Trong trang
này
Nguy cơ cháy
Nguy cơ nổ
Kiểm soát cháy |
AN TOÀN CHÁY NỔ
Nguy cơ cháy
Đặc điểm quá trình cháy
Cháy là phản ứng xãy ra giữa chất cháy và oxy, không khí
hay oxit liên kết trong các hợp chất hóa học khác diễn ra
rất nhanh kèm theo tỏa nhiệt và phát sáng. Sự cố cháy gây
ra do ma sát, có đủ các điều kiện 3 yếu tố nguồn nhiệt, nhiên
liệu, tiếp xúc…
Trong quá trình cháy của một chất khí hay hỗn hợp khí, không
khí bị nóng lên và phản ứng giữa chất khí với oxy sẽ xảy ra.
Nhiệt sinh ra sẽ làm nóng phần hỗn hợp khí tiếp theođến nhiệt
độ bóc cháy. Thông thường sẽ có xuất hiện ngọn lửa là vùng
tiếp xúc nóng và toả sáng giữa chất khí với oxy của không
khí - đồng thời xuất hiện khói và muội than (bồ hóng) là hậu
quả do cháy không hoàn toàn hay làm nguội quá sớm.
Quá trình cháy của một chất lỏng gồm các giai đoạn chất lỏng
bay hơi vì gia nhiệt, hơi này pha trộn với không khí và tiếp
tục bị gia nhiệt cho đến nhiệt độ bốc cháy. Một phần nhiệt
của phản ứng cháy sẽ làm bay hơi tiếp chất lỏng và duy trì
sự cháy.
Quá trình cháy của chất rắn có thể tiến triển theo hướng chuyển
sang thể lỏng rồi sau đó sang dạng hơi, hoặc chất rắn khi
cháy chuyển trực tiếp sang dạng hơi. Chất cháy và chất oxy
hoá đều ở thể khí, nên quá trình này là cháy đồng thể (cháy
trong thể tích). Nhiên liệu cháy ngay khi hoà trộn khí đốt
với không khí. Chất lượng khí cháy được quyết định do tỷ lệ
hoà trộn hợp lý giữa khí đốt và oxy không khí và điều kiện
hoà trộn chúng. Lượng không khí vào không đủ, thiếu oxy khí
cháy không hoàn toàn, nhiệt độ buồng đốt giảm.
Đốt chất lỏng
Nhiên liệu ở dạng lỏng, nên để đốt chúng cần phân tán chúng
thành dạng giọt lỏng hoặc phun sương (phun bụi). Tác nhân
biến bụi là không khí nén, hơi nước áp suất cao hay không
khí từ quạt litâm cao áp. Chất biến bụi có áp cao phá vỡ độ
bền vững của dòng chất lỏng làm cho chúng bị chia nhỏ thành
bụi.
Sau khi dòng lỏng đã biến bụi, để tạo sự cháy thành ngọn lửa
cần qua các giai đoạn:
- Hoà trộn giữa bụi nhiên liệu và oxy của không khí.
- Sấy nóng hỗn hợp và chất lỏng bốc hơi.
- Phân hủy các hợp chất hydrocacbon. Quá trình này tạo các
hạt muội than.
- Phản ứng cháy diễn ra.
Đốt chất rắn
Khi đốt nhiên liệu rắn, quá trình cháy dị thể xảy ra giữa
một chất rắn và chất khí (oxy không khí), đồng thời có quá
trình cháy đồng thể giữa hai chất khí là chấùt bốc hơi và
oxy không khí.
Quá trình cháy của nhiên liệu rắn trong buồng đốt gồm nhiều
giai đoạn. Đầu tiên khi than được nung đến một nhiệt độ nhất
định (đối với than là khoảng 200oC), chất bốc được thoát ra
khỏi than như khí hydro (H2), monoxit cacbon (CO), metan (CH4),
hydrocacbon (CnHm) hoà trộn với oxy và cháy đầu tiên. Khi
kết thúc quá trình cháy của chất bốc thì cacbon bắt đầu tiếp
xúc với oxy và cháy.
Các chất cháy được
Tính cháy được là nguy cơ cơ bản liên quan đến hàng hoá nguy
hại.
Chất lỏng cháy được
Chất lỏng cháy được định nghĩa là những chất lỏng có thể
đốt cháy. Thông thường xác định chất lỏng cháy được hay không
bằng hai đại lượng là điểm chớp cháy, điểm sôi.
• Nhiệt độ bùng cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó hơi của
chất lỏng dễ cháy sẽ bốc cháy tức thì trong không khí nếu
gặp tác nhân gây cháy nhưng sự cháy không tự duy trì.
