飼料廠安全設(shè)計(jì)的一般原則

褚慎強(qiáng)

摘? 要：在動(dòng)物生產(chǎn)中，飼料發(fā)揮著重要的作用。飼料廠的安全設(shè)計(jì)是確保飼料生產(chǎn)過程中人員安全、財(cái)產(chǎn)安全和產(chǎn)品質(zhì)量最基本也是最重要的環(huán)節(jié)。筆者長(zhǎng)期負(fù)責(zé)飼料生產(chǎn)中的安全質(zhì)量監(jiān)控和管理，現(xiàn)將工作和學(xué)習(xí)中積累的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)總結(jié)如下，供廣大同行參考。

關(guān)鍵詞：飼料廠;粉塵;靜電;安全數(shù)據(jù)表;化學(xué)品安全技術(shù)說明書;最小點(diǎn)火能（MIE）

中圖分類號(hào)：TU972.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號(hào)：1001-0769（2019）10-0045-04

1? 安全數(shù)據(jù)表

MSDS（Material Safety Data Sheet）即化學(xué)品安全技術(shù)說明書，亦可譯為物料安全數(shù)據(jù)清單，是化學(xué)品生產(chǎn)商和進(jìn)口商用來闡明化學(xué)品的理化特性（如pH、閃點(diǎn)、易燃度和反應(yīng)活性等）以及對(duì)使用者的健康（如致癌、致畸等）可能會(huì)產(chǎn)生危害的一份文件。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織采用安全數(shù)據(jù)表 （Safety Data Sheet，SDS）術(shù)語(yǔ)，美國(guó)、加拿大，澳洲以及亞洲許多國(guó)家則采用MSDS術(shù)語(yǔ)。MSDS是化學(xué)品生產(chǎn)或銷售企業(yè)按法律要求向客戶提供的有關(guān)化學(xué)品特征的一份綜合性法律文件。MSDS可由生產(chǎn)廠家按照相關(guān)規(guī)則自行編寫，但為了保證報(bào)告的準(zhǔn)確性和規(guī)范性，生產(chǎn)廠家可向?qū)I(yè)機(jī)構(gòu)申請(qǐng)編制。

我國(guó)在2008年前的標(biāo)準(zhǔn)《化學(xué)品安全技術(shù)說明書編寫規(guī)定范圍》（GBT16483-2000）稱為CSDS（化學(xué)品安全技術(shù)說明書），2008年重新修訂的標(biāo)準(zhǔn)《化學(xué)品安全技術(shù)說明書內(nèi)容和項(xiàng)目順序》（GBT16483-2008）中，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織進(jìn)行了統(tǒng)一，縮寫為SDS。SDS與MSDS兩種縮寫在供應(yīng)鏈上所起的作用完全一致，僅在內(nèi)容上有一些細(xì)微的差別。對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)的安全管理來說，了解每一種物料的安全特性是安全管理的第一步。任何一家企業(yè)都有責(zé)任和義務(wù)向員工提供物料的SDS信息。

化學(xué)品安全技術(shù)說明書提供化學(xué)品的理化參數(shù)、燃爆性能、對(duì)健康的危害、安全使用貯存、泄漏處置、急救措施以及有關(guān)的法律法規(guī)等十六項(xiàng)內(nèi)容：

第一部分 化學(xué)品及企業(yè)標(biāo)識(shí)：包含化學(xué)品中文名稱、化學(xué)品俗名或商品名、化學(xué)品英文名稱、企業(yè)信息、技術(shù)說明書編碼和生效日期等。

