第二节 加热
加热指将热能传给较冷物体而使其变热的过程,是促进化学反应和完成蒸馏、蒸发、干燥、熔融等单元操作的必要手段。加热的方法一般有直接火加热、水蒸气或热水加热、载体加热以及电加热等。
一、直接火加热
直接火加热是采用直接火焰或烟道气进行加热的方法,其加热温度可达到1030℃。主要以天然气、煤气、燃料油、煤等作燃料,采用的设备有反应器、管式加热炉等。
1.直接火加热的主要危险性
利用直接火加热处理易燃易爆物质时,危险性非常大,温度不易控制,可能造成局部过热烧坏设备。由于加热不均匀易引起易燃液体蒸气的燃烧爆炸,所以在处理易燃易爆物质时,一般不采用此方法。但由于生产工艺的需要亦可能采用,操作时必须注意安全。
2.直接火加热的安全要点
①将加热炉门同加热设备间用砖墙完全隔离,不使厂房内存在明火。炉膛应采用烟道气辐射方式加热,避免火焰直接接触设备,以防止因高温烧穿加热锅和管子。
②加热锅内残渣应经常清除,以免局部过热引起锅底破裂。
③加热锅的烟囱、烟道等灼热部位,要定期检查、维修。
④容量大的加热锅发生漏料时,可将锅内物料及时转移。
⑤使用煤粉为燃料的炉子,应防止煤粉爆炸,在制粉系统上安装爆破片。煤粉漏斗应保持一定储量,不许倒空,避免因空气进入形成爆炸性混合物。
⑥使用液体或气体燃烧的炉子,点火前应吹扫炉膛,排除可能积存的爆炸性混合气体,以免点火时发生爆炸。
二、水蒸气、热水加热
对于易燃易爆物质,采用水蒸气或热水加热,温度容易控制,比较安全,其加热温度可达到100~140℃。在处理与水会发生反应的物料时,不宜用水蒸气或热水加热。
1.水蒸气、热水加热的主要危险性
利用水蒸气、热水加热易燃易爆物质相对比较安全,存在的主要危险在于设备或管道超压爆炸,升温过快引发事故。
2.水蒸气、热水加热的安全要点
①应定期检查蒸气夹套和管道的耐压强度,装设压力计和安全阀,以免容器或管道炸裂。
②加热操作时,要严密注意设备的压力变化,通过排气等措施,及时调节压力,以免在升温过程中发生超压爆炸事故。
③加热操作时,应保持适宜的升温速度,不能过快,否则可能失去控制,使加热温度超过工艺要求的温度上限,发生冲料、过热燃烧等事故。
④高压水蒸气加热的设备和管道应很好保温,避免烤着易燃物品以及发生烫伤事故。
三、载体加热
当采用水蒸气、热水加热难以满足工艺要求时,可采用矿物油、有机物、无机物作为载体进行加热,其加热温度一般可达到230~540℃,最高可达1000℃。所采用载体的种类很多,常用的有机油、锭子油、二苯混合物(73.5%二苯醚和26.5%联苯)、熔盐(7%硝酸钠、40%亚硝酸钠和53%硝酸钾)、金属熔融物等。
1.载体加热的主要危险性
无论采用哪一类载体进行加热时,都具有一定的危险性。载体加热的主要危险性在于载体物质本身的危险特性,在操作中必须予以充分重视。
2.载体加热的安全要点
①油类作载体加热时,若直接用火通过充油夹套进行加热,且在设备内处理有燃烧、爆炸危险的物质,则需将加热炉门与反应设备用砖墙隔绝,或将加热炉设于车间外面,将热油输送到需要加热的设备内循环使用。油循环系统应严格密闭,不准热油泄漏,要定期检查和清除油锅、油管上的沉积物。
②使用二苯混合物作载体加热时,特别注意不得混入低沸点杂质(如水等),也不准混入易燃易爆杂质,否则在升温过程中极易产生爆炸危险。因此必须杜绝加热设备内胆或加热夹套内水的渗漏,在加热系统进行水压试验、检修清洗时严禁混入水。还要妥善存放二苯混合物,严禁混入杂质。
③使用无机物作为载体加热时,操作时特别注意在熔融的硝酸盐浴中,如加热温度过高、或硝酸盐漏入加热炉燃烧室中或有机物落入硝酸盐浴内,均能发生燃烧或爆炸。水、酸类物质流入高温盐浴或金属浴中,会产生爆炸危险。采用金属浴加热,操作时还应防止金属蒸气对人体的危害。
四、电加热
电加热即采用电炉或电感进行加热。是比较安全的一种加热方式,一旦发生事故,尚可迅速切断电源。
1.电加热的主要危险性
电加热的主要危险是电炉丝绝缘受到破坏,受潮后线路的短路以及接点不良而产生电火花电弧,电线发热等引燃物料;物料过热分解产生爆炸。
2.电加热的安全要点
①用电炉加热易燃物质时,应采用封闭式电炉。电炉丝与被加热的器壁应有良好的绝缘,以防短路击穿器壁,使设备内易燃的物质漏出,产生着火、爆炸。
②用电感加热时应保证设备的安全可靠程度。如果电感线圈绝缘破坏或受潮发生漏电、短路,产生电火花、电弧,或接触不良发热,均能引起易燃易爆物质着火、爆炸。
③注意被加热物料的危险特性,严禁物料过热分解发生爆炸。热敏性物料不应选择电加热。
④加强通风以防止形成爆炸性混合物。加强检查维护,及时发现问题,及时处理。