• Nhiệt độ bốc cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó chất lỏng
bay hơi đủ nhanh để bốc cháy liên tục trong không khí nếu
gặp tác nhân gây cháy. Sự cháy được duy trì cho đến khi toàn
bộ chất lỏng cháy hết.
• Nhiệt độ tự cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó mộït chất
tự bốc cháy khi có mặt của không khí, oxy hoặc tác nhân oxy
hoá mà không cần tham gia các tác nhân gây cháy bên ngoài.
• Nhiệt độ sôi:
Chất lỏng dễ cháy bao gồm:
Xăng
Rượu
Dung môi, ví dụ benzen, axeton.
Chất lỏng cháy được khi cháy sẽ làm cho các vật liệu thông
thường cháy theo (ví dụ như gỗ). Nguy hiểm sẽ lan rộng tuỳ
theo đóm khơi mào cháy. Chúng có thể làm cho bao bì cháy và
làm tăng nhiệt độ, gây ra tác hại xấu cho chai, hộp hay thùng
chứa các hàng hóa nguy hại, có thể là các chất lỏng dễ cháy
hơn.
Vật liệu cháy tạo ra một lượng lớn khí và khói có thể là các
chất độc và làm thiếu hụt oxy, gây ngạt cho con người và động
vật.
Nguyên nhân cháy
Tác nhân gây cháy có thể là ngọn lửa, tia lửa điện, nguồn
nhiệt. Quá trình cháy có thể xảy ra khi hỗn hợp chất cháy
là không khí tiếp xúc với ngọn lửa từ bên ngoài hay khi hỗn
hợp này được gia nhiệt đến nhiệt độ tự bốc cháy. Sự cố cháy
gây ra do ma sát, mồi lửa hay nguồn nhiệt trong phạm vi có
chất cháy.
Tác nhân gây cháy
• Sử dụng ngọn lửa trần không che chắn kín trong các dây
chuyền sản xuất
• Hoạt động của các xe, máy móc có động cơ điện
• Hút thuốc lá, bật diêm quẹt, đốt lửa.
• Hàn điện, mài hay va đập sinh tia lửa
• Các thiết bị điện
• Tĩnh điện xuất hiện khi tách rời các vật liệu có tính cách
điện khác nhau. Quá trình tách tạo ra lớp điện tích trái dấu
trên bề mặt tiếp xúc, tạora hiệu điện thế đáng kể giữa hai
lớp. quá trìng phóng điện diễn ra để cân bằng điện thế.
• Nguồn nhiệt bên ngoài hay thực hiện các phản ứng tỏa nhiệt.
Tác nhân gây cháy là chất xúc tác.
• Sự tự bốc cháy của các sợi bông tẩm dầu hay than xếp lộn
xộn, phế liệu cao su, sơn dư thừa. Quá trình xảy ra sau vài
giờ hay vài tháng từ khi các chất được xếp yên một chỗ. Nguyên
nhân hiện tượng tự bốc cháy có thể là:
Hấp phụ hay hấp thụ oxy không khí bởi vật rắn có khả năng
tự bốc cháy. Đây là quá trình vật lý.
Sự oxy hoá các chất dễ cháy và luôn kèm theo toả nhiệt.
Đây là quá trình hoá học.
Các phản ứng hoá sinh có sinh nhiệt của các chất có nguồn
gốc thực vật.
Các tác nhân dập cháy
Là những chất hay hỗn hợp có khả năng loại trừ một số điều
kiện duy trì sự cháy, trong đó chủ yếu là ngăn cách oxy không
khí với vật cháy và góp phần hạ nhiệt vùng cháy. Các tác nhân
dập cháy thường dùng là:
• Nước: là chất dập cháy rẻ tiền và có sẵn với số lượng lớn.
Tuy nhiên, hạn chế của nước là không dùng dập cháy ở các thiết
bị điện, khi nhiệt độ quá lớn có thể tạo hỗn hợp nổ Hydro
và oxy. Trong dập cháy đối với chất nguy hại, nước ít được
sử dụng do không hiệu quả đối với vật liệu không thấm nước,
có thể tạo phản ứng với hoá chất và giải phóng chất độc hại,
gây nổ bắn dầu mỡ làm lan rộng đám cháy dầu mỡ
• Cacbon dioxit (CO2): CO2 dập cháy được lưu trữ ở dạng hoá
lỏng trong các bình dập cháy xách tay (1-12 kg), bìh có bánh
xe (25, 40, hay 50 kg) hay bình lớn để cố định. Khi sử dụng
phun luồng CO2 vào sát dưới ngọn lửa. Chú ý khi dập cháy nồng
độ CO2 caotrong phòng kín sẽ nguy hiểm cho con người. Không
dùng để dập cháy Mg, Na, K được vì chúng cháy được trong môi
trường CO2
• Bọt và bột dập cháy
Bọt dập cháy được hình thành khi phun hỗn hợp CO¬2 (hoặc
không khí) với dung dịch nước của chất tạo bọt. Bọt dập cháy
kết hợp khả năng ức chế sự cháy của CO2 và khả năng ngăn cách
oxy không khí của bọt. Bột dập cháy được tạo thành khi phun
CO2 hay không khí với hỗn hợp bột khô gồm NaHCO3 và phụ gia
chống ẩm CO2 tạo ra bằng cách cho phản ứng NaHCO3 với axit
hoặc Al2(SO4)3 hay phun axit cacbonic H2CO3 ở dạng hỗn hợp
CO2 và nước ở áp suất cao.
