化學工業，由于生產上的特點，火災、爆炸的危險性以及環境污染的問題甚于其他企業，一旦發生，極易造成人員的重大傷亡和財產損失。因此，化工設計中的安全防火和環境保護是必須高度重視的。

　　1.火災和爆炸的形成，與可燃物的燃點、自燃點和閃點密切有關。

　　燃點：燃點是可燃物質受熱發生自燃的最低溫度。自燃點：物質的自燃點越低，發生起火的危險性越大，一般壓力愈高，自燃點愈低。閃點：閃點是易燃與可燃液體揮發出的蒸氣與空氣形成混合物后，遇火源發生內燃的最低溫度。

　　火災發生必須具備的三個條件：

　　⑴ 有可燃物質存在

　　⑵有助燃物質存在，通常的助燃物質有空氣、氯、氧等

　　⑶有導致燃燒的能源，即點火源，如撞擊、摩擦、明火、高溫表面、發熱自燃、絕熱壓縮、電火花、光和射線等。

　　2. 化工生產的防火防爆

　　⑴ 發生火災與爆炸的主要原因，發生火災與爆炸的原因很復雜，一般可歸納為以下幾點。

　　a.外界的原因，如明火、電火花、靜電放電、雷擊等

　　b.物質的化學性質，如可燃物質溫度達到自燃點，危險物品的相互作用，物料遇熱或受光照

　　c.生產過程和設備在設計上或管理上的原因，如設計錯誤，不符合防火或防爆要求；設備缺少適當的安全防護裝置，密閉不良引起可燃氣體或可燃液體大量外漏；操作時違反安全技術規程；生產用設備以及通風、照明設備失修與使用不當等。

　　d.生產場所形成爆炸性氣體混合物或粉塵爆炸性混合物，又有火源即發生爆炸，這是比較常見的爆炸發生的原因。

　　⑵ 防火防爆的基本原理與思路

　　引發火災的條件是：可燃物、氧化劑和點火源同時存在，相互作用。引發爆炸的條件是：爆炸品或者是可燃物與空氣的混合物與引爆能源同時存在，相互作用。如果采取措施避免或者消除上述條件，就可以防止火災或爆炸事故的發生，這就是防火防爆的基本原理。

　　在制定防火防爆措施時，可以從以下四個方面來考慮：

　　a.預防性措施。這是最理想、最重要的措施，其基本點是使可燃物、氧化劑與點火源沒有結合的機會，從根本上杜絕著火的可能性。

　　b.限制性措施。這是指在一旦發生火災爆炸事故時，能夠起到限制其蔓延、擴大作用的措施。如在設備上或者在生產系統中安裝阻火、泄壓裝置，在建筑物中設置防火墻等，采取限制性措施能夠有效地減少事故損失。

　　c.消防措施。按照法規或規范的要求，采取消防措施。一旦火災初起，就能夠將其撲滅，避免發展成大的火災。

　　d.疏散性措施。預先設置安全出口及安全通道，一旦發生火災爆炸事故時，能夠迅速將人員或者重要物資撤離危險區域，以減少損失。

　　⑶ 化工設計中應考慮的防火防爆措施

　　a.工藝設計。

　　在工藝設計中需要考慮防火防爆的方面很多的，在選擇工藝操作條件時，對氧化反應，在原料配比上要避免可燃氣體或可燃液體蒸氣與空氣混合物落入爆炸極限范圍內；需要使用溶劑時，在工藝允許的前提下，設計上應盡量選用火災危險性小的溶劑；使用的熱源盡量不用明火，而用蒸氣或熔鹽加熱；在易燃、易爆車間設置氮氣貯罐，用氮氣作為事故發生時的安全用氣，并設有備用的氮氣吹掃管線。

　　b.建筑設計。

　　建筑設計必須遵守國家制定的“建筑設計防火規范”。建筑設計防火防爆可從兩方面解決。

　　一方面是合理的布局廠房的平面和空間，消除爆炸可能產生的因素，縮小爆炸的范圍，保證人員的安全疏散。在這一方面，“建筑設計防火規范”有許多具體規定，設計人員必須嚴格遵守。

