化工生产中静电的危害及其预防

一、静电的产生及其危害物体因摩擦、剥离、静电感应等产生的静电荷，经过长时间积累，带电体之间的电位差大到一定程度有可能达到击穿场强而进行瞬间放电。一般静电放电现象分为电晕放电、刷形放电、火花放电、传播型刷型放电。实验表明，火花放电着火危险最大的是直径1～2cm的球面上发生的放电，尖端小于1cm者，打出的火花直径小，火花能量小，不足以将四周可燃混合气引爆，故尖端电晕放电的危险远较非尖端的一般曲率半径较大的带电体放电危险性小，一般火花放电是化工生产过程中的危险火种。近年来世界各国轻质易燃液体和橡胶塑料制品在加工处理过程中静电着火、爆炸事故显著增多。我厂曾发生静电引起纯苯着火事故，造成重大经济损失就是一例，应该引起足够的重视。二、静电的产生、积累和迁移的几种类型1.静电产生按过程机理的不同可分为三种类型（1）摩擦起电a.两电介质（或其中一个是电介质）固体物做相对运动：如：皮带传动、包闸刹车、手与纯化纤衣服的摩擦等。b.流体在管路内的流动。如：当液体或气体在金属管中流速超过一定范围后，就会造成金属管产生静电。c.剥离起电如：剥离紧贴的绝缘性薄膜时会产生静电、脱化纤衣服时也会产生静电等。d.感应起电如：粉尘或气雾带电云及强磁场会造成附近的金属物产生感应电。以上几种产生静电的原因，如物体有良好的接地，则不会产生对地火花放电，反之则会产生对地火花放电，假如上述情况发生在易燃易爆的环境中，就会引发爆炸着火事故的发生。（2）静电的积累和迁移类型a.两个起电的带电体作循环运动其积累的正负电荷始终距离甚近，恒处在两个起电的正负带电体所形成的电场的作用范围之内。如皮带和皮带轮的电荷积累。随电荷的积累，两正负带电体间的电场强度不断增大，最后达到击穿场强。只有通过两正负带电体间的火花放电来消失能量。这种情况，皮带轮接地并无作用。因为皮带轮与大地间并无电场，皮带轮接地并不能消除电荷。可以采取两个办法来防止皮带与皮带轮间发生静电火花。第一种办法：使空气湿度增加，以加速两带电体间的非火花缓慢放电；第二种办法：在皮带上涂以某油等易导电的液体，使起电能力减弱，两带电固体间直接导电移去电荷的能力增强。2.两个起电的带电体做直线运动其积累的正负电荷逐渐相迁移远去，终至超出这正负带电体组成的电场的作用范围之外。以高位槽往低位槽输送的液体在管路中的流动为例：当管路不接地时，管壁上摩擦起电生成的负电荷必然等于管路内液体及流入低位槽全部液体所带的正电荷。随液体通过管路与低位受槽内的正电荷以相同的数量累积增多，当它们的电场强度达到击穿场强时，就会各自对地或者在它们两者间进行火花放电。这时可以分别将金属管外壁及金属低位受槽的外壁接地，而将这两个各自孤立的单极电场上的电荷移入大地，这时就只剩下管内壁对管内液体、低位受槽内壁对低位受槽内液体两个内电场了。但如果管子是陶瓷或塑料的绝缘体，电荷引不出去，怎么办？有三种办法解决之：a.管外部缠金属导线并接地以屏蔽之。使管外壁对周围环境的外部电场为0；b.用绝缘材料制作管子时加入导电组分，以减少管壁电阻；c.空气增湿，以加速管外壁上的电荷向空气中非火花缓放电的过程。三、静电放电的类型1.非火花缓慢放电设法减低两带电体的电阻或两带电体间放电的介质——如空气等的电阻，可以加快非火花缓慢放电的进程，使场强在远未达到击穿电压前，电荷已通过缓慢放电中和掉，从而制止了非火花放电。2.火花放电①一般火花放电：它是危险的放电，可能引起着火爆炸，应尽量避免；②尖端电晕放电a.尖端较粗圆（曲率半径较大）的是较危险的单个电晕放电电极；b.多个尖端尖细的人工安全电晕放电装置；用像针那样多个曲率半径极小的良导体，或直径50μm以下的导电性纤维、金属丝等，使空气离子化，强引起多个火花能量很小的不形成着火火种的微弱放电，以中和两带电体上的电荷。四、容易引起的静电性火灾爆炸事故的几种情况：1.易燃性液体（苯、甲苯、甲醇、汽油、液化石油气、甲醛、醋酸乙烯等）易燃性液体以及粉末，伴随空气流高速通过配管（特别是橡胶管、塑料管等绝缘性管道）进行灌装、输送、投料时，或者苯、乙醚、CS2等易燃溶剂，通过非金属网、滤纸、毛毡或白土等进行过滤时，以及易燃料液在离心机进行分离、干燥时，容易产生静电火花，引起火灾和爆炸。2.高压液体或气体（包括水蒸气）呈雾状高速喷出，而周围存在着易燃液体蒸气时，如高压易燃性液体、气体的紧急排放，或从机器设备配管等的裂口处泄漏喷出时，喷漆作业时，用高压水蒸气冲洗易燃性液体贮槽时等等，容易产生静电火花，引起火灾爆炸事故。3.固体物质、粉末，特别是橡胶、塑料、树脂、聚脂和合成纤维高分子物质发生摩擦剥离时，例如：在运输、投加用聚乙烯塑料袋包装的粉末料时，在充填、挤压、辊压高分子材料时，在涂刷塑料漆、粘抹树脂、胶泥时，设备用皮带传动等