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一、變壓器運(yùn)行中的檢查維護(hù)
檢查變壓器上層油溫是否超過允許范圍;檢查油質(zhì),應(yīng)為透明、微帶黃色,由此可判斷油質(zhì)的好壞;應(yīng)檢查套管是否清潔,有無裂紋和放電痕跡,冷卻裝置應(yīng)正常;變壓器的聲音應(yīng)正常,正常運(yùn)行時(shí)一般有均勻的“嗡嗡”電磁聲;天氣有變化時(shí),應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行特殊檢查;
二、變壓器運(yùn)行中出現(xiàn)的不正?,F(xiàn)象
1.聲音異常
變壓器正常運(yùn)行時(shí),聲音應(yīng)為連續(xù)均勻的“嗡嗡”聲。如果產(chǎn)生不均勻或其他響聲,都屬于不正常現(xiàn)象。內(nèi)部有較高且沉著的“嗡嗡”聲,可能是過負(fù)荷運(yùn)行,可根據(jù)變壓器負(fù)荷情況鑒定并加強(qiáng)監(jiān)視;內(nèi)部有短時(shí)“哇哇”聲,可能是電網(wǎng)中發(fā)生過電壓,可根據(jù)有無接地信號(hào),表計(jì)有無擺動(dòng)來判定;變壓器有放電聲,可能是套管或內(nèi)部有放電現(xiàn)象,這時(shí)應(yīng)對(duì)變壓器作進(jìn)一步檢測或停用;變壓器有水沸聲,則為變壓器內(nèi)部短路故障或接觸不良,應(yīng)立即停用檢查;變壓器有爆裂聲,則為變壓器內(nèi)部或表面絕緣擊穿,應(yīng)立即停用進(jìn)行檢查;其他可能出現(xiàn)“叮當(dāng)”聲或“嚶嚶”聲,則可能是個(gè)別零件松動(dòng),可以根據(jù)情況處理。
2.油溫異常
變壓器的絕緣耐熱等級(jí)為A級(jí)時(shí),線圈絕緣極限溫度為105℃。根據(jù)國際電工委員會(huì)的推薦,保證絕緣不過早老化,溫度應(yīng)控制在85℃以下。若發(fā)現(xiàn)在同等條件下溫度不斷上升,則認(rèn)為變壓器內(nèi)部出現(xiàn)異常,內(nèi)部故障等多種原因,這時(shí)應(yīng)根據(jù)情況進(jìn)行檢查處理。導(dǎo)致溫度異常的原因有散熱器堵塞、冷卻器異常、內(nèi)部故障等。
3.油位異常
變壓器油位變化應(yīng)該在標(biāo)記范圍之間,如有較大波動(dòng)則認(rèn)為不正常。如果溫度正常而油位不正常,則說明是假油位。運(yùn)行中,出現(xiàn)假油位的原因有呼吸器堵塞、防暴管通氣孔堵塞等。油位下降,原因有變壓器嚴(yán)重漏油、油枕中油過少、檢修后缺油、溫度過低等。
4.滲漏油
滲漏油是變壓器常見的缺陷,滲與漏僅是程度上的區(qū)別,滲漏油常見的部位及原因是:閥門系統(tǒng),蝶閥膠材質(zhì)安裝不良,放油閥精度不高,螺紋處滲漏;膠墊接線樁頭,高壓套管基座流出線樁頭,膠墊較不密封、無彈性,小瓷瓶破裂滲漏油;設(shè)計(jì)制造不良,材質(zhì)不好。
5.套管閃絡(luò)放電
套管閃絡(luò)放電會(huì)造成發(fā)熱,導(dǎo)致老化,絕緣受損甚至引起爆炸,常見原因主要是:高壓套管制造不良,未屏蔽接地,焊接不良,形成絕緣損壞;套管表面過臟或不光滑。
三、變壓器常見故障分析
1.繞組的主絕緣和匝間絕緣故障
變壓器繞組的主絕緣和匝間絕緣是容易發(fā)生故障的部位。主要原因是:由于長期過負(fù)荷運(yùn)行、或散熱條件差、或使用年限長,使變壓器繞組絕緣老化脆裂,抗電強(qiáng)度大大降低;變壓器多次受到短路沖擊,使繞組受力變形,隱藏著絕緣缺陷,一旦遇有電壓波動(dòng)就有可能將絕緣擊穿;變壓器油中進(jìn)水使絕緣強(qiáng)度大大降低而不能承受允許的電壓,造成絕緣擊穿;在高壓繞組加強(qiáng)段處或低壓繞組部位,由于絕緣膨脹,使油道阻塞,影響了散熱,使繞組絕緣由于過熱而老化,發(fā)生擊穿短路;由于防雷設(shè)施不完善,在大氣過電壓作用下,發(fā)生絕緣擊穿。
2.變壓器套管故障
變壓器高壓側(cè)一般使用電容套管,由于套管瓷質(zhì)不良或者有沙眼和裂紋,套管密封不嚴(yán), 有漏油現(xiàn)象;套管積垢太多等,都有可能造成閃絡(luò)和爆炸。
3.鐵心絕緣故障
變壓器鐵芯由硅鋼片疊裝而成,硅鋼片之間有絕緣漆膜。由于硅鋼片緊固不好,使漆膜破壞產(chǎn)生渦流而發(fā)生局部過熱。同理,夾緊鐵心的穿心螺絲等部件,若絕緣損壞也會(huì)發(fā)生過熱現(xiàn)象。此外,若變壓器內(nèi)殘留有鐵屑或焊渣,使鐵芯兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地,都會(huì)造成鐵芯故障。
4.分接開關(guān)故障
關(guān)鍵詞:GIS組合電器;運(yùn)行維護(hù);安全防護(hù);應(yīng)急處理
中圖分類號(hào):TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
引言:宜陽經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和高科技技術(shù)在電力系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化,GIS設(shè)備成為電力發(fā)展劃時(shí)代的產(chǎn)物,GIS組合電器,這類產(chǎn)品既符合無油化的要求,又符合小型化、自動(dòng)化的要求。本文從什么是GIS設(shè)備、采用GIS組合電器的優(yōu)點(diǎn)、GIS設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)、安全防護(hù)等方面進(jìn)行探討說明為運(yùn)行人員在日常工作中提供可參考資料。
一、 什么是GIS設(shè)備
1.1 GIS組合電器的組成GIS六氟化硫組合電器是利用六氟化硫極好的絕緣性能,通過把斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件及出線終端等單元,全部封閉在接地的金屬體內(nèi)而組成,其內(nèi)部充有一定壓力并有優(yōu)異滅弧和絕緣能力的六氟化硫氣體。
二、采用GIS組合電器的優(yōu)點(diǎn)
110kV后莊變電所采用GIS組合電器后,與其它常規(guī)變電所(AIS)相比較,具有如下突出的優(yōu)點(diǎn)。
(一) 占地面積小。一般而言,220kVGIS設(shè)備的占地面積為常規(guī)設(shè)備的37%,110kVGIS設(shè)備的占地面積為常規(guī)設(shè)備的46%左右,符合我國節(jié)約用地的基本國策,減少了征地、拆遷和賠償?shù)劝嘿F的前期費(fèi)用。
(二)不受污染及雨、鹽霧等周圍環(huán)境因素的影響。由于后莊變電所所在區(qū)域?yàn)闊掕F廠高爐氧化鋅廠附近,各種金屬粉末污染特別大,采用GIS六氟化硫全封閉的組合電器后,就可以不受雷雨、塵沙及金屬粉末等各種惡劣自然條件的影響,減少了設(shè)備發(fā)生事故的可能性,運(yùn)行可靠性高。
(三) 檢修周期長,檢修維護(hù)工作量小。宜陽11座常規(guī)變電所一般每年都要進(jìn)行設(shè)備的定期檢修工作1次,且設(shè)備的定期清灰、清掃等日常維護(hù)工作也必不可少。而后莊變電所的定期檢修工作還要受義洛煤礦生產(chǎn)、醫(yī)院、縣城高層等高危用戶的影響,使得這后莊變電所的定期檢修工作開展起來比較困難。后莊變電所采用GIS后,由于GIS的電氣性能良好,一般檢修周期可達(dá)8年或開斷額定容量20次以上,對(duì)減輕企業(yè)設(shè)備的檢修負(fù)擔(dān),提高設(shè)備的安全可靠運(yùn)行均有益處。
