化工静电安全防护措施详解

化工静电安全防护的主要目的是防止静电引起火灾爆炸事故。静电引起火灾爆炸事故的条件有三个：有产生静电的来源；静电得以积累且静电放电的火花能量达到爆炸性混合气体的最小点燃能量；静电火花周围有爆炸性混合气体。消除这三个条件中的任何一个，就能防止静电火灾爆炸事故。本节从前两个条件入手讨论各项技术措施。防止静电积累的思路是通过以下四个途径使带电体上的静电荷尽快泄漏、消散：①通过静电放电；②通过带电体上正、负电荷的中和；③通过与大气中存在的相反电性的离子相中和；④通过带电体接地，使静电集中泄漏并消散入大地。

（一）工艺措施

应根据生产特点和物料性质，合理地设计工艺条件和物料装卸工艺操作规程，以控制静电的产生和消散，使其不能达到危险的程度。

1.改善工艺操作条件，尽量避免大量产生静电荷

根据静电序列表选用原料配方和使用材料，使摩擦或接触的两种物质在序列表中的位置接近，以减少静电产生。有多种物质摩擦或接触时，通过调配接触顺序等办法，可以使产生的静电互相抵消。例如，某搅拌作业需要向混合釜内加入汽油、氧化锌、氧化铁、石棉等，如果最后加汽油，料浆表面静电电压高达11～13k V，改为先加入部分汽油，再加入氧化锌、氧化铁，搅拌后再加入石棉等填料和剩余汽油，料浆表面静电电压降至400V以下。同样的道理，向油中通入空气起搅拌混合作用，也是不安全的。对于有负面作用的杂质要消除。

2.控制物料输送速度

流体流动中流速越快，产生的静电量越多，控制流体流动速度可以减少静电。输送液体时的允许流速与液体的电阻率有密切关系：当电阻率小于10Ω·m时，允许流速小于10m/s；当电阻率大于10Ω·m时，允许流速取决于液体性质、管道直径和内壁粗糙度等。例如，烃类燃料油在直径50mm的管内输送，流速不得超过3.6m/s；管直径为100mm时，流速不得超过2.5m/s。用皮带输送固体物料时，也要控制皮带速度，以不使皮带上的物料发生振动为准。

3.保证足够的静置时间

生产过程中，向容器灌注易燃液体时会产生静电。停止灌注后，液体趋于静止，液体中的静电荷向器壁和液面集中，并可慢慢泄漏消散。完成这一过程需要一定时间，试验表明，接地条件下向储罐灌注重柴油，装到90%时停泵并开始计时，液面静电电位的峰值出现在5～10s，静电泄漏消散时间为70～80s。由此可知，如果刚停泵就进行下一步操作（如取样、测温、转送或拆除接地线等）易发生事故，必须保证足够的静置时间。

4.改进灌注方式

向容器灌注易燃液体时，减轻液体注入容器时的冲击和飞溅，可减少静电。具体做法为：改变灌注管头的形状，如用T型或Y型；可以改变灌注管头的位置，如延伸至近容器的底部。例如，GB 50156—2012《汽车加油加气站设计与施工规范》规定，加油站汽车油罐车必须采用密闭卸油方式，严禁采用喷溅卸油方式。

【案例3-7】 1998年4月12日，某汽车加油站在向地下卧式油罐接卸汽油时，发生汽油爆炸燃烧，造成1人死亡，4个油罐烧毁。事故原因是用汽车卸油胶管直接插入油罐量油孔内的喷溅卸油方式产生大量静电并形成汽油蒸气空间；油罐无静电接地设施，静电积累；用普通手电筒照明而没有使用防爆手电筒。

