氧(O2)是一種無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)味的氣體。分子量為32。相對(duì)密度為1.429(空氣=1)。熔點(diǎn)為-218.4℃。沸點(diǎn)為-183℃。能被液化和固化。液氧呈天藍(lán)色。略溶于水。在常溫時(shí)不很活潑,對(duì)許多物質(zhì)不易發(fā)生作用;但在高溫時(shí)則很活潑,能與多種元素直接化合。助燃物質(zhì)。?
氧是生物賴以生存的物質(zhì)。它在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用很廣。乙炔一氧焰用于金屬的焊接和切割,在冶金工業(yè)中,氧被用于鋼鐵熔煉、軋鋼和有色金屬提煉。在醫(yī)療和深入作業(yè)中都大量用到氧。?
現(xiàn)代工業(yè)采用深冷分離法制取氧氣。按其生產(chǎn)工藝中壓縮空氣的壓力分為:高壓流程、中壓流程、雙壓流程及全低壓流程4種。雖然各種流程采用的空氣分離設(shè)備(制氧機(jī))有所不同,但制氧過(guò)程大致包括6個(gè)階段:(1)空氣凈化;(2)空氣壓縮;(3)壓縮空氣中二氧化碳和水蒸氣的清除;(4)空氣液化;(5)輕餾分離成氧和氮;(6)產(chǎn)品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸。?
空氣分離(全低壓)流程:如圖所示??諝饨?jīng)過(guò)濾后進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮到0.5~0.6MPa后,分成兩路,分別進(jìn)入氧蓄冷器和氮蓄冷器。冷卻后一部分空氣送至二氧化碳吸附器、透平膨脹機(jī),由精餾塔上部入塔。冷卻后的大部分空氣由塔下部進(jìn)入。由精餾塔主蒸發(fā)器下部出來(lái)的氧氣(分離出其中的液態(tài)空氣和液態(tài)氮后),在氧蓄冷器中與空氣換熱后即成為成品氧。由精餾塔頂部出來(lái)的純氮,經(jīng)空氣過(guò)冷器后,再經(jīng)氮蓄冷器被空氣加熱到常溫,即成為成品導(dǎo)出。成品氧進(jìn)入氣柜,再經(jīng)壓縮后充入氧氣瓶或直接送至氧氣用戶。?
職業(yè)危害?制氧工藝的特征是高壓、低溫、易燃、易爆。主要危險(xiǎn)是火災(zāi)、爆炸,此外也會(huì)發(fā)生缺氧窒息事故。?
(1)空分裝置的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)是較大的威脅。?
空氣壓縮機(jī)軸瓦、排氣管道和設(shè)備等處是壓縮過(guò)程中火災(zāi)、爆炸事故多發(fā)部位。主要原因是:①冷卻水中斷或供應(yīng)量不足;②潤(rùn)滑油中斷或供油量不足;③排氣管道的積炭氧化自燃。其中積炭氧化自燃情況復(fù)雜,危險(xiǎn)性又特別大,必須引起重視。?
精餾塔爆炸事故大多發(fā)生在高壓、中壓或雙壓冷凍循環(huán)制氧裝置和大型全低壓制氧裝置的冷凝蒸發(fā)部位;在下管板、上管板、管束與冷凝器殼體之間也容易發(fā)生爆炸。發(fā)生爆炸的基本原因是液氧中積聚了過(guò)量的易燃易爆物,主要是乙炔等碳?xì)浠衔?、?rùn)滑油熱裂解的輕餾分。?
(2)氧氣系統(tǒng)(氧氣壓縮機(jī)、氧氣管道、氧氣瓶)的著火爆炸。?
氧氣壓縮機(jī)發(fā)生火災(zāi)爆炸的主要部位是汽缸部分。由于汽缸內(nèi)溫度過(guò)高,使皮碗或密封件發(fā)生分解產(chǎn)生可燃?xì)怏w,與氧混合易燃燒爆炸。當(dāng)汽缸內(nèi)進(jìn)入鐵屑時(shí)會(huì)因摩擦或撞擊產(chǎn)生火花,促使爆炸事故的發(fā)生?;钊麠U填料密封處,如果裝配不良或磨損嚴(yán)重時(shí),常會(huì)造成油封漏油、氣封漏氣,遇高溫或活塞桿摩擦產(chǎn)生的火花,也會(huì)引起燃燒爆炸。此外,在管道特別是管道拐彎處和閥門處,也會(huì)引起燃燒爆炸事故。其原因是鐵銹在高速氧吹刷下與鋼管發(fā)生摩擦易起火,或者是靜電起火。?