(四)因金屬外殼接地的屏蔽作用,能消除對(duì)無線電的干擾,也無靜電感應(yīng)和噪聲等。同時(shí),也無偶然觸及帶電體的危險(xiǎn),有利于工作人員的安全。
(五)斷路器采用自能滅弧室,三相配用一臺(tái)彈簧操作機(jī)構(gòu)。由于采用了新型的滅弧室結(jié)構(gòu),滅弧室的分閘速度、噴口及壓氣缸等有關(guān)系數(shù)與通常的壓氣式滅弧室相比,作了進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì),利用電弧的能量熄弧,因而進(jìn)一步提高了滅弧室開斷能力。
(六)高度的絕緣可靠性。由于導(dǎo)體和絕緣性均封閉于接地金屬外殼之內(nèi),這些部件均不受外界環(huán)境影響,其性能長期不會(huì)發(fā)生老化,從而保證了高度的運(yùn)行可靠性。
(七)操動(dòng)機(jī)構(gòu)無油化、無氣化,具有高度運(yùn)行可靠性。由于斷路器配用彈簧機(jī)構(gòu)、隔離開關(guān)配用電動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu),故障關(guān)合接地開關(guān)配用彈黃機(jī)構(gòu)、接地開關(guān)配用電動(dòng)機(jī)構(gòu),因而做到了無油化、無氣化,既避免了火災(zāi)危險(xiǎn),也不需配用空壓機(jī)系統(tǒng),大大提高運(yùn)行可靠性。
(八)低噪音運(yùn)行。由于斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)的機(jī)構(gòu)均不需要壓縮空氣,操作時(shí)不排放氣體因而操作噪音極低。
(九)優(yōu)良的抗震性能。由于GIS重心低、重量較輕,因而產(chǎn)品具有優(yōu)良抗地震性能。
三、 GIS設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)
(一) GIS設(shè)備的維護(hù)分類:
1、例行檢查
2、定期檢查
(1)例行檢查是一種用肉眼進(jìn)行的外觀檢查,是對(duì)全部GIS設(shè)備進(jìn)行管理的日常業(yè)務(wù),用以檢查設(shè)備的工作狀況及GIS中存在的異常情況即日常巡視檢查。
(2)日常巡視檢查注意事項(xiàng)
(3) 巡視檢查時(shí)不得觸碰帶電部位。
(4)未經(jīng)允許,不得對(duì)開關(guān)設(shè)備進(jìn)行任何操作。
3、定期檢查是一種維護(hù)GIS設(shè)備使之處于正常工作狀況的周期。這種檢查通常應(yīng)在我們的工程技術(shù)人員的監(jiān)督下進(jìn)行。
定期檢查分為二種類型:即常規(guī)檢查和詳細(xì)檢查。
(1) 常規(guī)檢查:常規(guī)檢查主要是在斷電狀態(tài)下、用肉眼進(jìn)行的外觀檢查。其目的在于確認(rèn)設(shè)備的性能。
(2)常規(guī)查注意事項(xiàng)
檢查時(shí)主回路必須停電,并得到確認(rèn)。要求有專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能的人員進(jìn)行檢查,以免發(fā)生觸電事故。所指定的部位必須注油。接觸控制回路端子時(shí),請(qǐng)必須確認(rèn)是在無電壓狀態(tài),以免觸電。停止運(yùn)行,從外部檢查下列事項(xiàng),以確認(rèn)設(shè)備機(jī)能。
(三)詳細(xì)檢查:詳細(xì)檢查主要是對(duì)GCB、DS和ES驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的檢查,包括常規(guī)檢查的所有試驗(yàn)項(xiàng)目,且需在斷電狀態(tài)下進(jìn)行。停止運(yùn)行,除進(jìn)行普通檢查外,主要進(jìn)行操作機(jī)構(gòu)的檢查和更換指定零部件。
四、GIS組合電器設(shè)備安全防護(hù)
(一) GIS組合電器設(shè)備運(yùn)行的安全防護(hù)
工作人員在進(jìn)入電纜溝或低位區(qū)域前,應(yīng)檢測該區(qū)域內(nèi)的含氧量,如發(fā)現(xiàn)氧含量低于18%時(shí),不能進(jìn)入該區(qū)域工作。設(shè)備內(nèi)六氟化硫氣體的定期檢測參照《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行。氣體采樣操作及處理滲漏時(shí),工作人員要穿戴防護(hù)用品,并在通風(fēng)條件下,采取有效的防護(hù)措施。
(二) GIS組合電器設(shè)備泄漏應(yīng)急處理。
1、 迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處,并進(jìn)行隔離,嚴(yán)格限制出入。
2、建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿一般作業(yè)工作服。
3、盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng),加速擴(kuò)散。如有可能,即時(shí)使用。
(三)應(yīng)急處理防護(hù)措施。
1、 呼吸系統(tǒng)防護(hù):一般不需特殊防護(hù)。
2、高濃度接觸時(shí)可佩戴過濾式防毒面具(半面罩)?;蜃越o式呼吸器。
3、眼睛防護(hù):必要時(shí),戴安全防護(hù)眼鏡。身體防護(hù):穿一般作業(yè)工作服。
4、 手防護(hù):戴一般作業(yè)防護(hù)手套。
5、 其它:工作畢,淋浴更衣。
(四) GIS組合電器設(shè)備泄漏急救措施。
1、 吸入:迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。
2、保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。
3、如呼吸停止,立即進(jìn)行人工呼吸。
4、就醫(yī)。
(五)GIS組合電器設(shè)備滅火方法:
1、本品不燃。
2、 切斷氣源。
3、噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。
五、結(jié)束語
隨著近年來鄉(xiāng)鎮(zhèn)、工業(yè)園區(qū)的不斷增多以及區(qū)域用電設(shè)備類型的多樣化、復(fù)雜化等,對(duì)供電的安全性,可靠性要求越來越高,這就要求我們對(duì)高科技級(jí)自動(dòng)化的應(yīng)用程度提出了更高的要求,宜陽經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和高科技技術(shù)在電力系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化,GIS設(shè)備引進(jìn)成為宜陽電力發(fā)展劃時(shí)代的產(chǎn)物,為宜陽電網(wǎng)的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。
參考文獻(xiàn):
[1]河南平高有限公司關(guān)于GIS設(shè)備SF6絕緣金屬封閉開關(guān)說明書(安裝、測試、運(yùn)行、使用、維護(hù)).
