化学工业，由于生产上的特点，火灾、爆炸的危险性以及环境污染的问题甚于其他企业，一旦发生，极易造成人员的重大伤亡和财产损失。因此，化工设计中的安全防火和环境保护是必须高度重视的。

　　1.火灾和爆炸的形成，与可燃物的燃点、自燃点和闪点密切有关。

　　燃点：燃点是可燃物质受热发生自燃的最低温度。自燃点：物质的自燃点越低，发生起火的危险性越大，一般压力愈高，自燃点愈低。闪点：闪点是易燃与可燃液体挥发出的蒸气与空气形成混合物后，遇火源发生内燃的最低温度。

　　火灾发生必须具备的三个条件：

　　⑴ 有可燃物质存在

　　⑵有助燃物质存在，通常的助燃物质有空气、氯、氧等

　　⑶有导致燃烧的能源，即点火源，如撞击、摩擦、明火、高温表面、发热自燃、绝热压缩、电火花、光和射线等。

　　2. 化工生产的防火防爆

　　⑴ 发生火灾与爆炸的主要原因，发生火灾与爆炸的原因很复杂，一般可归纳为以下几点。

　　a.外界的原因，如明火、电火花、静电放电、雷击等

　　b.物质的化学性质，如可燃物质温度达到自燃点，危险物品的相互作用，物料遇热或受光照

　　c.生产过程和设备在设计上或管理上的原因，如设计错误，不符合防火或防爆要求；设备缺少适当的安全防护装置，密闭不良引起可燃气体或可燃液体大量外漏；操作时违反安全技术规程；生产用设备以及通风、照明设备失修与使用不当等。

　　d.生产场所形成爆炸性气体混合物或粉尘爆炸性混合物，又有火源即发生爆炸，这是比较常见的爆炸发生的原因。

　　⑵ 防火防爆的基本原理与思路

　　引发火灾的条件是：可燃物、氧化剂和点火源同时存在，相互作用。引发爆炸的条件是：爆炸品或者是可燃物与空气的混合物与引爆能源同时存在，相互作用。如果采取措施避免或者消除上述条件，就可以防止火灾或爆炸事故的发生，这就是防火防爆的基本原理。

　　在制定防火防爆措施时，可以从以下四个方面来考虑：

　　a.预防性措施。这是最理想、最重要的措施，其基本点是使可燃物、氧化剂与点火源没有结合的机会，从根本上杜绝着火的可能性。

　　b.限制性措施。这是指在一旦发生火灾爆炸事故时，能够起到限制其蔓延、扩大作用的措施。如在设备上或者在生产系统中安装阻火、泄压装置，在建筑物中设置防火墙等，采取限制性措施能够有效地减少事故损失。

　　c.消防措施。按照法规或规范的要求，采取消防措施。一旦火灾初起，就能够将其扑灭，避免发展成大的火灾。

　　d.疏散性措施。预先设置安全出口及安全通道，一旦发生火灾爆炸事故时，能够迅速将人员或者重要物资撤离危险区域，以减少损失。

　　⑶ 化工设计中应考虑的防火防爆措施

　　a.工艺设计。

　　在工艺设计中需要考虑防火防爆的方面很多的，在选择工艺操作条件时，对氧化反应，在原料配比上要避免可燃气体或可燃液体蒸气与空气混合物落入爆炸极限范围内；需要使用溶剂时，在工艺允许的前提下，设计上应尽量选用火灾危险性小的溶剂；使用的热源尽量不用明火，而用蒸气或熔盐加热；在易燃、易爆车间设置氮气贮罐，用氮气作为事故发生时的安全用气，并设有备用的氮气吹扫管线。

　　b.建筑设计。

　　建筑设计必须遵守国家制定的“建筑设计防火规范”。建筑设计防火防爆可从两方面解决。

　　一方面是合理的布局厂房的平面和空间，消除爆炸可能产生的因素，缩小爆炸的范围，保证人员的安全疏散。在这一方面，“建筑设计防火规范”有许多具体规定，设计人员必须严格遵守。

　　另一方面是要从建筑结构和建筑材料上保证建筑物的安全，减轻建筑物在爆炸时所受的损害。

　　c.根据所设计的装置的爆炸危险性选用相应等级的电气设备、照明灯具和仪表。所有能产生火花的电器开关等均应与防爆车间隔离。

　　要防止静电放电现象的发生，在化工车间中，传动带的传动，流体在管路中的流动均能产生静电，因此在金属设备及管道上均应设置可靠的接地。防爆车间应装设避雷针。

　　d.从通风上要保证易爆易燃气体和粉尘迅速排除，保证在爆炸极限以外的浓度下操作；设备布置上要避免在车间中形成死角以防爆炸性气体和粉尘的积累；产生爆炸性物质的设备应有良好的密闭性，使爆炸性物质不致散发或流失到车间去。

　　⑷ 防火防爆安全装置

　　为了阻止火灾、爆炸的蔓延和扩展，减少其破坏作用，阻火设备、防爆泄压设施、安全连锁装置等防火防爆安全装置是工艺设备不可缺少的部件或元件。选用得当时，防火防爆作用十分显著。

