化学工程系化工工艺安全技术班级：化工1001班组别：第四组组员：赵玉乔朱超峰张贺龙白阳阳指导老师：赵晓洋一、任选一种安全装置说明其结构和应用，如：安全液封、阻火器、单向阀、火星灭火器、安全阀、爆破片、防爆门、压力表。

解析：阻火器阻火器的的结构及工作原理：大多数阻火器是由能够通过气体的许多细小、均匀或不均匀的通道或孔隙的固体材质所组成，对这些通道或孔隙要求尽量的小，小到只要能够通过火焰就可以。

这样，火焰进入阻火器后就分成许多细小的火焰流被熄灭。

火焰能够被熄灭的机理是传热作用和器壁效应。

（1）传热作用管道阻火器能够阻止火焰继续传播并迫使火焰熄灭的因素之一是传热作用。

我们知道，阻火器是由许多细小通道或孔隙组成的，当火焰进入这些细小通道后就形成许多细小的火焰流。

由于通道或孔隙的传热面积很大，火焰通过通道壁进行热交换后，温度下降，到一定程度时火焰即被熄灭。

进行的试验表明，当把阻火器材料的导热性提高460倍时，其熄灭直径仅改变2.6%。

这说明材质问题是次要的。

即传热作用是熄灭火焰的一种原因，但不是主要的原因。

因此，对于作为阻爆用的阻火器来说，其材质的选择不是太重要的。

但是在选用材质时应考虑其机械强度和耐腐蚀等性能。

（2）器壁效应根据燃烧与爆炸连锁反应理论，认为燃烧炸现象不是分子间直接作用的结果，而是在外来能源（热能、辐射能、电能、化学反应能等）的激发下，使分子分裂为十分活泼而寿命短促的自由基。