[2]淺談GIS變電站應(yīng)注意的問題.馮偉新.
關(guān)鍵詞:含氰廢氣;丙烯腈;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);精制尾氣改造
中圖分類號(hào):TQ324
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1009-2374(2011)22-0102-03
一、概述
大慶煉化公司丙烯腈裝置是一套典型的化工生產(chǎn)裝置,具有易燃、易爆、劇毒、工藝復(fù)雜的特點(diǎn)。它采用美國BP化學(xué)公司的工藝技術(shù),應(yīng)用丙烯、氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈,同時(shí)副產(chǎn)粗乙腈、氫氰酸及稀硫銨液。反應(yīng)產(chǎn)物中丙烯腈為高毒性物質(zhì),空氣中最高容許濃度為2mg/m3,副產(chǎn)物乙腈為中等毒性物質(zhì),副產(chǎn)物氫氰酸為劇毒性物質(zhì),空氣中最高容許濃度為0.3mg/m3。在生產(chǎn)過程中排放的尾氣中含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸,原始設(shè)計(jì)經(jīng)洗滌器用水洗滌后放空,尾氣雖然經(jīng)過洗滌吸收,但仍有部分有機(jī)物進(jìn)入大氣,對(duì)環(huán)境造成了污染,對(duì)人員會(huì)造成傷害,同時(shí)也浪費(fèi)了資源。因此需要對(duì)這些含氰廢氣進(jìn)行回收處理,這樣既能消除含氰廢氣中毒的風(fēng)險(xiǎn),又能減少對(duì)環(huán)境的污染,達(dá)到提高裝置安全運(yùn)行的目的。
二、含氰廢氣情況簡介
(一)氰化物的性質(zhì)
(二)含氰廢氣分布及組成
1.含氰廢氣的分布。丙烯腈裝置含氰廢氣主要分布在合成區(qū)域、精制區(qū)域及廢水罐區(qū)。其中合成區(qū)域的排放點(diǎn)主要是吸收塔放空尾氣,數(shù)量較大為60t/h,但濃度較低,氰化物的含量在lkg/h以下。精制區(qū)域尾氣主要是各罐、換熱器、真空泵排放的尾氣,主要有回收塔頂冷凝器E113、回收塔頂分層器V111、乙腈塔頂冷凝器E146、脫氰塔頂分層器V116、地下污水罐V129、脫氰塔真空泵、成品塔真空泵尾氣,精制系統(tǒng)排放尾氣的數(shù)量不大,但毒物濃度較高,對(duì)安全環(huán)保的影響較大。廢水罐區(qū)的尾氣主要是催化劑沉降槽V306、廢水罐V304、V131罐頂排放的尾氣。
2.含氰廢氣的組成。
(三)含氰廢氣危害的初步分析
鑒于丙烯腈裝置排放尾氣中所含氰化物的特性,在進(jìn)行裝置環(huán)境評(píng)價(jià)時(shí)所有含氰尾氣排放點(diǎn)均為重要環(huán)境因素,在進(jìn)行裝置風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)回收塔頂分層器V111、乙腈塔頂冷凝器E146、脫氰塔頂分層器V116、地下污水罐V129帽罐導(dǎo)致氰化物泄漏均被評(píng)為重大風(fēng)險(xiǎn)。
考慮到含氰廢氣對(duì)環(huán)境、對(duì)員工身心健康能夠造成較大危害的情況,有必要對(duì)丙烯腈裝置含氰尾氣的危險(xiǎn)因素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果制定技術(shù)改造方案,對(duì)含氰廢氣進(jìn)行治理,達(dá)到消除含氰廢氣隱患提高裝置安全環(huán)保水平的目的。
三、含氰尾氣危險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
丙烯腈裝置HSE評(píng)價(jià)小組成員,根據(jù)有毒有害物質(zhì)的分布、常規(guī)作業(yè)活動(dòng)的危險(xiǎn)性,采用調(diào)查表法在全員范圍內(nèi)識(shí)別危險(xiǎn)因素,然后用LEC法對(duì)識(shí)別出的危險(xiǎn)因素進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
(一)危險(xiǎn)作業(yè)的劃分
根據(jù)丙烯腈裝置尾氣可能導(dǎo)致中毒的情況,將常規(guī)危險(xiǎn)作業(yè)劃分如下:
1.精制平臺(tái)巡檢。
2.精制平臺(tái)改流程。
3.精制平臺(tái)采樣。
4.廢水罐區(qū)改流程。
5.廢水罐區(qū)巡檢。
(二)在含氰廢氣區(qū)域作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
以下是對(duì)在含氰廢氣區(qū)域典型作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。從上述風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過程中可以看出在含氰廢氣區(qū)域的定期典型作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)較大,如巡檢、采樣等。因此有必要制定技術(shù)方案消除含氰廢氣使人中毒的風(fēng)險(xiǎn)。
四、丙烯腈裝置尾氣改造的技術(shù)方案
(一)精制尾氣的改造方案