• Bột rắn khác
Bột muôí clorua kim loại kiềm, kiềm thổ, muối cacbonat và
bổ sung một lượng nhỏ SiO2 hoặc đất.
Thường lưu trữ trong các hố hay thùng, khi sử dụng sẽ lấy
xẻng xúc và hất vào đám cháy.
• Tác nhân dập cháy đặc biệt
Dập cháy trên người bằng tấm mền (chăn) làm bằng nguyên
liệu thấm nước và khó cháy
Bột soda (Na2CO3) khô, muối ăn (NaCl) khô, bột grafit
Dầu nặng
Cát khô, bột đá
Oxyt của các kim loại đang cháy
Nguy cơ nổ
Nguyên nhân hoá học của sự nổ là sự cháy rất nhanh của hỗn
hợp khí, hơi, bụi với không khí (hay oxy) hoặc là sự phân
hủy rất nhanh của các chất. Qá trình nổ giải phóng lượng nhiệt
à khí rất lớn trong khoảnh khắc làm nhiệt độ và áp suất tăng
đột ngột. Ví dụ chất rắn chuyển sang dạng khí trong vài phần
của giây khi nổ. Tác nhân gây nổ có thể là ngọn lửa hay sự
va đập.
Nguyên nhân vật lý của sự nổ là sự tăng áp suất đột ngột của
khí và hơi trong thiết bị kín.
Đánh giá mức độ nguy hiểm cháy nổ, người ta dựa vào những
giá trị hoá lý đặc trưng: điểm nóng chảy, điểm sôi, điểm cháy,
giới hạn nổ, nhiệt độ bốc cháy...
Nồng độ thấp nhất của khí (hoặc hơi) với không khí có khả
năng nổ được gọi là giới hạn nổ dưới. Nồng độ cao nhất của
khí (hoặc hơi) với không khí có khả năng nổ được gọi giới
hạn nổ trên. Để an toàn, hàm lượng khí (hoặc hơi) trong không
khí phải nhỏ hơn nhiều giới hạn nổ dưới của không khí và hơi
nổ.
Vùng có nguy cơ nổ
Khu vực có nguy cơ nổ là nơi có nồng độ khí, bụi hoặc hơi
gần mức giới hạn nổ dưới, chưa đạt đến hay vượt qua giới hạn
đó.
Trong các thiết bị, mối nguy hiểm xuất hiện khi hỗn hợp khí
với hơi (hoặc khí) nổ có hàm lượng cao hơn giới hạn nổ trên.
Các chất nổ
Chất nổ là một loại hàng hóa nguy hiểm đặc biệt. Bao bì của
chúng cũng là một phần của bản thân chất nổ. Các loại bao
bì khác nhau cho cùng một loại chất nổ có thể được tạo nhiều
loại chất nổ khác nhau.
Ví dụ: chất rắn chuyển sang dạng khí trong vài phần của giây
khi nổ.
Không giống các hàng hoá nguy hại khác, chỉ có ban thẩm quyền
chính phủ mới có thể xác định vật liệu nào là chất nổ.
Chất nổ bao gồm:
Đạn thể thao.
Ngòi nổ, chất kích nổ.
Pháo quân sự.
Pháo bông, pháo sáng...
Ta có 2 loại chất nổ, được xác định bằng hai nhãn hiệu nổ.
Loại 1 được đặc trưng bởi khái niệm "bom nổ" ở phần
trên của nhãn. Loại 2 chỉ gồm các con số thập phân như 1.4;1.5;1.6.
Loại 2 không nhạy và khó phát nổ.
Về phương diện hóa học, chất nổ là một chất tự phản ứng và
sẽ xảy ra sự nổ rất nhanh. Những chất tự phản ứng khác không
được gọi là chất nổ.
Kiểm soát cháy
Ba điều kiện để đám cháy xảy ra và tồn tại là:
• Có mặt chất cháy
• Nhiệt độ cao đạt đến nhiệt độ bốc cháy của chất cháy
• Có mặt oxy với liều lượng đủ lớn
Do đó, để kiểm soát cháy cần loại bỏ tối đa chất cháy khỏi
phạm vi đám cháy, làm lạnh nguồn chất cháy đang nóng và cách
ly bề mặt của chúng với không khí để cắt đứt nguồn cấp oxy.
