液體化工罐區(qū)靜電產(chǎn)生的原因及防范措施——液體化工罐區(qū)靜電產(chǎn)生的原因(2)
在液體化工罐區(qū),靜電的產(chǎn)生主要是液體靜電、人體靜電以及少量的氣體靜電和感應(yīng)靜電。
1 液體靜電
液體與固體、液體與氣體、液體與另一不相溶的液體之間,由于攪拌、沉降、流動(dòng)、沖擊、飛濺等接觸及分離的相對運(yùn)動(dòng),由于物質(zhì)電子的逸出功不同,就會(huì)形成雙電層而產(chǎn)生靜電。而液體化工產(chǎn)品大都屬于高絕緣物質(zhì),因此,在這類非導(dǎo)電性液體生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過程中,就會(huì)產(chǎn)生和積累大量的靜電荷,靜電積累到一定程度就可產(chǎn)生火花放電,如果在空間內(nèi)同時(shí)還存在爆炸性混合氣體,就可能引起火災(zāi)爆炸。
1.1 液體靜電產(chǎn)生機(jī)理
a)液體在管線中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生靜電:液體在管線內(nèi)流動(dòng),形成液體與固體接觸、分離的條件,當(dāng)液體化工產(chǎn)品通過管線、過濾器、機(jī)泵、鶴管等流動(dòng)時(shí),接觸和分離的現(xiàn)象就連續(xù)發(fā)生而產(chǎn)生靜電。
b)水滴、雜質(zhì)在液體產(chǎn)品中沉降起電:液體化工產(chǎn)品中含有水和雜質(zhì),雜質(zhì)會(huì)離解成帶電離子。因此在水平液體產(chǎn)品界面處也形成偶電層。當(dāng)水滴與液體產(chǎn)品作相對運(yùn)動(dòng)時(shí),水滴帶走部分吸附在水滴界面上的電荷,于是使液體產(chǎn)品與水滴分別帶上了不同符號的靜電。
c)濺潑起電:液體從管線口噴出后,遇到板或壁,使液體向上飛濺成許多微小的液滴,形成一層薄霧,這層薄霧包含著無數(shù)小液滴,當(dāng)小液滴落在其它物體的表面上時(shí),便在接觸面處形成偶電層。由于液滴具有慣性,碰到物體之后還要繼續(xù)滾動(dòng),于是液珠帶走偶電層之?dāng)U散層,固定層便留在物體表面上,這樣液滴和物體帶上了不同符號的靜電。
d)噴射起電:當(dāng)液體從噴嘴或管口噴出時(shí),液體微粒和噴嘴之間存在迅速接觸與分離的偶電層,也會(huì)使噴嘴與液體微粒帶動(dòng)上不同符號的靜電。
1.2 影響因素
a)液體流速的影響:根據(jù)有關(guān)資料,液體在管線內(nèi)流動(dòng)所產(chǎn)生的流動(dòng)電流和電荷密度的飽和值與液體流速的二次方成正比。層流時(shí),產(chǎn)生的靜電量與流速成正比,且與管線內(nèi)徑大小無關(guān)。紊流時(shí),產(chǎn)生的靜電量與流速的1.75次方成正比,且與管線內(nèi)徑的0.75次方成正比。
b)液體的電阻率的影響:液體的電阻率在1010~1012·Ωm范圍時(shí),很容易產(chǎn)生靜電。而苯、醇類電阻率大多在109~1011·Ωm之間,危險(xiǎn)性很大。
c)過濾器的影響:如果在管線上有過濾器,則液體靜電量就會(huì)明顯增加,有時(shí)會(huì)增加10~200倍,這是因?yàn)檫^濾器的濾芯相當(dāng)于千千萬萬個(gè)平行的小管線,它將依照液體經(jīng)管線起電的原理而起電。
d)裝油方式的影響:裝油方式可分為兩種,一種為液下裝油,另一種為噴濺裝油。這兩種方法相比,噴濺裝油產(chǎn)生的靜電量更大。不但因?yàn)橐后w分離而產(chǎn)生新的電荷,更主要的是液面沒有充分的時(shí)間張弛,所以表層電荷密度較高,同時(shí)不因?yàn)橐后w沖擊到罐底或槽車后噴濺飛沫而產(chǎn)生靜電。
e)水和雜質(zhì)的影響:液體產(chǎn)品中含有水、雜質(zhì)的量越多,產(chǎn)生的靜電量越大。
f)管壁粗糙度的影響:管壁粗糙度越大,管線內(nèi)壁就越粗糙,液體與管線內(nèi)壁接觸面積就越大,沖擊和分離的機(jī)會(huì)就越多,流動(dòng)電流、靜電量就越大。
2 人體靜電
人在許多條件下能夠帶靜電,也可感應(yīng)起電或吸附帶電。在有可燃混合氣體的環(huán)境中,人體靜電是個(gè)不可忽視的“危險(xiǎn)源”。國內(nèi)通常限制人體帶電不得超過1.5kV,一般可以通過防靜電地面、防靜電鞋、防靜電衣服以及防靜電接地棒或環(huán)得到解決。
3 氣體靜電及感應(yīng)靜電
當(dāng)氣體(蒸氣、氮?dú)狻嚎s空氣等)從管口高速噴出時(shí),會(huì)產(chǎn)生氣體靜電。由于雷電及電氣設(shè)備存在,也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)帶電。