1.精制尾氣改造的必要性。從上述風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過程中可以看出在含氰廢氣區(qū)域的定期典型作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)較大。這和丙烯腈裝置擴(kuò)能改造前后含氰廢氣的排放情況改變有關(guān)。丙烯腈裝置精制系統(tǒng)排放的尾氣中含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸,原始設(shè)計(jì)經(jīng)洗滌器用水洗滌后直接放空,尾氣雖然經(jīng)過洗滌吸收,但仍有部分有機(jī)物進(jìn)入大氣。丙烯腈裝置實(shí)行5萬噸/年擴(kuò)能至8萬噸/年后這一情況表現(xiàn)的更為明顯,原有的尾氣洗滌系統(tǒng)滿足不了吸收含氰尾氣的需要,這樣進(jìn)入大氣中氰化物的絕對(duì)數(shù)量明顯增加,在精制三層平臺(tái)經(jīng)常能夠檢測到氰化物的報(bào)警,報(bào)警值在5ppm左右。這不僅對(duì)環(huán)境造成了污染,而且對(duì)人員造成了傷害,同時(shí)對(duì)資源也造成了浪費(fèi)。因此需要對(duì)這些含氰廢氣進(jìn)行回收處理,這樣既能消除含氰廢氣中毒的風(fēng)險(xiǎn),又能減少含氰廢氣對(duì)環(huán)境的污染。
2.精制尾氣改造的原理。利用精制尾氣中所含丙烯腈、乙腈、氫氰酸在水中有一定溶解度的特性,可以將精制系統(tǒng)所有的含氰尾氣收集起來,利用水環(huán)式真空泵將這些尾氣輸送至吸收塔的氣相進(jìn)料線中,與反應(yīng)氣體一起進(jìn)入吸收塔,利用大量的水洗滌吸收,最終將絕大部分氰化物吸收下來回收利用,只有少部分氰化物(排放量小于1kg/h)排入大氣。吸收塔的尾氣擬采用催化焚燒技術(shù)處理,最終實(shí)現(xiàn)無害化排放。
3.精制尾氣改造的方案。流程詳見圖1。將脫氰塔真空泵P-133尾氣、成品塔真空泵P-126尾氣、回收塔頂冷凝器E-113不凝氣、回收塔頂分層器V-111不凝氣、乙腈塔頂換熱器E 146尾氣、脫氰塔頂分層器V-l16不凝氣、地下污水罐V-129放空尾氣集中回收至新增尾氣氣液分離罐,分離后的氣體通過新增的真空泵送入吸收塔T-103的氣相進(jìn)料線中,分離后的液體進(jìn)入地下污水罐V129,尾氣真空泵要增設(shè)調(diào)壓系統(tǒng),控制過程中以回收塔頂壓為主要控制目標(biāo),一般控制在8-10kPa。尾氣氣液分離罐增加放空氣去焚燒爐F-301線,以便在尾氣真空泵故障時(shí),所有尾氣可改去焚燒爐焚燒。
(二)廢水罐區(qū)尾氣的改造方案
1.廢水罐區(qū)尾氣改造的必要性。丙烯腈裝置設(shè)計(jì)產(chǎn)生廢水的溫度在80℃左右,用泵送入催化劑沉降槽V306中沉降脫除廢催化劑和聚合物,之后廢水送入廢水罐V304或V131。因?yàn)閺U水的溫度較高,揮發(fā)出的含氰有機(jī)物從廢水罐的罐頂放空排放出來,造成周圍的氰化物報(bào)警,經(jīng)常在2ppm左右,對(duì)環(huán)境和員工的身心健康造成了傷害。
2.廢水罐區(qū)尾氣改造的方案。鑒于廢水溫度高是造成廢水罐區(qū)含氰廢氣超標(biāo)的主要原因,這樣降低廢水溫度就成為解決問題的關(guān)鍵。為此在廢水進(jìn)入催化劑沉降槽V306之前增設(shè)廢水換熱器,將廢水的溫度由80℃降至45℃~50℃,以減少氰化物的揮發(fā)量。另外需要將V-304、V-306、V-131罐頂放空管線加高,以減小氰化物在地面的濃度,達(dá)到達(dá)標(biāo)排放的要求。
(三)吸收塔尾氣擬采用的改造方案
吸收塔尾氣擬采用上海東化公司提供的催化焚燒技術(shù),建成一套設(shè)施。技術(shù)特點(diǎn)是:主要設(shè)備是一臺(tái)催化反應(yīng)器,在吸收塔尾氣中加入空氣,通過裝有催化劑的反應(yīng)器,發(fā)生催化氧化反應(yīng),使尾氣中的烴類、一氧化碳、丙烯腈、氫氰酸等物質(zhì)氧化成二氧化碳和水隨空氣一起排放到大氣,過程中無火焰也不產(chǎn) 生N0x,過程和排放廢氣更清潔,有利于環(huán)境保護(hù)。同樣規(guī)模相比排氣量僅為熱焚燒法排氣量的60%,由于催化法不需要燃料,并且對(duì)有害物的去除率高,對(duì)環(huán)境保護(hù)更為有利。如果在燃料短缺的情況下,催化法本身就意味著更節(jié)省能源。
五、丙烯腈裝置尾氣改造的效果
在裝置小修期間對(duì)尾氣系統(tǒng)進(jìn)行了改造,項(xiàng)目投用后取得了很好的效果,具體如下:
(一)精制尾氣的改造取得的效果
投用后實(shí)現(xiàn)了P-133、P-126、E-113、V-111、E-146、V-116、V-129放空尾氣不放大氣的目的,全部送至吸收塔吸收。項(xiàng)目投用后,精制區(qū)放空的含氰尾氣全部送到吸收塔進(jìn)行再吸收,生化區(qū)附近氰化物報(bào)警值大幅度下降,完全達(dá)標(biāo),消除了一個(gè)使人員中毒的重大安全隱患,周圍的環(huán)境也得到了改善。
丙烯腈精制部分尾氣真空泵投用后,對(duì)成品塔頂壓、V116內(nèi)壓力沒有影響,使回收塔頂壓及脫氰塔頂壓稍有下降,回收塔頂壓稍降利于節(jié)約蒸汽耗量,不影響正常生產(chǎn),脫氰塔頂壓稍降利于氫氰酸的脫除,不影響脫氰塔正常操作,且這兩個(gè)壓力可以通過新增調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié),沒有對(duì)生產(chǎn)造成影響。
(二)廢水罐區(qū)尾氣改造取得的效果