第二部分 成分/組成信息：包含純品和混合物的化學(xué)品名稱、有害物成分含量和CAS 編號(hào)等信息。

第三部分 危險(xiǎn)性概述：包含危險(xiǎn)性類別、侵入途徑、健康危害、環(huán)境危害、燃爆危險(xiǎn)等。

第四部分 急救措施：包含皮膚接觸、眼睛接觸、吸入以及食入等情況出現(xiàn)后的急救方法和措施。

第五部分 消防措施：包含危險(xiǎn)特性、有害燃燒產(chǎn)物、滅火方法及滅火劑和滅火注意事項(xiàng)等。

第六部分 泄露應(yīng)急處理：描述有關(guān)泄露的應(yīng)急處理和消除方法。

第七部分 操作處置與儲(chǔ)存：包含關(guān)于處置與儲(chǔ)存操作注意事項(xiàng)、儲(chǔ)存注意事項(xiàng)。

第八部分 接觸控制/個(gè)體防護(hù)：包含人員防護(hù)和接觸該物質(zhì)的最高容許濃度、監(jiān)測(cè)方法、工程控制、呼吸系統(tǒng)防護(hù)、眼睛防護(hù)、身體防護(hù)、手防護(hù)和其他防護(hù)等。

第九部分 理化特性：包含外觀與性狀、pH、熔點(diǎn)（℃）、相對(duì)密度（水=1）、沸點(diǎn)（℃）、相對(duì)蒸氣密度（空氣=1）、飽和蒸氣壓（kPa）、燃燒熱（kJ/mol）、臨界溫度（℃）、臨界壓力（MPa）、辛醇/水分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值、? ? ?閃點(diǎn)（℃）、爆炸上限%（V/V）、引燃溫度（℃）、爆炸下限%（V/V）、溶解性、主要用途和其他理化性質(zhì)等。

第十部分 穩(wěn)定性和反應(yīng)活性：包含穩(wěn)定性、禁配物、避免接觸的條件、聚合危害和分解產(chǎn)物。

第十一部分 毒理學(xué)資料：包含急性毒性、亞急性和慢性毒性、刺激性、致敏性、致突變性、致畸性、致癌性和其他。

第十二部分 生態(tài)學(xué)資料：包含生態(tài)毒性、生物降解性、非生物降解性、生物富集或生物積累性以及其他有害作用。

第十三部分 廢棄處置：包含廢棄物性質(zhì)、廢棄處置方法和廢棄注意事項(xiàng)。

第十四部分 運(yùn)輸信息：包含危險(xiǎn)貨物編號(hào)、UN編號(hào)、包裝標(biāo)志、包裝類別、包裝方法及運(yùn)輸注意事項(xiàng)。

第十五部分 法規(guī)信息：包含相關(guān)的法規(guī)信息。

第十六部分 其他信息：包含參考文獻(xiàn)、填表時(shí)間、填表部門、數(shù)據(jù)審核單位、修改說明以及其他信息。

2? 最小點(diǎn)火能

最小點(diǎn)火能（Minimum Ignition Energy，MIE）是指能夠引起粉塵云（或可燃?xì)怏w與空氣混合物）燃燒（或爆炸）的最小火花能量，亦稱為最小火花引燃能或者臨界點(diǎn)火能。混合氣體的濃度對(duì)點(diǎn)火能量有較大的影響，通常如果火源的能量小于最小能量，可燃物就不能著火。所以最小點(diǎn)火能量也是一個(gè)衡量可燃?xì)怏w、蒸汽和粉塵燃燒爆炸危險(xiǎn)性的重要參數(shù)。對(duì)于釋放能量很小的撞擊摩擦火花和靜電火花，其能量是否大于最小點(diǎn)火能量，是判定其能否作為火源引發(fā)火災(zāi)爆炸事故的重要條件。引燃源的能量低于這個(gè)臨界值時(shí)，可燃混合系一般不會(huì)被點(diǎn)燃。

可用電火花法測(cè)定最小點(diǎn)火能，即在放電電極上并聯(lián)一定容量的電容，設(shè)其電容最為C（F）。當(dāng)電極上的火花電壓為U（V）時(shí)，放電能量E（J）可用下式計(jì)算：

E=0.5C×U2

MIE和混合氣體的溫度或壓力有關(guān)，當(dāng)混合氣的溫度或壓力升高時(shí)，所需臨界點(diǎn)火能減小;反之，在低溫、低壓條件下，混合氣點(diǎn)燃所需臨界點(diǎn)火能增大（表1）。

