液體化工罐區(qū)靜電產生的原因及防范措施——液體化工罐區(qū)靜電產生的原因(2)
在液體化工罐區(qū),靜電的產生主要是液體靜電、人體靜電以及少量的氣體靜電和感應靜電。
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、沖擊、飛濺等接觸及分離的相對運動,由于物質電子的逸出功不同,就會形成雙電層而產生靜電。而液體化工產品大都屬于高絕緣物質,因此,在這類非導電性液體生產和儲運過程中,就會產生和積累大量的靜電荷,靜電積累到一定程度就可產生火花放電,如果在空間內同時還存在爆炸性混合氣體,就可能引起火災爆炸。
1.1 液體靜電產生機理
a)液體在管線中流動時產生靜電:液體在管線內流動,形成液體與固體接觸、分離的條件,當液體化工產品通過管線、過濾器、機泵、鶴管等流動時,接觸和分離的現象就連續(xù)發(fā)生而產生靜電。
b)水滴、雜質在液體產品中沉降起電:液體化工產品中含有水和雜質,雜質會離解成帶電離子。因此在水平液體產品界面處也形成偶電層。當水滴與液體產品作相對運動時,水滴帶走部分吸附在水滴界面上的電荷,于是使液體產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小液滴,當小液滴落在其它物體的表面上時,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,于是液珠帶走偶電層之擴散層,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:當液體從噴嘴或管口噴出時,液體微粒和噴嘴之間存在迅速接觸與分離的偶電層,也會使噴嘴與液體微粒帶動上不同符號的靜電。
1.2 影響因素
a)液體流速的影響:根據有關資料,液體在管線內流動所產生的流動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,產生的靜電量與流速成正比,且與管線內徑大小無關。紊流時,產生的靜電量與流速的1.75次方成正比,且與管線內徑的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,很容易產生靜電。而苯、醇類電阻率大多在109~1011·Ωm之間,危險性很大。
c)過濾器的影響:如果在管線上有過濾器,則液體靜電量就會明顯增加,有時會增加10~200倍,這是因為過濾器的濾芯相當于千千萬萬個平行的小管線,它將依照液體經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,噴濺裝油產生的靜電量更大。不但因為液體分離而產生新的電荷,更主要的是液面沒有充分的時間張弛,所以表層電荷密度較高,同時不因為液體沖擊到罐底或槽車后噴濺飛沫而產生靜電。
e)水和雜質的影響:液體產品中含有水、雜質的量越多,產生的靜電量越大。
f)管壁粗糙度的影響:管壁粗糙度越大,管線內壁就越粗糙,液體與管線內壁接觸面積就越大,沖擊和分離的機會就越多,流動電流、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,人體靜電是個不可忽視的“危險源”。國內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 氣體靜電及感應靜電
當氣體(蒸氣、氮氣、壓縮空氣等)從管口高速噴出時,會產生氣體靜電。由于雷電及電氣設備存在,也會產生感應帶電。
安汝文 高洪波