增設(shè)廢水換熱器后,廢水溫度從80℃降至45℃~50℃,氰化物的揮發(fā)量明顯減少。廢水罐V-304、催化劑沉降槽V-306、廢水罐V-131罐頂放空線加高使三個(gè)罐內(nèi)的放空氣體中氰化物實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放,不再影響周邊人員正常工作。
從表4中數(shù)據(jù)可以看出廢水罐區(qū)技措投用后,V306附近氰化物監(jiān)測值明顯降低,消除了氰化物超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn),取得了較好的效果。
(三)吸收塔尾氣改造達(dá)到的目的
使吸收塔排放尾氣中非甲烷總烴的排放濃度由4325mg/Nm3。降至12.4mg/Nm3,使吸收塔排放尾氣中丙烯腈的含量由14.5mg/Nm3降至0mg/Nm3,使之完全達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBl6297―1996)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
六、結(jié)語
本文應(yīng)用HSE風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法對(duì)丙烯腈裝置含氰尾氣存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。根據(jù)評(píng)價(jià)的結(jié)果制定了消除風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)方案。通過對(duì)丙烯腈裝置精制系統(tǒng)尾氣、廢水罐區(qū)系統(tǒng)尾氣、吸收塔系統(tǒng)放空尾氣進(jìn)行改造,消除了含氰廢氣中毒的風(fēng)險(xiǎn)及其對(duì)環(huán)境造成的影響,提高了丙烯腈裝置的安全環(huán)保水平。
關(guān)鍵詞:硫磺回收 尾氣處理 運(yùn)行總結(jié)
一、前言
中國石油青海油田分公司格爾木煉油廠硫磺回收裝置是由中國石油天然氣華東勘察設(shè)計(jì)研究院上海分院設(shè)計(jì), 2008年11月建成投產(chǎn),是格爾木煉油廠“十一五”規(guī)劃重點(diǎn)安全環(huán)保隱患治理項(xiàng)目。硫磺回收裝置設(shè)計(jì)能力為年回收硫磺5000t,原料為催化干氣、液化氣脫硫裝置及酸性水汽提裝置產(chǎn)生的含H2S的酸性氣。硫磺回收裝置采用一段高溫轉(zhuǎn)化和兩級(jí)低溫催化轉(zhuǎn)化Claus工藝;硫磺尾氣處理采用外補(bǔ)氫源的還原―吸收法尾氣處理工藝。催化劑采用山東迅達(dá)化工集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的A918/A958/A999系列硫磺回收催化劑。
二、裝置工藝流程
從格爾木煉油廠5000t/a硫磺回收裝置工藝流程顯示。從催化干氣、液態(tài)烴脫硫和含硫污水汽提裝置來的混合酸性氣,分離切液后,進(jìn)入酸性氣燃燒爐F3501,所需空氣由鼓風(fēng)機(jī)供給,按烴類完全燃燒和1/3H2S燃燒生成SO2控制配風(fēng),爐溫控制在≯1450℃。燃燒后的過程氣進(jìn)入廢熱鍋爐E3501,經(jīng)冷卻使其中的硫蒸汽冷凝,產(chǎn)生的液硫自底部流出,進(jìn)入液硫封罐,過程氣通過一級(jí)高溫?fù)胶烷y摻合到230~260℃,進(jìn)入一級(jí)轉(zhuǎn)化器R3501,在催化劑的作用下,使H2S與SO2發(fā)生反應(yīng)生成元素硫,床層溫度控制在250~350℃。反應(yīng)后的過程氣進(jìn)入一級(jí)冷凝器E3504,使轉(zhuǎn)化器內(nèi)反應(yīng)生成的元素硫冷凝,同時(shí)產(chǎn)生0.3Mpa蒸汽用于系統(tǒng)各部伴熱,產(chǎn)生的液硫自底部流出,進(jìn)入液硫封罐,過程氣通過二級(jí)高溫?fù)胶烷y摻和到230~250℃,進(jìn)入二級(jí)轉(zhuǎn)化器R3502,使剩余的H2S與SO2繼續(xù)反應(yīng),床層溫度控制在240~280℃,隨后進(jìn)入二級(jí)冷凝器E3503降溫到140℃左右,產(chǎn)生的液硫自底部流出,進(jìn)入液硫封罐。所有液硫封罐的液硫流入硫池。
反應(yīng)尾氣通過絲網(wǎng)捕集器進(jìn)一步捕集元素硫后,進(jìn)入尾氣加熱爐加熱到280~300℃后進(jìn)入尾氣加氫反應(yīng)器在加氫催化劑的作用下進(jìn)行加氫處理,將尾氣中的單體硫、SO2加氫還原為H2S,COS、CS2水解轉(zhuǎn)化為硫化氫,還原、水解后的氣體經(jīng)冷卻塔冷卻至45℃后,進(jìn)入吸收塔,與吸收液(甲基二乙醇胺)逆流接觸,硫化氫被胺液選擇吸收,吸收了硫化氫的胺液進(jìn)入脫硫裝置溶劑再生塔,經(jīng)換熱再生,汽提出硫化氫,提濃的硫化氫經(jīng)冷卻返回到硫磺回收裝置繼續(xù)回收硫磺。胺液循環(huán)利用,從胺液吸收塔塔頂排出的凈化尾氣送往尾氣焚燒爐焚燒后通過煙囪高空排放。
三、催化劑裝填方案
考慮到酸性氣在燃燒爐中燃燒時(shí)配風(fēng)量不易控制,由此會(huì)造成過程氣中存在過剩的氧氣,造成硫磺回收催化劑的硫酸鹽化中毒,因此推薦第一反應(yīng)器上部裝填脫氧保護(hù)型硫磺回收催化劑以延長催化劑使用壽命,保證裝置長周期運(yùn)行。具體的催化劑裝填方案示于表1.
