一種生產(chǎn)設(shè)備中易自燃自熱材料的氣相致鈍消敏方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于易燃易熱材料后處理技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及到一種生產(chǎn)設(shè)備中易自燃自熱材料的氣相致鈍消敏方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在生產(chǎn)過(guò)程中，因某些材料具有易自燃或自熱敏感性，若與空氣接觸，可以與其中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱量，最終導(dǎo)致體系溫度升高并引發(fā)火災(zāi)、爆炸等事故。例如，當(dāng)我們直接打開(kāi)內(nèi)含強(qiáng)還原性超細(xì)粉末材料或其他遇氧易自熱自燃物質(zhì)的密封設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)，進(jìn)入設(shè)備的空氣很可能與殘留在設(shè)備內(nèi)部或附著在設(shè)備內(nèi)壁的易自熱自燃物質(zhì)發(fā)生具有顯著快速放熱效應(yīng)的氧化反應(yīng)，誘發(fā)火災(zāi)甚至爆炸事故。這些材料在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用過(guò)程中的安全技術(shù)多有報(bào)道。
[0003]涉及維修或廢棄物處置過(guò)程中的安全保障技術(shù)是安全生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。例如，超細(xì)金屬粉末材料的生產(chǎn)過(guò)程通常是在與氧隔絕的密閉生產(chǎn)裝置內(nèi)進(jìn)行的，在與氧隔絕的正常的生產(chǎn)條件下超細(xì)金屬粉末材料是穩(wěn)定安全的，當(dāng)設(shè)備需要檢修時(shí)，難免會(huì)有少量超細(xì)金屬粉末材料殘留在待檢修的設(shè)備內(nèi)，如果此時(shí)直接打開(kāi)進(jìn)行檢修，進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部的空氣中的氧氣將與那些殘留的超細(xì)金屬粉末材料發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，進(jìn)而可能誘發(fā)火災(zāi)、爆炸事故。再例如，在儲(chǔ)存高硫原油的儲(chǔ)油罐內(nèi)壁及輸送高硫原油的輸油管道內(nèi)壁經(jīng)常會(huì)有FeSx沉積物生成，F(xiàn)eS ,是典型的具有很高化學(xué)反應(yīng)活性的易自熱自燃物質(zhì)，當(dāng)與氧隔絕時(shí)比較穩(wěn)定，但當(dāng)停產(chǎn)開(kāi)封檢修與空氣中的氧氣接觸時(shí)，容易發(fā)生快速氧化反應(yīng)自熱自燃引發(fā)火災(zāi)，國(guó)內(nèi)外已發(fā)生多起因石油化工設(shè)備硫腐蝕產(chǎn)生的硫鐵化合物自燃所引起的重大安全生產(chǎn)事故。所以，對(duì)于內(nèi)含易自熱自燃物質(zhì)的密閉的生產(chǎn)裝置而言，在設(shè)備檢修開(kāi)封之前必須采取相應(yīng)的安全處理措施。
[0004]目前，對(duì)于密閉的內(nèi)含易自熱自燃物質(zhì)的停產(chǎn)待檢修的生產(chǎn)設(shè)備所采取的主要安全措施是在密封設(shè)備開(kāi)封檢修之前先采用液相清洗劑進(jìn)行清洗或泡沫清洗。例如日本和韓國(guó)專利(如:特開(kāi)平8-9257，KR20010092131)均采用液相清洗劑清洗油罐內(nèi)腐蝕產(chǎn)物消除安全隱患的技術(shù)和設(shè)備。由于上述生產(chǎn)設(shè)備一般體積較大，液相清洗過(guò)程需要使用大量的清洗劑，且清洗前需排空殘油，清洗成本高、工作量大，且有大量清洗廢液產(chǎn)生，帶來(lái)環(huán)境污染壓力。特別是，如果在清洗過(guò)程處理不當(dāng)造成空氣的進(jìn)入，極易發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故。此夕卜，采用酸性清洗液清洗時(shí)還容易帶來(lái)設(shè)備腐蝕及有害酸霧生成。專利W02014108137公開(kāi)了在油罐內(nèi)部或油料進(jìn)口處增設(shè)用于隔絕空氣的裝置，這種裝置可以保護(hù)油罐在欠油狀態(tài)下的安全性，但不能消除其安全隱患。對(duì)于非檢修暫時(shí)停產(chǎn)的內(nèi)含易自燃活性物的生產(chǎn)設(shè)備，也有采用充填惰性不可燃?xì)怏w防范設(shè)備自燃的安全措施，但不能消除或滅活其中已經(jīng)存在的易自熱自燃的危險(xiǎn)物質(zhì)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)便、安全的生產(chǎn)設(shè)備中易自燃自熱材料的氣相致鈍消敏方法。
