氯酸盐电解槽爆炸的原因正式版.docx
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氯酸盐电解槽爆炸的原因正式版
文件编号:
TP-AR-L4776
氯酸盐电解槽爆炸的原因(正式版)
InTermsOfOrganizationManagement,ItIsNecessaryToFormACertainGuidingAndPlanningExecutablePlan,SoAsToHelpDecision-MakersToCarryOutBetterProductionAndManagementFromMultiplePerspectives.
(示范文本)
编订:
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审核:
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单位:
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编订人:
某某某
审批人:
某某某
氯酸盐电解槽爆炸的原因(正式版)
使用注意:
该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。
我国氯酸盐电解槽型号多,大部分为单室型。
双室电解槽近年才得以开发。
单室型电解槽在生产过程中常发生着火、爆鸣和爆炸现象,严重威胁安全生产。
1电解槽爆炸的主要条件
(1)电解生成气体的主要成分是氢气,在正常条件下,一旦遇火源则发生爆鸣、着火。
(2)电解槽运行时间长,槽盖密封失效产生漏气(微负压向槽内漏气),空气进入槽内后改变组分,含氧量增加。
空气中含氢的体积分数为4%~75%时,就构成了混合型爆炸气体,遇火源则发生爆炸。
(3)氯酸盐电解槽系无隔膜槽,所生成的气体均混合于电解槽的空间部分。
此空间的气体构成上述两条件时,遇火源就会造成爆炸。
(4)电解槽火源的来源主要是阴极与阳极的接触、短路及搭接时所产生的火花。
(5)氯酸盐电解槽(单室型)的空间(气相部分)有几种情况:
①有阳极、阴极浸没于电解液中;②有阳极也有阴极;③双室型空间不同于单室型。
第①与第③种情况比较安全,一般不发生爆炸,但第②种情况多发生爆鸣、着火和爆炸。
2 电解槽爆炸的现象、原因及采取的措施
(1)爬盐。
不论石墨阳极槽、二氧化铅阳极槽和金属阳极槽,在气相部分的阴阳极缝隙中常发现有淡黄色结晶存在。
这是因为电解液表面水分不断蒸发,氯酸盐浓度增高,结晶不断析出。
当结晶增大到一定程度时,其阴极与阳极发生连接,晶体本身是导电体,当电流、电压适宜时便产生放电火花,提供了火源,电解槽立即爆炸。
当以氯酸钾母液和氯化钾溶液作为电解质时,因其氯酸钾浓度不断提高,最易发生这种现象。
解决这个问题的办法是提高电解温度达80℃,改石墨阳极为金属阳极;把两种电极人为地遮蔽1种,防止短路。
(2)错接。
目前,氯酸盐电解槽采用笼式电极组结构仍然很多,其阴极导线与阳极导线均分别连接在槽盖的母线上,1个槽多则七八十支,少则二三十支。
安装操作中误把阴极连接到阳极上,人为地造成两极接触,通电后错接的电极导线立即被烧红,形成明火引起电解槽中气体着火,甚至是爆炸。
因此要求安装完电解槽要有专人认真检查有无错接现象,确认无错接现象后,再通知送电。
当发现错接烧红现象后,应立即停电重接。
(3)遮蔽。
目前,我国还有一部分石墨阳极和二氧化铅阳极电解槽,它们的气相空间中有阴极和阳极同时存在。
正常情况下,两种电极中有1种电极必须进行遮蔽,与相对应的电极实行保护,电解便安全地进行。
但没有遮蔽、遮蔽物破裂脱落等,因产生放电火花,仍能引起电解槽爆炸。
国内多采用阴极遮蔽,简单易行,安全可靠。
(4)雷击。
氯化盐电解槽副产氢气,大部分生产厂家经吸收处理,除掉少量氯气后排放;也有作燃料烧掉或用于合成双氧水。
氢气排空的方法基本有两种:
一种是每个电解槽上都有1个排气管直接放空;另一种是由1根总管集中排放。
这些方法在雷雨季节极不安全。
某厂因雷击造成电解槽连锁爆炸,损失严重。
所以,电解室要设避雷装置,严格考虑保护角度。
应逐步改变放空方法,尽量回收利用,节约能源,保证安全。
(5)放槽。
氯酸盐生产的电解过程分为连续电解及间歇电解,国内一些小型厂仍实行间歇电解。
间歇电解是周期性放槽,其放槽程序是先通知停电,停电后由放槽工人逐个槽放液,放完为止。
(6)外界。
某厂为解决电解生成气的排放,曾利用埋入地下的管路由引风机抽出,通过水封排放。
维修人员在排放口平整地面,由于施工器具的撞击产生火花,立即引起排放口氢气燃烧,并顺回路返入电解槽,造成一批电解槽爆炸。
排放口设在地平面上不符合安全要求,理想的办法是回收氢气用于燃烧或用于加氢产品的生产。
(7)加酸。
氯酸盐生产厂为调节电解液酸性,保持酸度适中,特别是停电后再开电和刚开电的电解槽,要向电解液中加浓盐酸,以便尽快地恢复液性。
但实际操作中加酸速度快,盐酸浓度高,促使发生化学反应:
2NaClO3+4HCl?
邛C1O2+Cl2+2NaCl+2H2O。
产生了易燃、易爆气体二氧化氯,此时有噼叭声,实际上是二氧化氯爆鸣。
具备了引爆条件,电解槽随时可能爆炸,是很危险的。
应控制加酸量,其浓度应不大于4mol,电解过程中要减少停电次数,最好是不停电,防止液性变化,降低电流效率。
(8)静电。
电解槽密封不好,随生成气体的排除,部分空气进入电解生成气系统,改变了排气系统的气体组分,成为混合型爆炸性气体。
这种气体在塑料排气管中流动,摩擦产生静电,引起管路爆炸,同时引爆电解槽。
国内发生两次类似的爆炸事故,造成了较大的损失。
要解决静电问题,难度较大,需从电解槽密封着手,采用合适的电流密度,防止氧含量增加,不使气体在爆炸极限之内。
排气塑料管应设有接地线,以消除静电的产生,保证生产的安全进行。
(9)液面。
电解槽运行时,液面控制在一定的位置上,保持一定容量会得到应有的电解产物,同时也是保证电解槽安全运行的措施。
但是,由于电解蒸发液面的下降,在电解过程要不断补入酸盐水,并保持一定的液面。
有时电解槽漏液,忘记补液造成的液面下降,同样会使阴阳极产生火花而发生爆炸。
事实上在同行业中因液面下降造成的电解槽爆鸣、爆炸现象较其他原因的多,都是因检查不够,责任心不强造成的。
因此要严格控制液面及时补液,最好实现连续补液,使蒸发量与补液量平衡,以免当液面降低到一定程度而来不及补液。
(10)断裂。
石墨和二氧化铅阳极都有断裂现象,特别是石墨阳极,断电极倒伏于阴极之上,开始可能因阴极表面附着大量沉积物而不会立即短路。
但在特定条件下,石墨阳极严重倒向阴极,尽管在液态中发生接触,也会发生爆炸。
3小结
为避免爆炸发生,还应在以下几个方面得以加强:
(1)加强对电解槽的密封,选择好的封料可起到良好的密封作用,减少空气进入槽内,杜绝混合型爆炸气体产生。
(2)严格控制液面,液面计上应设有标志,便于检查时可以发现液面的变化。
(3)为防止连锁爆炸,在电解槽设计时,单槽可设防爆器、防爆膜。
(4)石墨阳极和二氧化铅阳极的电流密度不能太大(根据电解槽的结构确定适宜的电流密度),防止电解生成气中的氧含量增加。
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