3? 粉塵和粉塵爆炸

3.1 爆炸

爆炸是指物質(zhì)的狀態(tài)和存在形式發(fā)生突變，在瞬間釋放出大量的能量，形成空氣沖擊波，可使周圍物質(zhì)受到強(qiáng)烈的沖擊，同時(shí)伴隨有聲或光效應(yīng)的現(xiàn)象。

3.2 爆炸極限

爆炸極限是可燃?xì)怏w、蒸汽或粉塵與空氣混合后，遇火會(huì)產(chǎn)生爆炸的最高或最低濃度。最低濃度——爆炸下限（Lower Explosion Limited，LEL）;最高濃度——爆炸上限（Upper Explosion Limited，UEL）。

3.3 粉塵

凡是顆粒極微小、粒徑在1 μm～76 μm范圍內(nèi)的固體物質(zhì)均稱為粉塵。浮在空氣中的粉塵往往會(huì)給人類的生命和財(cái)產(chǎn)帶來巨大的危害。其危害之一是污染大氣，影響人類的健康。飄逸在大氣中的粉塵往往含有許多有毒成分，如鉻、錳、鎘、鉛、汞和砷等。當(dāng)人體吸入粉塵后，直徑小于5 μm的微粒極易進(jìn)入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，有時(shí)還會(huì)引起肺癌。沉積在肺部的污染物一旦被溶解就會(huì)直接侵入血液，引起血液中毒，未被溶解的污染物也可能會(huì)被細(xì)胞吸收，導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞。此外，粉塵還會(huì)沾污建筑物，使建筑遭受腐蝕。降落在植物葉面的粉塵會(huì)阻礙光合作用，抑制其生長(zhǎng)。粉塵包括易燃粉塵（如糖粉、淀粉、可可粉、硫粉、茶粉和橡膠粉等）和可燃粉塵（如米粉、鋸末屑、皮革屑、絲、蟲膠等）。固體物質(zhì)被粉碎成粉塵以后，其燃燒特性有很大的變化。原來是不燃的物質(zhì)可能會(huì)變成可燃物質(zhì)，原來難燃的物質(zhì)可能會(huì)變成易燃物質(zhì)，在一定條件下就有可能會(huì)發(fā)生爆炸。能導(dǎo)致粉塵爆炸的情況也很多，從農(nóng)副產(chǎn)品的加工、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)剿幬?、食品、有機(jī)物和無機(jī)物的生產(chǎn)等很多過程中，粉塵爆炸的事故時(shí)有發(fā)生，其危害極大。

3.3.1 粉塵爆炸的特點(diǎn)

○ 粉塵爆炸的條件：（1）粉塵本身必須是可燃的;（2）粉塵必須具有相當(dāng)大的比表面積;（3）粉塵必須懸浮在空氣中，與空氣混合形成爆炸極限范圍內(nèi)的混合物;（4）有足夠的點(diǎn)火能量。

○ 影響粉塵爆炸的因素：（1）顆粒的尺寸;（2）粉塵濃度;（3）空氣的含水量;（4）含氧量;（5）可燃?xì)怏w含量。顆粒越小其比表面積越大，氧吸附也越多，在空氣中懸浮時(shí)間越長(zhǎng)，爆炸危險(xiǎn)性越大?？諝庵泻吭礁?，粉塵越小，引爆能量越高。隨著含氧量的增加，爆炸濃度范圍擴(kuò)大。有粉塵的環(huán)境中存在可燃性氣體時(shí)，會(huì)大大增加粉塵爆炸的危險(xiǎn)性。

○ 粉塵爆炸的特點(diǎn)：（1）多次爆炸是粉塵爆炸的最大特點(diǎn);（2）粉塵爆炸所需的最小點(diǎn)火能量較高，一般在幾十毫焦耳以上;（3）與可燃性氣體爆炸相比，粉塵爆炸壓力上升較緩慢，較高壓力持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，釋放的能量大，破壞力強(qiáng)。

