下滑、抛丢或其他易引起撞击的方法。




  (4)充装有互相接触后可引起燃烧、爆炸气体的气瓶(如氢气瓶和氧气瓶),不能同车搬运或同存一处也不能与其他易燃易爆物品混合存放。




  (5)检查发现气体钢瓶瓶体有缺陷、安全附件不全或已损坏不能保证安全使用时,切不可再送去充装气体,应送交有关单位检查合格后方可使用。




  2.气体钢瓶使用原则




  (1)储存气体钢瓶的仓库必须有良好的通风、散热和防潮的条件,电气设备(电灯、电路)都必须有防爆设施。




  (2)气体钢瓶必须严格分类分开保管,不同品种的气体不得储存在一起(比如,氧气和氢气不能放置在同一房间内);直立放置时应固定稳妥;气瓶要远离热源,避免曝晒和强烈振动;一般实验室内存放的气瓶量不得超过2瓶,同时还应注意:




  ①在钢瓶肩部,用钢印打出下述标记制造厂、制造日期、气瓶型号、工作压力、气压试验压力、气压、试验日期及下次送验日期、气体容积、气瓶重量。




  ②为了避免各种钢瓶在使用时发生混淆。储存各种常用气体的气瓶应该用不同规定的颜色来标志。例如:氢气瓶用深绿色,氧气瓶用天蓝色,氮气瓶用黑色,氨气瓶用黄色等。特殊气体的气瓶可以用文字来标识以示区别。已确定的气瓶只能装同一品种甚至同一浓度的气体。混装气体会产生严重后果(或发生大爆炸,或损毁仪器设备,使检测样品数据不准)。




  ③气体钢瓶上选用的减压器要分类专用。安装时螺扣要旋紧防止泄漏;开、关减压器和开关阀时,动作必须缓慢;使用时应先旋动开关阀,后开减压器;使用完毕后,先关闭开关阀放尽余气后,再关减压器。切不可只关减压器,不关开关阀。




  ④使用气体钢瓶时,操作人员应站在与气瓶接口处垂直的位置上。操作时严禁敲打撞击气体钢瓶,并应经常检查有无漏气现象,注意压力表读数。




  ⑤氧气瓶或氢气瓶等,应配备专用工具,并严禁与油类接触。操作人员不能穿戴沾有各种油脂或易感应产生静电的服装、手套进行操作以免引起燃烧或爆炸。




  ⑥可燃性气体和助燃气体气瓶,与明火的距离应大于10m(距离不足时,可采取隔离等措施)。




  ⑦使用后的气瓶,应按规定留0.05 MPa以上的残余压力,可燃性气体应剩余0.2~0.3 MPa。其中氢气应保留2 MPa,以防止重新充气时发生危险,不可将气体用完用尽。




  ⑧各种气瓶必须由质量检验单位定期进行技术检查,严禁使用安全阀超期的气瓶。充装一般气体的气瓶一年检验一次,如在使用中发现有严重腐蚀或严重损伤的,应提前进行检验。




  ⑨实验室必须用专用储存柜储存气体钢瓶。储存柜及室内要有良好的通风、散热、防潮的条件,且同样不能混合储存不同种类的气瓶,尤其是会产生爆炸的气瓶。




  (i)乙炔




  乙炔极易燃烧且容易爆炸,当有7%~13%乙炔空气混合气或含有30%乙炔的乙炔氧气混合气最易发生爆炸。乙炔和氯、次氯酸盐等化合物也会发生燃烧和爆炸。存放乙炔气瓶的地方,要求通风良好。使用时应装上回闪阻止器,还要注意防止气体回缩。如发现乙炔气瓶有发热现象,说明乙炔已发生分解,应立即关闭气阀,并用水冷却瓶体,同时最好将气瓶移至远离人员的安全处加以妥善处理。发生乙炔燃烧时,绝对禁止用四氯化碳灭火。




  (ii)氢气




  氢气密度小易泄漏。因为氢气难溶于水,所以可以用排水集气法收集氢气。扩散速度很快,易和其他气体混合。氢气与空气混合气的爆炸极限是空气比氢含量为18.3%:59.0%(体积比),此时,极易引起自燃自爆,燃烧速度约为2.7m/s。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。严禁放在实验室内,严禁烟火,同时应拧紧气瓶开关阀。




  (iii)氧气




  氧气的化学性质比较活泼。除了稀有气体、活性小的金属元素如金、铂、银,之外,大部分的元素都能与氧气反应,氧气也是强烈的助燃气体,在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,而产生强烈爆炸。




  氧气瓶一定要防止与油类接触,并绝对禁止让其他可燃性气体混入氧气瓶:禁止用(或误用)曾充装过其他可燃性气体的气瓶来充灌氧气。禁止将氧气瓶放于有阳光曝晒的地方。




  (iiii)氧化亚氮(笑气)




  氧化亚氮具有麻醉兴奋作用,受热时可分解成为氧和氮的混合物;若遇可燃性气体即可与此混合物中的氧产生燃烧。




  笑气是助燃性气体,所以要远离油等可燃物,远离热源和火种。在室温,一氧化二氮对钢、铝、铜等一般金属不腐蚀,但是在加热时可以氧化这些金属。漏气时可导入苛性纳和消石灰的混合液中或把容器放入通风橱内。