四、裝置運(yùn)行情況總結(jié)
硫磺回收裝置自2008年12月開工后,先后解決了急冷塔塔板、急冷水泵堵塞,導(dǎo)致硫磺回收系統(tǒng)憋壓等問題。為確保尾氣處理系統(tǒng)能夠正常投運(yùn),通過全廠協(xié)調(diào),加強(qiáng)裝置上下游聯(lián)系,調(diào)整干氣、液化氣脫硫裝置溶劑再生系統(tǒng)的操作,保證再生酸性氣量的平穩(wěn)供給。同時(shí)加強(qiáng)化驗(yàn)分析管理,確保原料酸性氣中烴、氨含量不超標(biāo)。同時(shí),對(duì)尾氣處理系統(tǒng)各項(xiàng)操作參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整。通過采取上述措施,保證了裝置的正常運(yùn)行。
裝置主要操作數(shù)據(jù)見表2:
五、裝置存在的問題及措施
1. 酸性氣波動(dòng)及過氧操作的影響
由于上下游裝置操作波動(dòng)造成硫磺回收裝置的酸性氣流量和H2S濃度波動(dòng)較大,給裝置的正常操作帶來了較大難度。酸性氣波動(dòng)經(jīng)常造成系統(tǒng)配風(fēng)過剩,大量SO2進(jìn)入尾氣加氫反應(yīng)器,來不及或者是未反應(yīng)完全,SO2穿透進(jìn)入急冷塔底部生成單質(zhì)硫。單質(zhì)硫進(jìn)入急冷塔后溫度驟降,形成固體硫霧,附著于底層塔盤上,輕者破壞急冷水的循環(huán),嚴(yán)重時(shí)阻斷尾氣通道,造成硫磺回收系統(tǒng)在內(nèi)的整個(gè)裝置系統(tǒng)壓力升高通過進(jìn)行全廠協(xié)調(diào),根據(jù)酸性氣來量及時(shí)調(diào)節(jié)配風(fēng)量,防止配風(fēng)過剩,同時(shí)要保證烴類完全燃燒,避免黑硫磺的產(chǎn)生。
2.尾氣加氫反應(yīng)器入口組成變化大
由于上游克勞斯裝置操作波動(dòng),造成尾氣加氫反應(yīng)器入口氣體組成頻繁發(fā)生變化,造成加氫不徹底,發(fā)生液體硫磺阻塞后續(xù)的急冷塔。通過采取下述措施后保證了尾氣處理系統(tǒng)運(yùn)行情況良好:
2.1密切監(jiān)視急冷塔出口在線氫氣含量,及時(shí)調(diào)節(jié)氫氣配給量,保證急冷塔出口氫氣含量不低于4%,確保加氫反應(yīng)充分。以加氫反應(yīng)器床層溫升20℃~30℃為宜,同時(shí)也可以此作為反應(yīng)系統(tǒng)配風(fēng)的依據(jù)。加氫反應(yīng)器床層溫度保持在280℃~320℃,反應(yīng)情況良好。
2.2增大急冷水循環(huán)量,由以前的2~3t/h調(diào)整至6~8t/h,防止因急冷水量過小而使急冷塔下部塔盤干板。
知識(shí)目標(biāo):
使學(xué)生了解兩種碳的氧化物在性質(zhì)上的差異;通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)及其分析,使學(xué)生了解一氧化碳的可燃性和還原性,了解一氧化碳的物理性質(zhì);通過對(duì)比和實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握CO的主要性質(zhì)。
能力目標(biāo):
培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力和思維能力;通過對(duì)CO化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究,初步提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作技能;初步培養(yǎng)學(xué)生毒氣處理的方法。
情感目標(biāo):
通過對(duì)CO化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的探究,使學(xué)生體驗(yàn)探究、體驗(yàn)成功,培養(yǎng)化學(xué)學(xué)習(xí)興趣;通過一氧化碳與血紅蛋白結(jié)合的現(xiàn)象,對(duì)中毒機(jī)理進(jìn)行微觀分析,揭示通過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)態(tài)度;通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)CO的全面認(rèn)識(shí)過程,初步訓(xùn)練學(xué)生辯證地、全面地分析問題的科學(xué)態(tài)度;強(qiáng)化使用毒氣的自我保護(hù)意識(shí)和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。
教學(xué)建議
教材分析:
本節(jié)課的教學(xué)是九年義務(wù)教育初中化學(xué)中典型的元素化合物的教學(xué),是高中學(xué)習(xí)的重要生長點(diǎn)。一氧化碳的性質(zhì)不難理解,又有氫氣、二氧化碳的性質(zhì)作對(duì)比、鋪墊,學(xué)習(xí)難度不大,有利于學(xué)生探究。內(nèi)容緊密聯(lián)系實(shí)際。此節(jié)內(nèi)容與實(shí)際生活、生產(chǎn)聯(lián)系緊密,有利于提高學(xué)生的探究興趣。同時(shí)一氧化碳是學(xué)生初中學(xué)習(xí)的第一個(gè)有毒物質(zhì),是典型的環(huán)保素材、自我保護(hù)素材。對(duì)一氧化碳的學(xué)習(xí),既可滿足九年義務(wù)教育對(duì)知識(shí)普及的要求,同時(shí)又可提高學(xué)生自我保護(hù)、環(huán)保的能力。
因此,無論從教材的位置看,是從學(xué)生的知識(shí)貯備、能力水平分析,還是從九年義務(wù)教育的需要出發(fā),一氧化碳的學(xué)習(xí)作為探究性學(xué)習(xí),內(nèi)容、難度均適合,是高中學(xué)習(xí)的生長點(diǎn)。
課堂引入指導(dǎo):
法一:通過介紹煤氣中毒,及其危害的新聞實(shí)例引入。突出認(rèn)識(shí)——實(shí)驗(yàn)——應(yīng)用(預(yù)防煤氣中毒)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。
法二:將小老鼠放入盛滿一氧化碳的鐘罩內(nèi),觀察一氧化碳的毒性,講解煤氣中毒原理及救護(hù)方法,實(shí)際救護(hù)小老鼠。從興趣出發(fā),學(xué)習(xí)一氧化碳性質(zhì)。
法三:單刀直入,碳有兩種氧化物二氧化碳和一氧化碳,分析分子式差異,推測性質(zhì),引入實(shí)驗(yàn)。
知識(shí)講解指導(dǎo):
1.以實(shí)驗(yàn)為手段,深入剖析,一氧化碳的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)(其一可燃性,其二還原性),特性(劇毒性)。
2.講解應(yīng)條理化,有層次。
3.注意對(duì)比氫氣性質(zhì)與一氧化碳性質(zhì)的異同。
教學(xué)建議