3.3.2 影響粉塵爆炸的內(nèi)部因素（粉塵的理化性能）

○ 粉塵的燃燒速度比氣體的燃燒速度要小。粉塵的顆粒越小，相對(duì)表面越多，分散度越大，則爆炸極限范圍擴(kuò)大，其爆炸危險(xiǎn)性便增加。因?yàn)榱Ｗ釉叫?，粒子帶電性越?qiáng)，使得體積和質(zhì)量極小的粉塵粒子在空氣中懸浮的時(shí)間更長(zhǎng)，燃燒速度就更接近可燃性氣體混合物的燃燒速度，燃燒過程也進(jìn)行得更完全。燃燒熱高的粉塵，其爆炸濃度下限低，一旦發(fā)生爆炸即呈高溫高壓，爆炸威力大。

○ 粉塵中含可燃揮發(fā)成分越多，熱分解溫度越低，爆炸的危險(xiǎn)性和爆炸產(chǎn)生的壓力就越大。

○ 粉塵中的灰分（即不燃物質(zhì)）和水分的含量增加，其爆炸的危險(xiǎn)性就降低。因?yàn)?，它們一方面能夠較多地吸收體系的熱量，從而減弱粉塵的爆炸性能，另一方面灰分和水分會(huì)增加粉塵的密度，加快其沉降速度，使懸浮粉塵濃度降低。

3.3.3 影響粉塵爆炸的外部因素

○ 含氧量是粉塵爆炸最敏感的因素，隨著空氣中氧含量的增加，爆炸濃度范圍也隨之?dāng)U大，爆炸危險(xiǎn)性也就增加。

○空氣濕度增加，粉塵爆炸的危險(xiǎn)性減小。因?yàn)闈穸仍龃?，有利于消除粉塵靜電和加速粉塵的凝聚沉降。同時(shí)水分的蒸發(fā)消耗了體系的熱能，稀釋了空氣中的含氧量，降低了粉塵的燃燒反應(yīng)速度，使粉塵不輕易發(fā)生爆炸。

○當(dāng)粉塵與可燃性氣體共存時(shí)，粉塵爆炸濃度的下限相應(yīng)下降，而最小點(diǎn)火能量也有一定程度的降低，即可燃?xì)怏w的出現(xiàn)，大大增加了粉塵爆炸的危險(xiǎn)性。

○當(dāng)溫度升高，壓強(qiáng)增加時(shí)，粉塵爆炸濃度極限范圍會(huì)擴(kuò)大，所需要的點(diǎn)火能量也會(huì)降低，從而造成危險(xiǎn)性增大。

○點(diǎn)火源的溫度越高，強(qiáng)度越大，與粉塵和空氣的混合物接觸的時(shí)間越長(zhǎng)。其爆炸濃度極限范圍就變得更寬。爆炸危險(xiǎn)性也就增大。每一種可燃粉塵，在一定條件下，都有一個(gè)最小點(diǎn)火能量，若低于此能量，粉塵與空氣形成的混合物就不能爆炸。粉塵的最小點(diǎn)火能量越小，其爆炸的危險(xiǎn)性就越大。

3.3.4 粉塵爆炸的危害

○粉塵爆炸能呈現(xiàn)出跳躍式和爆炸連續(xù)性的特點(diǎn)。具有很大的破壞性。粉塵爆炸形成后，隨著爆炸的連續(xù)，反應(yīng)速度和爆炸壓力也就持續(xù)加快和升高，并呈現(xiàn)跳躍式發(fā)展，產(chǎn)生爆震。特別是當(dāng)在爆炸傳播途中遇有障礙物或巷道拐彎處，則壓力會(huì)急劇升高。所以在一些粉塵爆炸事故中，不僅表現(xiàn)出了爆炸連續(xù)性的特點(diǎn)，而且表現(xiàn)出了離爆炸點(diǎn)越遠(yuǎn)，破壞性越嚴(yán)重的特點(diǎn)。