化学反应是靠这些自由基进行的。

自由基与另一分子作用，作用的结果除了生成物之外还能产生新的自由基。

这样自由基又消耗又生新的如此不断地进行下去。

可知易燃混合气体自行燃烧（在开始燃烧后，没有外界能源的作用）的条件是：新产生的自由基数等于或大于消失的自由基数。

当然，自行燃烧与反应系统的条件有关，如温度、压力、气体浓度、容器的大小和材质等。

随着阻火器通道尺寸的减小，自由基与反应分子之间碰撞几率随之减少，而自由基与通道壁的碰几率反而增加，这样就促使自由基反应减低。

当通道尺寸减小到某一数值时，这种器壁效应就造成了火焰不能继续进行的条件，火焰即被阻止。

由此可知，器壁效应是阻火器阻火焰作的主要机理。

由此点出发，可以设计出知种结构形式的阻火器，满足工业上的需要。

管道阻火器是用来阻止氢气火焰向外蔓延的安全装置。

它由一种能够通过气体的、具有许多细小通道或缝隙的固体材料（阻火元件）所组成。

要求阻火元件的缝隙或通道尽量小，因而当火焰进入阻火器后，被阻火元件分成许多细小的火焰流，由于传热作用（气体被冷却）和器壁效应，火焰流猝灭。

阻火器的应用:1.所选用的阻火器，其安全阻火速度应大于安装位置可能达到的火焰传播速度。

2.与燃烧器连接的可燃气体输送管道，在无其它防回火设施时，应设阻火器。

3.阻止以亚音速传播的火焰，应使用阻爆燃型阻火器，其安装位置宜靠近火源;4.阻止以音速或超音速传播的火焰应使用阻爆轰型阻火器，其安装位置应远离火源。

5.不同公称直径的阻爆轰型阻火器，所要求的距火源最小安装距离见表。

6.在寒冷地区使用的阻火器，应选用部分或整体带加热套的壳体，也可采用其它伴热方式。

7.在特殊情况下，可根据需要选用设有冲洗管、压力计、温度计、排污口等接口的阻火器。

8.安装于管端的阻火器，当公称直径小于D N5 0时宜采用螺纹连接; 当公称直径大于或等于DN50时，应采用法兰连接。

9.安装于管道中的阻火器，应采用法兰连接。

10.安装于管端的阻火器，应带有可自动开启的防雨通风罩。

11.储罐之间气相连通管道各支管上的阻火器应选用阻爆轰型。

12.储罐顶部的油气排放管道，应在与罐顶的连接处选用阻爆轰型阻火器。

13.储罐顶部保护性气体及油气排放管道的集合管上应选用阻爆轰型阻火器。

紧急放空管应设置14.阻爆燃型阻火器。

15.装卸设施的油气排放( 或回收)总管与各支线的气相管道之间应设置阻爆轰型阻火器。

16.可燃气体放空管道在接入火炬前，若设置阻火器时，应选用阻爆轰型阻火器。

班级:化工1001班姓名：赵玉乔学号：0901100131阻火器简介阻火器是用来阻止易燃气体，液体的火焰蔓延和防止回火而引起爆炸的安全装置。

阻火器通常安装在输送或排放易燃易爆气体的储罐和管线上。

如火炬，加热燃烧系统，石油气体回收系统或其它易燃气体系统。

阻火器适用于储存闪点低于28℃的甲类油品和闪点低于60℃的乙类油品，如汽油、煤油、轻柴油、原油、苯、甲苯等油品及化工原料的储罐；阻火器结构形式阻火器因结构形式不同分为：丝网阻火器：以不同目数的金属丝网重叠起来组成阻火层。

这种阻火器由于本身结构达不到阻火性能，已被取代。

储罐防爆波纹阻火器：这种结构阻火器由不同的波纹板和平板缠绕成不同规格孔隙的阻火层，阻火层上由相同尺寸的三角形孔隙阻成，波纹的高度根据阻止火焰速度设计，因此制造较为简单，能阻止爆燃和爆轰火焰通过，被广泛应用。

管道防爆阻火器：管道防爆阻火器的阻火层用多孔隙的泡沫金属，其结构与多孔隙的泡沫塑料相似。

其金属中铬的含量不少于15% ，不大于40%，容重不小于0.5g/cm3。

其优点体积小，重量轻，但阻力大，易堵塞。

抽屉式阻火器：抽屉防爆阻火呼吸阀式阻火器的阻火层由不锈钢薄板垂直平行排列而成，板间隙在0.3～0.7mm之间而形成许多细小的通道。

这种结构能承受较猛烈的爆炸。

它易于制造和清理，但体积大，流阻大。

多孔板型阻火器：阻火器的阻火层用不锈钢薄板水平方向重叠而成，板上有许多细小的缝隙或许多细小的孔眼，而形成了许多有规律的通道。

板与板之间有0.6mm的间隙，形成固定的间距，这种阻火器的阻力小，但不能承受猛烈的爆炸。

水封防爆防阻火器：水封用于阻止、节制气流。

其原理是利用水位差的性能来阻止火焰通过，因为火焰通过水封层时吸收大量热量，迫使火焰熄灭。

适用于阻止爆燃火焰通过，其结构简单，体积大，因此使用上有其局限性。

沼气阻火器：其阻火层为充填物砾石、陶瓷环和玻璃珠等充填物、利用充填物之间的空隙阻止火焰通过。

充填型阻火器结构简单，但流阻大，能有效阻止爆轰火焰通过。

阻火器的分类阻爆燃型管道阻火器管道阻火器波纹型阻火器管道网型阻火器抽式阻火器砾石阻火器丝口阻火器进乙炔阻火器口阻火器氧气阻火器燃气阻火器夹套保温阻火器管道放空阻火器阻火器性能主要性能:1、阻爆性能合格,连续13次阻爆性能试验每次均能阻火。