　　①阻火装置

　　a.阻火器。阻火器是利用管子直径或流通孔隙减小到一定程度，火焰就不能蔓延的原理制成的。阻火器常用在容易引起火灾爆炸的高热设备和输送可燃、易燃液体、蒸气的管线之间，以及可燃气体、易燃液体的容器及管道、设备的排气管上。

　　b.安全液封。安全液封是一种湿式阻火装置，其原理是使具有一定高度、由不燃液体组成的液柱稳定存在于进、出口之间。在液封两侧的任一侧着火，火焰将在液封处熄灭，从而阻止火势蔓延。安全液封有开敞式和封闭式两种。

　　c.水封井。其阻火原理与安全液封相似，是安全液封的一种。水封井通常设在有可燃气体、易燃液体蒸气或油污的污水管网上，用以防止燃烧或爆炸沿污水管网蔓延扩展。

　　d.阻火闸门。阻火闸门是为防止火焰沿通风管道蔓延而设置的阻火装置。有跌落式自动阻火阀门和手动式多种。跌落式自动阻火闸门是易熔元件熔断后，闸板由于自身重力自动跌落而将管道封闭。手动阻火闸门多安装在操作岗位附近，以便于控制。

　　e.火星灭火器。火星灭火器又称防火帽，其原理是因容积或行程改变，使火星的流速下降或行程延长而自行冷却熄灭，致使火星颗粒沉降而消除火灾危险。通常安装在能产生火星的设备的排空系统上，如汽车等机动车辆发动机的排气口处。

　　f.单向阀。单向阀又称止逆阀、止回阀，其作用是使流体单向通过，遇有回流即自行关闭。常用于防止高压物料冲入低压系统，如液化石油气瓶的调压阀就是单向阀的一种。

　　②.泄压装置

　　a.安全阀。安全阀用于防止设备或容器内压力过高引起爆炸。当系统内压力高出设备压力开启泄压，在压力降到正常工作值后能自动复位。安全阀通常安装在不正常条件可能超压甚至破裂的设备或机械上。常用安全阀有重力式、杠杆式和弹簧式三种类型。

　　b.防爆片。防爆片又称爆破片、防爆膜、泄压膜，是在压力突然升高时能自动破裂泄压的一次性安全装置，由具有一定厚度和面积的片状脆性材料制成。通常安装在含有可燃气体、蒸汽或粉尘等物料的密闭压力容器或管道上，当设备或管道内压力突然上升超过设计值时，防爆片作为薄弱环节首先自动爆破泄压，从而保证设备主体安全。

　　c.泄爆门（窗）。泄爆门又称防爆门、泄爆窗，泄爆门通常安装在燃油、燃气和燃煤粉的加热炉燃烧室外壁上，是爆炸时能够掀开泄压、保护设备完整的防爆安全装置。为了防止燃烧气体喷出伤人或掀开的盖子伤人，泄爆门（窗）应设置在人们不常到的地方，高度不应低于2m，并应定期检修。

　　d.放空（阀）管。放空管是一种管式排放泄压安全装置，又称排气管。一种是排放正常生产的废气，另一种是发生事故时，将受压设备内气体紧急防空的装置。放空管一般应安设在设备或容器的顶部，室内设备安设的放空管应引出室外，其管口要高于附近有人操作的最高设备2m以上。对经常排放有燃烧爆炸危险的气态物质的放空阀，管口附近还应设置阻火器。

　　3.防毒与环境保护

　　⑴.化学工业中常见的一些环境污染物有：汞、氰、酚、砷、芳烃及其衍生物、饱和烃和不饱和烃及其衍生物、醇、二氧化硫、酸、碱等。它们都是污染环境，损害人体健康。

　　⑵设计工作中防毒与环境保护方面的考虑 首先，工艺设计中应尽量选用无毒或低毒的原料路线，对同一产品，如果存在两条或两条以上原料路线的话，在经济上合理，工艺上可行的前提下，应尽量采用无毒或低毒的原料路线。选用催化剂时，在催化剂活性差别不大的前提下，应尽量采用无毒或低毒催化剂。采用闭环工艺过程也是一种办法，有些原料或中间产物是有毒的，但它们的某些制成品却是无毒的，设计上如采用闭环工艺，有毒的原料和中间产物在系统内循环，只有无毒制成品出生产系统，则可大大减少污染。工艺上还应考虑综合利用，把生产过程中生产的副产物加以回收，不仅可以增加经济效益，还可减少污染。

　　⑶.

　　①.烟尘治理技术：a.重力除尘 b.惯性除尘 c.离心除尘

　　②.有害气体的治理技术：a.吸收法 b.吸附法 c.燃烧法 d.催化转化法 e.冷凝法

　　③.水体污染治理技术

　　物理处理法：a.筛滤法 b.重力法 c.离心法

　　化学处理法：a.中和法 b.混凝沉淀法 c.吸附法 d.离子交换法

　　生物化学处理法：a.好氧生物处理法 b.厌氧生物处理法

　　膜处理方法：膜处理法是利用膜的孔径及膜材料的特性选择性节流水的颗粒物的一种很有前途水处理方法。比如利用超滤膜、反渗透膜、超滤膜进行染料脱盐，海水淡化及污水处理。