安汝文 高洪波
1 液體靜電
液體與固體、液體與氣體、液體與另一不相溶的液體之間,由于攪拌、沉降、流動(dòng)、沖擊、飛濺等接觸及分離的相對運(yùn)動(dòng),由于物質(zhì)電子的逸出功不同,就會(huì)形成雙電層而產(chǎn)生靜電。而液體化工產(chǎn)品大都屬于高絕緣物質(zhì),因此,在這類非導(dǎo)電性液體生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過程中,就會(huì)產(chǎn)生和積累大量的靜電荷,靜電積累到一定程度就可產(chǎn)生火花放電,如果在空間內(nèi)同時(shí)還存在爆炸性混合氣體,就可能引起火災(zāi)爆炸。
1.1 液體靜電產(chǎn)生機(jī)理
a)液體在管線中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生靜電:液體在管線內(nèi)流動(dòng),形成液體與固體接觸、分離的條件,當(dāng)液體化工產(chǎn)品通過管線、過濾器、機(jī)泵、鶴管等流動(dòng)時(shí),接觸和分離的現(xiàn)象就連續(xù)發(fā)生而產(chǎn)生靜電。
b)水滴、雜質(zhì)在液體產(chǎn)品中沉降起電:液體化工產(chǎn)品中含有水和雜質(zhì),雜質(zhì)會(huì)離解成帶電離子。因此在水平液體產(chǎn)品界面處也形成偶電層。當(dāng)水滴與液體產(chǎn)品作相對運(yùn)動(dòng)時(shí),水滴帶走部分吸附在水滴界面上的電荷,于是使液體產(chǎn)品與水滴分別帶上了不同符號的靜電。
c)濺潑起電:液體從管線口噴出后,遇到板或壁,使液體向上飛濺成許多微小的液滴,形成一層薄霧,這層薄霧包含著無數(shù)小液滴,當(dāng)小液滴落在其它物體的表面上時(shí),便在接觸面處形成偶電層。由于液滴具有慣性,碰到物體之后還要繼續(xù)滾動(dòng),于是液珠帶走偶電層之?dāng)U散層,固定層便留在物體表面上,這樣液滴和物體帶上了不同符號的靜電。
d)噴射起電:當(dāng)液體從噴嘴或管口噴出時(shí),液體微粒和噴嘴之間存在迅速接觸與分離的偶電層,也會(huì)使噴嘴與液體微粒帶動(dòng)上不同符號的靜電。
1.2 影響因素
a)液體流速的影響:根據(jù)有關(guān)資料,液體在管線內(nèi)流動(dòng)所產(chǎn)生的流動(dòng)電流和電荷密度的飽和值與液體流速的二次方成正比。層流時(shí),產(chǎn)生的靜電量與流速成正比,且與管線內(nèi)徑大小無關(guān)。紊流時(shí),產(chǎn)生的靜電量與流速的1.75次方成正比,且與管線內(nèi)徑的0.75次方成正比。
b)液體的電阻率的影響:液體的電阻率在1010~1012·Ωm范圍時(shí),很容易產(chǎn)生靜電。而苯、醇類電阻率大多在109~1011·Ωm之間,危險(xiǎn)性很大。
c)過濾器的影響:如果在管線上有過濾器,則液體靜電量就會(huì)明顯增加,有時(shí)會(huì)增加10~200倍,這是因?yàn)檫^濾器的濾芯相當(dāng)于千千萬萬個(gè)平行的小管線,它將依照液體經(jīng)管線起電的原理而起電。
d)裝油方式的影響:裝油方式可分為兩種,一種為液下裝油,另一種為噴濺裝油。這兩種方法相比,噴濺裝油產(chǎn)生的靜電量更大。不但因?yàn)橐后w分離而產(chǎn)生新的電荷,更主要的是液面沒有充分的時(shí)間張弛,所以表層電荷密度較高,同時(shí)不因?yàn)橐后w沖擊到罐底或槽車后噴濺飛沫而產(chǎn)生靜電。
e)水和雜質(zhì)的影響:液體產(chǎn)品中含有水、雜質(zhì)的量越多,產(chǎn)生的靜電量越大。
f)管壁粗糙度的影響:管壁粗糙度越大,管線內(nèi)壁就越粗糙,液體與管線內(nèi)壁接觸面積就越大,沖擊和分離的機(jī)會(huì)就越多,流動(dòng)電流、靜電量就越大。
2 人體靜電
人在許多條件下能夠帶靜電,也可感應(yīng)起電或吸附帶電。在有可燃混合氣體的環(huán)境中,人體靜電是個(gè)不可忽視的“危險(xiǎn)源”。國內(nèi)通常限制人體帶電不得超過1.5kV,一般可以通過防靜電地面、防靜電鞋、防靜電衣服以及防靜電接地棒或環(huán)得到解決。
3 氣體靜電及感應(yīng)靜電
當(dāng)氣體(蒸氣、氮?dú)狻嚎s空氣等)從管口高速噴出時(shí),會(huì)產(chǎn)生氣體靜電。由于雷電及電氣設(shè)備存在,也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)帶電。
安汝文 高洪波
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