ICI公司蒙德火災(zāi)、爆炸、毒性指標(biāo)法是在美國道爾化學(xué)公司(DOW)的火災(zāi)、爆炸防數(shù)法的基礎(chǔ)上補(bǔ)充發(fā)展的,所考慮的問題更為全面,并編寫了“技術(shù)守則”指導(dǎo)評價。

性質(zhì)

蒙德火災(zāi)、爆炸、毒性指標(biāo)法

特點(diǎn)

所考慮的問題更為全面

所屬公司

ICI公司

評價規(guī)定

裝置劃分為單元

蒙德法

“單元”是裝置的—個獨(dú)立部分。而不與裝置在一起的其余部分,如有一定間距、擋火墻、防護(hù)堤等隔開的裝置的一部分設(shè)施,也可作為單元。在選擇裝置的部分作為單元時,要注意鄰近的其他單元的特征及是否存在有不同的特別工藝和有危險性物質(zhì)的區(qū)域。

裝置中具有代表性的單元類型有:

原料貯區(qū);供應(yīng)區(qū)域;反應(yīng)區(qū)域;產(chǎn)品蒸餾區(qū)域;吸收或洗滌區(qū)域;半成品貯區(qū);產(chǎn)品貯區(qū);運(yùn)輸裝卸區(qū);催化劑處理區(qū);副產(chǎn)品處理區(qū);廢液處理區(qū);通入裝置區(qū)的主要配管橋區(qū)。此外,還有過濾、干燥、固體處理、氣體壓縮等,合適時也可將裝置劃分為適當(dāng)?shù)膯卧?/p>

將裝置劃分為不同類型的一些單元就能對裝置不同單元的危險特性進(jìn)行評價。否則,整個裝置或裝置的大部分就會帶有其中最危險單元的特征。此外,通過單元劃分,可對裝置中最危險的單元向其他投資多的單元發(fā)生事故蔓延時的界限加以考慮。

評價貯存區(qū)時,單元通常由—個堤壩和共同堤壩內(nèi)的全部貯罐等組成。其他用堤壩分開的區(qū)域,如液化氣、高著火性液體、可燃性液體和有自聚危險性、可能產(chǎn)生過氧化物、有凝聚相爆炸危險等特殊危險性物質(zhì),可作不同單元處理,以便能正確識別其相對危險性。

裝置區(qū)中主要配管橋不同于裝置工藝或貯存單元,應(yīng)作為—個單元來考慮,其危險性主要是支柱或架設(shè)在架臺間的管橋長度及在其上支撐的鋼管。

編制裝置、單元物質(zhì)表

查明物料、催化劑、中間體、副產(chǎn)品和溶劑在單元內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)及其工藝操作,記入表中。再根據(jù)單元內(nèi)每個表中記載的物質(zhì)的易燃性和數(shù)量選出單元內(nèi)以危險數(shù)量存在的一種物質(zhì)。在某些情況下,也可以考慮以數(shù)量和潛在的爆炸能量結(jié)合來表示其主要危險性。

作為評價單元危險性所選出的物質(zhì),必須具備能達(dá)到產(chǎn)生危險程度的數(shù)量。

若裝置、單元中存在一種以上的重要物質(zhì)時,必須對各重要物質(zhì)作不同評價,并選用最危險的那個作為該單元危險性的代表為最終評價的依據(jù)。若裝置內(nèi)的物質(zhì)是混合物且組成保持一定,在裝置內(nèi)具有主要火災(zāi)、爆炸、反應(yīng)或毒性的潛在危險性時,亦可取混合物作為重要物質(zhì)。

物質(zhì)系數(shù)(MF)的確定

物質(zhì)系數(shù)是指重要物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(25℃,0.1MPa)下的火災(zāi)、爆炸或放出能量的危險性潛能的尺度。進(jìn)行總效果計算時物質(zhì)系數(shù)(MF)用符號月表示。

一般可燃性物質(zhì)。其物質(zhì)系數(shù)是重要物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下由空氣中的燃燒熱決定的,可按下式計算:

MF=△Hc×1.8×4.186/1000

式中,△Hc為重要物質(zhì)的燃燒熱,kJ/mol。

邊緣可燃性物質(zhì)。邊緣可燃性重要物質(zhì)或在輸送條件下不燃的重要物質(zhì)的物質(zhì)系數(shù),因可由反應(yīng)的燃燒熱計算,故不能為零,其值可由重要物質(zhì)的生成熱和氣相燃燒生成物的生成熱的差計算而得,物質(zhì)系數(shù)可由燃燒熱計算值按下式計算:

MF=△HR×1.8×4.186/M

式中 △HR——燃燒熱計算值,kJ/mol;

M——重要物質(zhì)的分子量。

邊緣可燃性物質(zhì)有三氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷、過氯乙烷、氯仿、二氯甲烷等。

不燃性物質(zhì)。這種物質(zhì)是與氧氣不會發(fā)生放熱反應(yīng)的物質(zhì),如水、砂、氮?dú)狻⒑?、四氯化碳、二氧化碳、六氯乙烷等。為維持方法的有效性,對物質(zhì)系數(shù)為零的物質(zhì),給出MF=0.1。