○粉塵爆炸有產(chǎn)生二次爆炸的可能性。因?yàn)榉蹓m初始爆炸的氣浪會(huì)將沉積粉塵揚(yáng)起，在新的空間迅速形成新的爆炸性混合物，在火焰和高溫的作用下，再次發(fā)生爆炸（即二次爆炸）。另一方面，在粉塵爆炸的地點(diǎn)，空氣受熱膨脹，密度變小，經(jīng)過一個(gè)極短促的時(shí)間后形成負(fù)壓區(qū)，由于氣壓差的作用，新鮮空氣向爆炸點(diǎn)送流，促進(jìn)空氣的二次沖擊（即返回風(fēng)），使已發(fā)生粉塵爆炸的高溫區(qū)沉積粉塵再次發(fā)生爆炸。二次爆炸所揚(yáng)起的沉積粉塵，其濃度往往比第一次爆炸時(shí)還要大，爆炸破壞力更為嚴(yán)重。

○粉塵爆炸后可能產(chǎn)生有毒氣體，與氣體爆炸相比，粉塵爆炸易引起不完全燃燒，有些沉積粉塵還有陰燃現(xiàn)象。因而在爆炸產(chǎn)物中含有大量的CO氣體及自身分解產(chǎn)生的毒性氣體HCL和HCN等輕易使人員中毒。

4? 靜電的危害

靜電，是一種處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷或者說不流動(dòng)的電荷（流動(dòng)的電荷形成電流）。當(dāng)電荷聚集在某個(gè)物體上或表面時(shí)就形成了靜電，而電荷分為正電荷和負(fù)電荷兩種，也就是說靜電現(xiàn)象也分為兩種，即正靜電和負(fù)靜電。正電荷聚集在某個(gè)物體上時(shí)形成正靜電，負(fù)電荷聚集在某個(gè)物體上時(shí)形成負(fù)靜電，但無論是正靜電還是負(fù)靜電，帶靜電物體接觸零電位物體（接地物體）或與其有電位差的物體時(shí)都會(huì)發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，這就是我們?nèi)粘Ｒ姷降幕鸹ǚ烹姮F(xiàn)象。例如北方冬天天氣干燥，人體容易帶上靜電，當(dāng)接觸他人或金屬導(dǎo)電體時(shí)就會(huì)出現(xiàn)放電現(xiàn)象。人會(huì)有觸電的針刺感，夜間能看到火花，這是化纖衣物與人體摩擦人體帶上正靜電的原因。有基本物理知識(shí)我們就知道橡膠棒與毛皮摩擦，橡膠棒帶負(fù)電，毛皮帶正電。

靜電并不是靜止的電，是宏觀上暫時(shí)停留在某處的電。人在地毯或沙發(fā)上立起時(shí)，人體電壓也可高1萬多伏，而橡膠和塑料薄膜行業(yè)的靜電更是可高達(dá)10多萬伏。

靜電的危害很多，它的第一種危害來源于帶電體的互相作用。在飛機(jī)機(jī)體與空氣、水氣、灰塵等微粒摩擦?xí)r會(huì)使飛機(jī)帶電，如果不采取措施，將會(huì)嚴(yán)重干擾飛機(jī)無線電設(shè)備的正常工作;在印刷廠里，紙頁(yè)之間的靜電會(huì)使紙頁(yè)粘合在一起，難以分開，給印刷帶來麻煩;在制藥廠里，由于靜電吸引塵埃，會(huì)使藥品達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的純度;在放電視時(shí)熒屏表面的靜電容易吸附灰塵和油污，形成一層塵埃薄膜，使圖像的清晰程度和亮度降低;在混紡衣服上常見而又不易拍掉的灰塵，也是靜電搗的鬼。靜電的第二大危害，是有可能因靜電火花點(diǎn)燃某些易燃物體而發(fā)生爆炸。漆黑的夜晚，人們脫尼龍、毛料衣服時(shí)，會(huì)發(fā)出火花和“叭叭”的響聲，這對(duì)人體基本無害。但在手術(shù)臺(tái)上，電火花會(huì)引起麻醉劑的爆炸，傷害醫(yī)生和病人;在煤礦，則會(huì)引起瓦斯爆炸，會(huì)導(dǎo)致工人死傷，礦井報(bào)廢?？傊?，靜電危害起因于用電力和靜電火花。在飼料廠這類使用大量粉未作為原料的工廠來說，靜電火花則是引發(fā)粉塵爆炸的最為重要的因素之一。

（待續(xù)）