(1)突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是探究學(xué)習(xí)中的一種重要驗(yàn)證方式。本節(jié)課應(yīng)充分挖掘化學(xué)實(shí)驗(yàn)在探究學(xué)習(xí)中的功能,在學(xué)生提出假設(shè)后,通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、論證方案及實(shí)施驗(yàn)證,以形成知識(shí)。在此過程中,使學(xué)生充分體現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在學(xué)習(xí)過程中的重要作用——形成知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、驗(yàn)證假設(shè)、訓(xùn)練思維。
(2)充分體現(xiàn)主體性教育原則
無論在課的設(shè)計(jì)上,還是在課的組織上,都應(yīng)十分重視教師和學(xué)生的主體性。教師在設(shè)計(jì)課時(shí),充分發(fā)揮主體性,創(chuàng)造性地處理教材,樂在其中。學(xué)生在上課時(shí),興趣較高,積極參與,通過小組合作學(xué)習(xí),提高探究能力和創(chuàng)造力。
(3)寓德育于學(xué)科教學(xué)中
在一氧化碳教學(xué)中應(yīng)充分體現(xiàn)辯證唯物主義教育。在學(xué)生僅僅認(rèn)識(shí)CO有毒的基礎(chǔ)上,通過學(xué)習(xí)CO其它性質(zhì),并引導(dǎo)學(xué)生分析CO在實(shí)際生活、生產(chǎn)中的重要用途,使學(xué)生初步學(xué)會(huì)用辯證的、全面的認(rèn)識(shí)方法去認(rèn)識(shí)客觀事物。
(4)強(qiáng)化知識(shí)和能力的整合。
通過設(shè)計(jì)高質(zhì)量的思考題,整合知識(shí)和能力。高質(zhì)量的思考題,不僅能將課堂教學(xué)向外延伸,而且能將學(xué)生的思維水平引向一定高度。如本節(jié)課留的思考題(CO還原Fe2O3),有三個(gè)重要作用。其一是引導(dǎo)復(fù)習(xí)CO的化學(xué)性質(zhì)。其二是應(yīng)用CO的化學(xué)性質(zhì)。其三是整合實(shí)驗(yàn)裝置。將可燃性實(shí)驗(yàn)、還原性實(shí)驗(yàn)、尾氣的處理實(shí)驗(yàn)整合起來,設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置,這不僅是實(shí)驗(yàn)的整合,更是知識(shí)和能力的整合。
課程結(jié)束指導(dǎo):
1.布置學(xué)生小結(jié)一氧化碳的性質(zhì),然后再分別與氫氣、木炭等進(jìn)行對(duì)照。
2.以一氧化碳中毒的原因?yàn)閮?nèi)容,進(jìn)行討論,著重在如何預(yù)防一氧化碳中毒和中毒后的處理措施。
3.辯證認(rèn)識(shí)一氧化碳,了解一氧化碳的重要用途。
一氧化碳中毒及其救治
教學(xué)設(shè)計(jì)方案一
一氧化碳的性質(zhì):
從CO和的化學(xué)式可以看出:CO分子比分子少1個(gè)氧原子。由于分子構(gòu)成的不同,兩者的性質(zhì)有很大的差別。(結(jié)構(gòu)決定性質(zhì))。
【指導(dǎo)閱讀】閱讀97頁第1自然段(注意與物理性質(zhì)的比較)。
1.物理性質(zhì):CO是無色無氣味的氣體,密度比空氣略小,難溶于水。
提問:制取CO氣體時(shí)應(yīng)如何收集?
歸納:不宜用排空氣法收集,因CO的密度與空氣的密度很接近,而且有劇毒。應(yīng)采用排水法收集。
2.化學(xué)性質(zhì):
(1)一氧化碳的可燃性:
現(xiàn)象:發(fā)出藍(lán)色火焰、放熱。
特別指出:和其他可燃?xì)怏w一樣,點(diǎn)燃CO之前必須先驗(yàn)純。
提問:為什么要驗(yàn)純?怎樣驗(yàn)純?
明確:若CO不純,點(diǎn)燃時(shí)可能發(fā)生爆炸,因CO的爆炸極限是12.5%~74%。驗(yàn)純的方法同氫氣的驗(yàn)純。
講述:煤爐里煤層上方的藍(lán)色火焰就是CO在燃燒時(shí)所產(chǎn)生的。(引導(dǎo)學(xué)生看圖課本第97頁5-22)。水煤氣是CO和的混合氣。
引導(dǎo)回憶:不僅能與氧氣反應(yīng),還能奪取某些氧化物中的氧,如氫氣還原氧化銅。
設(shè)問:CO是否也能奪取某些氧化物中的氧元素?
演示:
指導(dǎo)學(xué)生思考:①實(shí)驗(yàn)的儀器、藥品有哪些?②課本上圖5-23、圖5-13、圖5-18有什么明顯區(qū)別?③主要操作步驟有哪些?
要求學(xué)生觀察:①玻璃管中發(fā)生了什么變化?②澄清石灰水溶液中產(chǎn)生了什么現(xiàn)象?
讓學(xué)生分析有關(guān)現(xiàn)象得出正確結(jié)論。
歸納并出示小黑板:
藥品:CO、CuO、溶液。
儀器:鐵架臺(tái)、玻璃管、單孔橡皮塞、雙孔橡皮塞、酒精燈、導(dǎo)管、細(xì)口瓶、氣球。
步驟:
①先通一會(huì)兒CO氣體;(為什么?)
②點(diǎn)燃酒精燈加熱;
③停止加熱;
④處理收集到的尾氣。
現(xiàn)象:玻璃管中黑色固體變?yōu)楣饬恋募t色固體;澄清石灰水變渾濁。
結(jié)論:CO使CuO還原成Cu,同時(shí)生成。在該反應(yīng)中,CO是還原劑,表現(xiàn)出還原性。
(2)一氧化碳的還原性:
強(qiáng)調(diào):
①CO必須干燥、純凈。這樣有利于反應(yīng)的進(jìn)行,也避免了實(shí)驗(yàn)事故的發(fā)生。
②增加尾氣收集裝置是十分必要的。因從導(dǎo)管進(jìn)入細(xì)口瓶的氣體中或多或少含有CO,而CO不允許直接排放到空氣中。
③尾氣的處理方法不是唯一的,課本99頁圖給出了處理尾氣的另一種方法。
提問:還原CuO、C還原CuO、CO不原CuO,三個(gè)反應(yīng)有何異同點(diǎn)?
歸納:①反應(yīng)CuO中均為氧化劑,、C、CO分別作還原劑。②前兩個(gè)反應(yīng)屬置換反應(yīng),最后一個(gè)不是。
討論:CO有哪些重要用途?(提示:性質(zhì)決定用途)
歸納并板書:
①作氣體燃料;
②作冶金工業(yè)上的還原劑。
高爐煉鐵的化學(xué)反應(yīng)原理是:
討論:如何實(shí)現(xiàn)CO和CO2之間的相互轉(zhuǎn)變?
歸納并板書:與CO之間的互相轉(zhuǎn)變。
提問:煤氣中毒是怎么回事?
講解:煤氣的主要成分是CO,煤氣中毒就是CO中毒。因?yàn)镃O能跟血液里的血紅蛋白結(jié)合,使血紅蛋白的輸氧功能受到破壞,從而導(dǎo)致體內(nèi)缺氧,產(chǎn)生頭痛、昏迷,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生死亡。
3.CO的毒性:
CO劇毒??!使用時(shí)必須注意安全。
討論:如何防止CO中毒?
講解:使用時(shí)應(yīng)注意通風(fēng)、排氣。在液化煤氣中添加具有特殊氣味的物質(zhì)能幫助人們判斷是否發(fā)生了煤氣泄漏,避免中毒、爆炸事故的發(fā)生。
提問:空氣中有無CO氣體呢?如果有,會(huì)產(chǎn)生怎樣的危害性?