液氧泵的爆炸事故大致分兩種:一種是泵體內(nèi)爆炸,主要是鐵屑、鋁末等雜質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)所致;另一種是泵體外爆炸,主要是泄漏和氧引起的。?
輸氧管道和閥門發(fā)生燃燒、爆炸的原因有:氧氣管道內(nèi)的鐵銹、焊渣等雜質(zhì)會(huì)因與管壁等摩擦、碰撞,產(chǎn)生高溫易燃燒;油脂、橡膠等可燃物,在高純度和高壓力的氧流中會(huì)迅速燃燒;氧氣管道中閥門前后壓力差很大,當(dāng)閥門急劇打開(kāi)時(shí),閥后氣體溫度可高達(dá)955℃,這個(gè)溫度接近幾種常見(jiàn)金屬的熔點(diǎn);氧氣管道的氣流出口或調(diào)節(jié)閥處會(huì)產(chǎn)生靜電。?
灌裝氧氣時(shí),會(huì)因接觸油脂等可燃物、灌裝速度過(guò)快引起的靜電及灌裝后關(guān)閉閥門時(shí)機(jī)械摩擦產(chǎn)生的火花易引起火災(zāi)、爆炸。?
基于氧氣的性質(zhì),氧氣儲(chǔ)存設(shè)備、液氧儲(chǔ)罐及氧氣瓶均有發(fā)生火災(zāi)、爆炸的危險(xiǎn)。?
(3)缺氧窒息。?
缺氧窒息事故主要發(fā)生在設(shè)備檢修過(guò)程中,常常是氮?dú)獾鹊男孤┖透Z氣造成的。?
預(yù)防措施?
(1)空分系統(tǒng)的防火防爆措施?
1)合理選擇廠址,避免原料空氣污染;?
2)采用有效的凈化工藝和設(shè)備,除去空氣中的乙炔及碳?xì)浠衔锏龋?
3)及時(shí)化驗(yàn)分析,嚴(yán)格控制液氧中的乙炔、碳?xì)浠衔锏暮浚?
4)通過(guò)設(shè)置液態(tài)空氣吸附器及液態(tài)氧吸附器、及時(shí)排放液氧、定期對(duì)設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行局部或全部加熱清洗等措施,防止乙炔和碳?xì)浠衔锏姆e聚;?
5)空分裝置保冷箱內(nèi)的設(shè)備、管道應(yīng)有可靠的接地;?
6)空氣壓縮機(jī)、膨脹機(jī)盡可能采用無(wú)油潤(rùn)滑;?
7)空氣壓縮機(jī)的冷卻要充分,潤(rùn)滑要適當(dāng),以避免積炭;?
8)各種安全裝置、儀表完好。?
(2)氧氣系統(tǒng)的防火防爆措施?
1)氧氣壓縮機(jī)采用無(wú)油潤(rùn)滑;?
2)凡與壓縮氧氣接觸的零部件,裝入前必須嚴(yán)格脫脂去油、用四氯化碳清洗干凈;?
3)采取各種措施,防止壓縮氧氣接觸油類;?
4)做好設(shè)備維護(hù),保持各密封裝置運(yùn)行可靠;?
5)防止鐵銹、焊渣等雜物進(jìn)入系統(tǒng);?
6)控制氧氣流速;?
7)灌裝氧氣時(shí)要認(rèn)真檢查,凡沾有油脂、氣瓶余壓小于0.05MPa時(shí),不得灌裝;開(kāi)啟閥門要緩慢,以減輕氣流沖擊和摩擦;不得超壓充裝。?
(3)防止缺氧窒息。?
1)檢修設(shè)備前對(duì)設(shè)備、管道用空氣置換,并在氮?dú)夤艿郎霞用ぐ澹?
2)檢修前作氣體分析,氧含量等合格后方可進(jìn)設(shè)備內(nèi)作業(yè);?
3)如發(fā)現(xiàn)缺氧癥狀人員,應(yīng)立即轉(zhuǎn)移至新鮮空氣處;對(duì)失去知覺(jué)或不能正常呼吸者,要及時(shí)輸氧或送至高壓氧艙治療。?