5.增设松弛容器

液体在管道流动过程中，液体与管道壁的摩擦产生静电，该液体注入接收容器后，液体中的静电荷慢慢泄漏消散。如果在管道末端加装一个直径较大的“松弛容器”，给带电体上的电荷一个消散的缓和时间，可以大大消除液体在管道中积累的静电荷，使液体进入接收容器较为安全。通常，带电体上的电荷（或电位）消散至其初始值的1/e（约37%）时所需要的时间，称为缓和时间。

6.尽量避免存在高能量静电放电的条件(www.xing528.com)

在设计工艺装置或制作设备时，应尽量避免存在高能量静电放电的条件，如在容器内避免出现细长的导电性突出物和未接地的孤立导体等。

（二）静电接地

静电接地的作用是使物体上产生的静电荷能够顺利地泄漏出来并迅速导入大地，静电接地是防止静电危害的主要措施之一。静电接地对导体特别是金属上的自由静电荷，能起到很好的导流作用，而对于一部分非导体上的自由电荷，则需要经过一定的静置时间，才能导入大地。不能认为只要将设备接地，就没有静电危害了。

在爆炸、火灾危险场所内可能产生静电危险的设备和管道，以及输送易燃物料的设备、管道，均应采取静电接地措施。具有火灾爆炸危险的场所、静电对产品质量有影响的生产过程以及静电危害人身安全的作业区，所有的金属用具及门窗零部件、移动式金属车辆、梯子等均应设计接地。汽车罐车、铁路罐车和装卸栈台应设静电专用接地线。

静电接地连接系统主要包括静电接地体、接地连接端头、接地干线、接地支线等。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，专门起到静电接地作用的，称为静电接地体。静电接地体的接地电阻应符合国家标准规定。可以将彼此没有良好导电通路的物体进行导电性连接，使连接点两侧的电位大致相等，一并接地。设备基础等本身与大地相连接的称为静电自然接地，人工接地连接改善了带电体的自然接地系统，确保带电体的静电荷向外界导出通道的畅通。

（三）其他措施

1.抗静电添加剂和增湿

用抗静电添加剂、空气增湿等手段增加带电体静电泄漏通道和泄漏能力的增泄措施，也属于静电接地措施。采用抗静电添加剂增加非导体材料的吸湿性或导电性来消除静电的措施时，应根据使用对象、目的、物料工艺状态以及成本、毒性、腐蚀性等具体条件进行选择。例如，橡胶中常加入炭黑、金属粉等添加剂。在生产工艺许可的条件下，对于亲水性非导体，可采用空气增湿等手段，降低其绝缘性能来消除静电，应保持作业环境中的空气相对湿度大于50%。

2.静电屏蔽

静电屏蔽是指为避免带电体的静电场对外界的影响，或者为了防止外界静电场对非带电体的影响，可把带电体（或非带电体）用接地的金属罩（金属壳、网、线匝）全部或局部封闭起来。屏蔽体必须可靠接地，以防止带电体与不带电体之间的静电感应。需要静电防护的非导体设备、管道、储罐等不能直接接地，应采用静电屏蔽方法间接接地。

3.静电消除器

非导体如橡胶、塑料、纤维、薄膜、纸张、粉体等生产过程，应根据工艺特点、作业环境和非导体性质，选择适当的静电消除器械，对带电体上积聚着的静电荷及时进行中和消除。常用静电消除器的原理是利用空气电离产生大量正、负电荷，并用风机将电离空气吹出，形成一股带正、负电荷的气流。当物体表面带电荷时，它会吸引气流中的异性电荷，从而使物体表面上的静电被中和，达到消除静电的目的。

4.防止人体带静电

重点防火、防爆作业区的入口处，应设计人体导除静电装置。对可能产生静电危害的工作场所，必要时铺设防静电地板。应根据生产特点配置必要的静电检测仪器、仪表。气体爆炸危险场所的区域等级属0区、1区且最小点燃能量在0.25mJ以下者，应穿戴静电防护用品如防静电工作服、工作帽、手套等，但要禁止在易燃易爆场所穿脱，禁止在防静电服上附加或佩戴任何金属物件。