閱讀:99頁中間部分。
明確:①空氣中氣體污染物有CO、、等。②CO主要來自汽車排放的尾氣等。③空氣污染的危害性極大,直接威脅人類的生存。
4.CO對(duì)空氣的污染。
CO危害嚴(yán)重!造成環(huán)境污染有很多人為的因素。每個(gè)人都應(yīng)增強(qiáng)環(huán)保意識(shí),保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案二
教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):
1.CO化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的組合設(shè)計(jì)和實(shí)施。
2.使用CO時(shí)的防毒意識(shí)和處理手段。
教學(xué)過程:
引入:通過回憶、對(duì)比、觀察、閱讀,初步認(rèn)識(shí)CO的主要性質(zhì)。
[講解]CO和CO2都是碳家族的氧化物,CO2在前面剛剛學(xué)過,利用對(duì)比和觀察法來初步認(rèn)識(shí)CO。
[展示]CO、CO2樣品(CO的貯氣瓶內(nèi)有水)
[引導(dǎo)]學(xué)生觀察實(shí)物、快速閱讀教材、討論發(fā)言、填表記錄。
學(xué)生:回憶已有的CO2知識(shí)、觀察實(shí)物、閱讀教材、師生對(duì)話、填表、對(duì)比CO2認(rèn)識(shí)CO
展開:
提出探究問題:如何用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證CO的化學(xué)性質(zhì)?
(明確CO的化學(xué)性質(zhì):可燃性、還原性、不與石灰水等堿液反應(yīng)。)
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:分組設(shè)計(jì)、討論,教師巡視、參與討論、協(xié)助解決疑難問題、了解設(shè)計(jì)思路。
分組討論、可用三個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證,也可用一個(gè)實(shí)驗(yàn)全解決。
l三個(gè)實(shí)驗(yàn)分別考慮時(shí),可參考H2、CO2的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),但要考慮CO的毒性改造裝置,通過改造形成初步設(shè)計(jì)。
可燃性:改H2燃燒裝置,倒扣燒杯內(nèi)壁涂石灰水
還原性:改H2還原CuO的裝置
1.普通試管改成雙通試管
2.加尾氣中CO2的檢驗(yàn)、除去裝置(石灰水洗氣瓶)
3.加尾氣中CO的處理裝置(酒精燈點(diǎn)燃)
不與石灰水反應(yīng):改CO2與石灰水反應(yīng)的裝置:在盛石灰水的試管口加雙孔塞,加一尖嘴導(dǎo)管點(diǎn)燃CO。
l設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),實(shí)驗(yàn)順序?yàn)椋合葯z驗(yàn)不與石灰水反應(yīng)裝置、干燥CO裝置、還原CuO裝置、檢驗(yàn)CO2的生成并除尾氣中的CO2裝置、最后點(diǎn)燃CO并檢驗(yàn)CO2的生成裝置。
組織交流:強(qiáng)調(diào)CO的毒性,討論防毒的幾種辦法,強(qiáng)化環(huán)保意識(shí)。特別是檢驗(yàn)還原性、與堿液反應(yīng)情況時(shí)要考慮CO的吸收和處理。
l每個(gè)小組選代表展示本組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、說明設(shè)計(jì)意圖。
l其他同學(xué)質(zhì)疑。
l充分討論后組內(nèi)再修改方案。
CO尾氣處理的主要方法:
1.點(diǎn)燃(無CO2)
2.回收
實(shí)施方案:
l首先組織同學(xué)討論實(shí)驗(yàn)步驟(一個(gè)實(shí)驗(yàn)組),再次強(qiáng)化防毒意識(shí),確保實(shí)驗(yàn)成功;
l然后協(xié)助代表組實(shí)驗(yàn);
l提醒其他組記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
l選出一組代表(設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)的小組代表)
l討論實(shí)驗(yàn)步驟
1.連接儀器(連)
2.檢查氣密性(查)
3.裝藥品(裝)
4.通CO氣體(通),立即點(diǎn)燃尾氣(點(diǎn))
5.加熱氧化銅(點(diǎn))
6.先停止加熱(滅)、再停止通氣,停止點(diǎn)燃尾氣(停)
l在教師監(jiān)控下、在毒氣柜內(nèi)實(shí)驗(yàn)。
l其他小組同學(xué)觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
總結(jié):
l引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)
驗(yàn)基礎(chǔ)上形成知識(shí),明確物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)源于化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
l同時(shí)第三次強(qiáng)
調(diào)在實(shí)驗(yàn)室使用CO時(shí)自我保護(hù)、環(huán)境保護(hù)的意識(shí)和方法。
小組討論、自愿發(fā)言
l總結(jié)CO的化學(xué)性質(zhì):
1.可燃性
2.還原性
3.不與石灰水等堿液反應(yīng)
l總結(jié)毒性
在實(shí)驗(yàn)室使用CO時(shí)注意通風(fēng)、尾氣吸收或處理、操作要得當(dāng),一定要注意自身安全、注意環(huán)境保護(hù)。
結(jié)束:討論CO在實(shí)際生活生產(chǎn)中的產(chǎn)生、應(yīng)用、尾氣處理等問題
引導(dǎo)學(xué)生討論思考題,了解實(shí)際生活生產(chǎn)中CO的產(chǎn)生、防毒與中毒處理、用途,形成對(duì)CO全面、辯證的認(rèn)識(shí)。
思考、討論、發(fā)言、答題
l討論課上思考題
1.冬天用煤火取暖,使用不當(dāng)會(huì)發(fā)生煤氣中毒,為了防止中毒,在爐子上放一盆水,管用嗎?
2.冬天,在已發(fā)動(dòng)但未行駛的小轎車中取暖,引起汽車尾氣中毒,如何處理?。
3.鋼鐵廠利用大量的煤不完全燃燒產(chǎn)生的CO還原氧化鐵煉鐵,會(huì)給周邊環(huán)境造成污染嗎?
l形成認(rèn)識(shí):
1.CO有毒。利用其性質(zhì)考慮處理CO,防止環(huán)境污染、防止中毒的正確方法。
2.合理使用CO,不會(huì)引起中毒。
3.CO有用。可用作氣體燃料、冶煉金屬。
引導(dǎo)學(xué)生通過上網(wǎng)、查閱資料、訪談等方法,了解身邊的化學(xué),應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。
l記錄課后思考題:調(diào)查你身
邊產(chǎn)生CO較多的地方,了解或設(shè)想處理方法。
課后進(jìn)行調(diào)查、寫出調(diào)查報(bào)告、全班展示交流
探究活動(dòng)
1.煤氣廠為什么常在家用煤氣(含一氧化碳)中摻入微量具有難聞氣味的氣體?如發(fā)生煤氣泄漏應(yīng)當(dāng)怎么辦?