加入稀釋劑的可燃性物質(zhì)混合物。若在可燃性物質(zhì)混合物中加入了組分一定的稀釋劑,可用可燃性強(qiáng)或爆炸性強(qiáng)的這種成分的物質(zhì)系數(shù);可以用非活性成分的MF=0.1及組分中的成分比求出混合物的物質(zhì)系數(shù)。對于邊緣可燃陛物質(zhì),采用比非活性物質(zhì)的物質(zhì)系數(shù)要適當(dāng)高的值。

可燃性固體和粉塵。多數(shù)固體求不出恰當(dāng)?shù)娜紵裏?。如在單元?nèi)被選作重要物質(zhì)的木塊和大體積的金屬固體等,只有這種固體在微粒狀、粒狀或粉塵狀態(tài)其危險性比大體積狀態(tài)高得多時才可以用MF=0.1。在粉狀等高危險性時,必須用燃燒熱作為物質(zhì)系數(shù)。

組成不明物質(zhì)。燃料氣、特殊用途的物質(zhì)、醫(yī)藥品等的混合粉末、面粉及煤等各種粉塵類物質(zhì),要經(jīng)實(shí)驗測定其燃燒值。在某些情況下,若能得到該物質(zhì)在密封容器中的爆炸壓力數(shù)據(jù),即可按下式求出物質(zhì)系數(shù):

式中 P——在常壓下爆炸時的最大爆炸壓力,MPa;

T——初始溫度,K。

上式是近似式,但不會對物質(zhì)系數(shù)給得過小。

物質(zhì)的混合危險。當(dāng)物質(zhì)混合時,大量氧化劑和還原劑在裝置內(nèi)混合所放出的反應(yīng)熱比可燃性物質(zhì)的燃燒值大,如鋁熱反應(yīng)、金屬粉末和鹵化碳反應(yīng)、硝化反應(yīng)、磺化反應(yīng)等,則計算的反應(yīng)熱必須按下式變換為物質(zhì)系數(shù):

式中 △H′R——1mol某一成分的反應(yīng)熱,kJ/mol;

M′——計算△H′R反應(yīng)物的分子量和與其反應(yīng)的其他物質(zhì)的分子量之和,如鋁和氧化鐵的鋁熱反應(yīng),計算為:

2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3+246.09×4.186kJ

具有凝聚相爆炸或分解的潛在危險性物質(zhì)。

這類物質(zhì)(如硝基甲烷、二基苯、乙炔、硝化丙烷、濃過氧化氫、有機(jī)過氧化物、四氟乙烯等)在使用時應(yīng)了解其燃燒值是否比爆炸值或分解熱大,要采用大的值計算物質(zhì)系數(shù)。

重要物質(zhì)暴露在空氣中或在其他條件下可變?yōu)榫哂心巯啾ɑ蚍纸獾臐撛谖kU性的混合物或生成物時,由于在操作單元中變化的物質(zhì)任何時候都不會存在,因此在計算物質(zhì)系數(shù)時可忽略不計。

潛在的預(yù)防措施處理

在特殊工藝危險多的情況下,為補(bǔ)償特定的特殊工藝危險性,預(yù)想采取某種預(yù)防措施時,會出現(xiàn)所給予的評價系數(shù)是否正確的問題。若對最簡單的單元控制系統(tǒng)或設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不仔細(xì)研究,就會作出不切實(shí)際的過高危險性評價;若假定所有的安全及控制系統(tǒng)任何時候都能正確動作,不考慮操作人員及裝置的失誤率,則會作出過低的危險性評價。因此,需要進(jìn)行詳細(xì)的危險性研究及可靠性評價;但在進(jìn)行火災(zāi)、爆炸、毒性指標(biāo)評價時,需盡早確定必須慎重研究的領(lǐng)域。

對特殊工藝危險性及類似問題進(jìn)一步研究時應(yīng)該注意:假定裝置、單元的工藝操作中都有適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng),應(yīng)使其效率達(dá)到最佳化;或出于安全控制的考慮,有時應(yīng)加精密控制系統(tǒng),有時則不加,僅保持基本控制系統(tǒng)的水平。同樣,這個單元是假定按照電氣有關(guān)規(guī)定中對所存物質(zhì)和地點(diǎn)區(qū)域的要求劃分的。

在裝置、單元的初始評價中不應(yīng)考慮特殊連鎖系統(tǒng)、爆炸控制裝置、排空或排出系統(tǒng)、可燃性氣體監(jiān)測或連續(xù)氣體分析、固定惰性化系統(tǒng)、過剩流體排放或遠(yuǎn)距離操作閥以及許多類似的安全裝置。初始評價的目的是假定所有安全系統(tǒng)和其他特殊系統(tǒng)不工作時,評價結(jié)果確能代表潛在的危險性水平。至于單元中是否存在潛在事故及事故的大小和性質(zhì)可以經(jīng)過周密的危險性考察,在以后進(jìn)行特別系統(tǒng)研究時一起作出決定。

使用蒙德火災(zāi)、爆炸、毒性指標(biāo)評價方法的特點(diǎn)之一是并不是所有領(lǐng)域都需要進(jìn)行精密的危險性研究,但是要能確定幾個研究對象。

評價后續(xù)補(bǔ)充

評價的后階段對最初選用的危險性系數(shù)應(yīng)再作研究,用補(bǔ)償系數(shù)對采取的預(yù)防措施進(jìn)行進(jìn)一步評價。