- Ngăn chặn phạm vi cháy
Ngăn chặn lửa bằng cách khắc phục các điều kiện phát triển
đám cháy, nghĩa là giảm hoặc loại trừ chất cháy, ngưng cấp
oxy cho nguồn cháy, cách ly nguồn cháy.
Khoảng cách, vị trí: Chọn vị trí, đảm bảo khoảng cách giữa
các thiết bị, các xưởng, giữa các công trình, giữa các nhà
máy để ngăn chặn ngọn lửa lan truyền từ công trình này đến
công trình khác.
Giữa các xưởng, các thiết bị các bãi chứa nhiên liệu, chất
lỏng dễ cháy cần phải có các hành lang chống cháy. Bãi chứa
nguyên liệu đặt ở nền thấp hơn các công trình khác để ngăn
ngừa sự chảy chất lỏng dễ cháy và hạn chế sự lan truyền ngọn
lửa. Ngoài ra, các thùng chứa còn được bao quanh bằng bờ đất
đủ cao, sao cho chất lỏng không chảy tràn khi thùng chứa bị
vỡ. Bình chứa khí cháy và máy nén khí bố trí ở trên cao để
loại trừ khả năng lắng đọng khí nặng hơn không khí ở chỗ thấp
và để tạo ra sự thông thoáng tự nhiên.
Cách ly: Ngăn ngừa lan truyền ngọn lửa bên trong nhà xưởng,
người ta sử dụng các loại vật liệu xây dựng chịu lửa. Các
nhà xưởng hay kho chứa lớn được chia ra từng ô cách ly bằng
vật liệu chống cháy để tránh cháy lan ra toàn bộ ngôi nhà.
Trên đường ống, ở những chỗ có thể xuất hiện ngọn lửa và
lan truyền ngọn lửa, có bố trí các bộ dập lửa. Bộ dập lửa
hoạt động trên nguyên tắc giảm nhiệt, chặn lửa.
- Giảm tác hại do cháy
Ngăn ngừa sự phá hủy nhà xưởng khi có sự cố, một phần của
tường được xây dựng bằng vật liệu dễ vỡ và cửa sổ làm bằng
vật liệu dễ văng. Khi cháy nổ chúng bị phá vỡ nhanh chóng
và văng ra làm áp suất bên trong giảm xuống, không kịp phá
vỡ cấu trúc chính của nhà.
Khi cháy, rút các chất có tính chất cháy được ra khỏi thiết
bị để giảm lượng chất có khả năng cháy. Sản phẩm đưa vào bình
chứa trung gian hay kho sản phẩm. Chất lỏng từ thiết bị chảy
tự nhiên hay thổi bằng hơi hoặc khí. Mỗi công nhân cần biết
rõ cách tiến hành các thao tác này.
- Hệ thống an toàn và dụng cụ báo động.
Bố trí các phương tiện chữa cháy cố định, di động. Dụng cụ
chữa cháy hoạt động trên nguyên tắc phun nước, phun hơi, tạo
bọt…Thiết bị chữa cháy với các tác nhân dập cháy: nước, CO2,
bọt và bột dập cháy, cát đất khô, CO2 rắn, bột soda khô…
Các dụng cụ báo động hoạt động dựa trên cơ sở đo độ tăng nhiệt
độ, áp suất và sản phẩm cháy, ánh sáng… Hệ thống báo động
thực hiện bằng còi, chuông điện, đèn chớp màu đỏ…
Hệ thống chữa cháy tự động sẽ hoạt động không trễ hơn 5 phút
sau khi có tín hiệu báo cháy. Ví dụ hệ thống chữa cháy hoạt
động theo cảm ứng nhiệt: hệ thống gồm các dãy ống phun phun
nước được treo trên trần nhà xưởng, gần nguồn có khả năng
gây cháy, vòi phun được bít kín bằng vật liệu dễ chảy, khi
có cháy nhiệt độ tăng, nhựa chảy ra và vòi phun hoạt động.
tmhai
Tài liệu tham khảo
- Nguyễn Đức Khiển. Quản lý chất thải nguy hại. NXB Xây
dựng. Hà Nội. 2003
- TÀI LIỆU GIẢNG DẠY KHOÁ TẬP HUẤN QUẢN LÝ CHẤT NGUY HẠI.
BIÊN SOẠN VÀ GIẢNG DẠY: TS. NGUYỄN VĂN PHƯỚC, TS. LÊ TRÌNH,
ThS. JOHN WARD, ThS. VŨ THỊ HỒNG THỦY, CN. ĐOÀN THỊ TỚI,
KS. TRẦN MINH HẢI
|