2、耐烧性能合格，耐烧试验1小时无回火现象。

3、壳体水压试验合格。

结构合理，重量轻、耐腐蚀。

易检修，安装方便。

阻火器芯子采用不锈钢材料, 耐腐蚀易于清洗。

阻火器主要由壳体和滤芯两部分组成。

壳体应具有足够的强度，以承受爆炸产生的冲击压力。

滤芯是阻止火焰传播的主要构件，常用的有金属网滤芯和波纹型滤芯两种。

金属网型滤芯用直径0.23~0.315mm的不锈钢或铜网，多层重叠组成。

目前国内的阻火器通常采用16~22目金属网，为4~12层。

波纹型滤芯用不锈钢、铜镍合金、铝或铝合金支撑。

波纹型阻火器能阻止爆燃的猛烈火焰，并能承受相应的机械和热力作用，流动阻力小，易于清洗和更换。

阻火器工作原理关于阻火器的工作原理,目前主要有两种观点:一是基于传热作用;一是基于器壁效应。

1传热作用燃烧所需要的必要条件之一就是要达到一定的温度,即着火点。

低于着火点,燃烧就会停止。

依照这一原理,只要将燃烧物质的温度降到其着火点以下,就可以阻止火焰的蔓延。

当火焰通过阻火元件的许多细小通道之后将变成若干细小的火焰。

设计阻火器内部的阻火元件时,则尽可能扩大细小火焰和通道壁的接触面积,强化传热,使火焰温度降到着火点以下,从而阻止火焰蔓延。

2 器壁效应燃烧与爆炸并不是分子间直接反应,而是受外来能量的激发,分子键遭到破坏,产生活化分子,活化分子又分裂为寿命短但却很活泼的自由基,自由基与其它分子相撞,生成新的产物,同时也产生新的自由基再继续与其它分子发生反应。

当燃烧的可燃气通过阻火元件的狭窄通道时,自由基与通道壁的碰撞几率增大,参加反应的自由基减少。

当阻火器的通道窄到一定程度时,自由基与通道壁的碰撞占主导地位,由于自由基数量急剧减少,反应不能继续进行,也即燃烧反应不能通过阻火器继续传播。

3 最大实验安全间隙—MESG值火焰通过阻火元件的细小通道并在通道内降温。

当火焰被分割小到一定程度时,经通道移走的热量足以将温度降到可燃物燃点以下,使火焰熄灭。

或由器壁效应解释,当通道窄到一定程度时,自由基与管道壁的碰撞占主导地位,自由基大量减少,燃烧反应不能继续进行。

因此,把在一定条件下(0. 1 MPa ,20 ℃) 刚好能够使火焰熄灭的通道尺寸定义为“最大实验安全间隙”(MESG,Maximum Experimental SafeGap) 。

阻火元件的通道尺寸是决定阻火器性能的关键因素,不同气体具有不同的MESG值。

因此,在选择阻火器时, 应根据可燃气体的组成确定其MESG值。

在具体选择时,又根据MESG值将气体划分为几的分类法,它根据气体的MESG值将气体分为四个等级(A ,B ,C ,D) ;另一类是国际电工协会( IEC) 的方法,它也将气体分为四个等级( IIC , IIB , IIA 及I) 。

两种标准划分的各类气体的MESG 值及测试气体如表1所示。

表1 两种MESG分类标准NEC IEC MESG/ mm 测试气体A IIC 0. 25 乙炔B IIC 0. 28 氢气C IIB 0. 65 乙烯D IIA 0. 90 丙烯G M I 1. 12 甲烷这样,在选用阻火器时,即可在设计规定使用的规范中首先查出所用可燃气体的等级,然后根据该组气体对应的MESG 值来选择相应的阻火元件。

阻火器材质安装于管端的阻火器壳体，宜采用铸铁和含镁量不大于0 . 5 % 的铸铝合金，也可按设计要求采用其它材料:安装于管道中的阻火器壳体，应采用铸钢或碳钢焊接，也可按设计要求采用其它材料;阻火层芯件和安装于管道中的阻火器芯壳及芯件压环应采用不锈钢;安装于管端的阻火器芯壳及芯件压环，宜采用铸铁或铸铝.阻火器测试的要求阻火器的性能是否能达到预期的效果，起到阻火的作用，必须对阻火器进行测试。

阻火器除具备有一定的机械强度外，还要经过阻爆和耐烧的试验，并应达到试验标准的要求。

阻爆试验即在一定距离内将试验装置内的可燃气体点燃，所产生的火焰或火花不能穿过阻火器而被阻止和熄灭，这种试验称为阻爆试验。

耐烧试验是在没有回燃的条件下，可燃气体火焰通过阻火层并在阻火层上面持续燃烧。

阻火层能够承受一定时间的火焰燃烧而不被烧坏，这种试验称为耐烧试验。

阻火器根据使用的目的，可以同时具有阻爆性能和耐烧性能，也可以只具有阻爆性能或耐烧性能。

因此阻火器的阻爆性能和耐烧性能是对阻火器进行测试鉴定的主要项目。

没有进行过这种测试鉴定的阻火器是不能使用的。

主要用途1、输送可燃性气体的管道上。