[0006]本發(fā)明所述的一種生產(chǎn)設(shè)備中易自燃自熱材料的氣相致鈍消敏方法，所述方法具體步驟為:1)利用空氣分離機(jī)所產(chǎn)生的氮?dú)饣虻獨(dú)怃撈恐械牡獨(dú)馀c空氣混合，形成氧氣體積濃度為0.5% -5%的混合氣體；2)將混合氣體從進(jìn)氣口通入待處理設(shè)備中，進(jìn)行氣相致鈍消敏，然后從設(shè)備的出氣口逸出；3)用檢測(cè)裝置測(cè)定逸出氣體的氧氣含量，當(dāng)其與輸入氣體中氧氣含量接近時(shí)，處理完成。
[0007]本發(fā)明所述的一種生產(chǎn)設(shè)備中易自燃自熱材料的氣相致鈍消敏方法，所述氧氣體積濃度的準(zhǔn)確度在±0.05%之內(nèi)。
[0008]本發(fā)明所述的一種生產(chǎn)設(shè)備中易自燃自熱材料的氣相致鈍消敏方法，所述出氣口與進(jìn)氣口在同一位置時(shí)，采用不同導(dǎo)管分別作為進(jìn)氣口和出氣口，其中進(jìn)氣導(dǎo)管的長(zhǎng)度大于出氣導(dǎo)管的長(zhǎng)度。
[0009]本發(fā)明所述的一種生產(chǎn)設(shè)備中易自燃自熱材料的氣相致鈍消敏方法，所述氣相致鈍消敏的時(shí)間為10-60min。
[0010]本發(fā)明所述的一種生產(chǎn)設(shè)備中易自燃自熱材料的氣相致鈍消敏方法，所述氧氣體積濃度的最大值為CX Ctftci)/Q ;所述C為反應(yīng)體系中所有物質(zhì)的熱容，Q為單位體積氧含量的混合氣體與待處理材料的氧化還原反應(yīng)熱，h為脫敏去活性時(shí)的反應(yīng)溫度，h為材料與油氣的燃點(diǎn)。
[0011]本發(fā)明所述的一種生產(chǎn)設(shè)備中易自燃自熱材料的氣相致鈍消敏方法，所述檢測(cè)裝置為可調(diào)諧二極管激光氧氣測(cè)量系統(tǒng)。
[0012]本發(fā)明所述的一種生產(chǎn)設(shè)備中易自燃自熱材料的氣相致鈍消敏方法，所述混合氣體的濕度為70-90%。
[0013]本發(fā)明所述的一種生產(chǎn)設(shè)備中易自燃自熱材料的氣相致鈍消敏方法，所述混合氣體含有氮氧化物作為催化劑。
[0014]本發(fā)明提供了一種能深度降低氣體分子有效碰撞反應(yīng)幾率、極度提升當(dāng)量反應(yīng)熱容、可設(shè)計(jì)調(diào)控、充分消除反應(yīng)熱效應(yīng)作用、本質(zhì)安全的氣相致鈍消敏技術(shù)方法。具體地說(shuō)，通過(guò)控制氣相混合組分中氧氣的濃度、催化劑的種類和數(shù)量，使生產(chǎn)設(shè)備中的氧敏感材料在較低氧氣濃度下實(shí)現(xiàn)可控氧化，氧化產(chǎn)物在這些材料表面形成的氧化膜，可進(jìn)一步降低敏感材料與空氣的反應(yīng)活性，避免它們因快速氧化導(dǎo)致溫度迅速升高而發(fā)生自燃現(xiàn)象。其中，消除反應(yīng)敏感性所需的本質(zhì)安全條件可由材料的氧化放熱過(guò)程的放熱量及參與反應(yīng)過(guò)程中所有物質(zhì)升高溫度所需熱量進(jìn)行計(jì)算獲得。通過(guò)控制氧氣濃度，使氧化過(guò)程中產(chǎn)生的熱量所導(dǎo)致的溫度升高不超過(guò)該材料的燃點(diǎn)，達(dá)到本質(zhì)安全的目標(biāo)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的生產(chǎn)設(shè)備中易自燃自熱材料的氣相致鈍消敏方法的優(yōu)點(diǎn)在于:在對(duì)含少量易自燃、自熱材料的生產(chǎn)設(shè)備處理過(guò)程中，不需要對(duì)原有的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行較大規(guī)模的改造工程，只需使用增加部分氣體混合、分析與輸送裝置，投資小，操作方便；在處理過(guò)程中不涉及清洗溶劑，不會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢液等有害物質(zhì)污染環(huán)境。經(jīng)脫敏處理后，設(shè)備中物質(zhì)的極限氧指數(shù)大于21 %，為安全處置結(jié)果。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1:實(shí)施例1樣品經(jīng)氣相鈍化處理后的差熱分析圖譜；圖2:實(shí)施例2樣品經(jīng)氣相鈍化處理后的差熱分析圖譜；圖3:石油儲(chǔ)存容器硫腐蝕產(chǎn)物氣相鈍化模擬試驗(yàn)裝置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的生產(chǎn)設(shè)備中易自燃自熱材料的氣相致鈍消敏方法做進(jìn)一步說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0018]實(shí)施例1
[0019]將1g去除表面氧化層的還原鐵粉加入管式爐中，去除體系中的空氣后，在氮?dú)饧吧倭繗錃獾谋Ｗo(hù)下，通入H2S氣體，在1100°C下反應(yīng)4小時(shí)，冷卻。制備得活性硫化亞鐵。該活性硫化亞鐵活性高，在室溫下遇空氣即發(fā)生自燃。極限氧指數(shù)小于13%。
[0020]在室溫下，將空氣與氮?dú)饣旌?，制得氧含量?-5%的混合氣體，通入上述制備的硫化亞鐵體系中，流量為50mL/min，反應(yīng)20min，所得樣品的