　　另一方面是要從建筑結構和建筑材料上保證建筑物的安全，減輕建筑物在爆炸時所受的損害。

　　c.根據所設計的裝置的爆炸危險性選用相應等級的電氣設備、照明燈具和儀表。所有能產生火花的電器開關等均應與防爆車間隔離。

　　要防止靜電放電現象的發生，在化工車間中，傳動帶的傳動，流體在管路中的流動均能產生靜電，因此在金屬設備及管道上均應設置可靠的接地。防爆車間應裝設避雷針。

　　d.從通風上要保證易爆易燃氣體和粉塵迅速排除，保證在爆炸極限以外的濃度下操作；設備布置上要避免在車間中形成死角以防爆炸性氣體和粉塵的積累；產生爆炸性物質的設備應有良好的密閉性，使爆炸性物質不致散發或流失到車間去。

　　⑷ 防火防爆安全裝置

　　為了阻止火災、爆炸的蔓延和擴展，減少其破壞作用，阻火設備、防爆泄壓設施、安全連鎖裝置等防火防爆安全裝置是工藝設備不可缺少的部件或元件。選用得當時，防火防爆作用十分顯著。

　　①阻火裝置

　　a.阻火器。阻火器是利用管子直徑或流通孔隙減小到一定程度，火焰就不能蔓延的原理制成的。阻火器常用在容易引起火災爆炸的高熱設備和輸送可燃、易燃液體、蒸氣的管線之間，以及可燃氣體、易燃液體的容器及管道、設備的排氣管上。

　　b.安全液封。安全液封是一種濕式阻火裝置，其原理是使具有一定高度、由不燃液體組成的液柱穩定存在于進、出口之間。在液封兩側的任一側著火，火焰將在液封處熄滅，從而阻止火勢蔓延。安全液封有開敞式和封閉式兩種。

　　c.水封井。其阻火原理與安全液封相似，是安全液封的一種。水封井通常設在有可燃氣體、易燃液體蒸氣或油污的污水管網上，用以防止燃燒或爆炸沿污水管網蔓延擴展。

　　d.阻火閘門。阻火閘門是為防止火焰沿通風管道蔓延而設置的阻火裝置。有跌落式自動阻火閥門和手動式多種。跌落式自動阻火閘門是易熔元件熔斷后，閘板由于自身重力自動跌落而將管道封閉。手動阻火閘門多安裝在操作崗位附近，以便于控制。

　　e.火星滅火器。火星滅火器又稱防火帽，其原理是因容積或行程改變，使火星的流速下降或行程延長而自行冷卻熄滅，致使火星顆粒沉降而消除火災危險。通常安裝在能產生火星的設備的排空系統上，如汽車等機動車輛發動機的排氣口處。

　　f.單向閥。單向閥又稱止逆閥、止回閥，其作用是使流體單向通過，遇有回流即自行關閉。常用于防止高壓物料沖入低壓系統，如液化石油氣瓶的調壓閥就是單向閥的一種。

　　②.泄壓裝置

　　a.安全閥。安全閥用于防止設備或容器內壓力過高引起爆炸。當系統內壓力高出設備壓力開啟泄壓，在壓力降到正常工作值后能自動復位。安全閥通常安裝在不正常條件可能超壓甚至破裂的設備或機械上。常用安全閥有重力式、杠桿式和彈簧式三種類型。

　　b.防爆片。防爆片又稱爆破片、防爆膜、泄壓膜，是在壓力突然升高時能自動破裂泄壓的一次性安全裝置，由具有一定厚度和面積的片狀脆性材料制成。通常安裝在含有可燃氣體、蒸汽或粉塵等物料的密閉壓力容器或管道上，當設備或管道內壓力突然上升超過設計值時，防爆片作為薄弱環節首先自動爆破泄壓，從而保證設備主體安全。

　　c.泄爆門（窗）。泄爆門又稱防爆門、泄爆窗，泄爆門通常安裝在燃油、燃氣和燃煤粉的加熱爐燃燒室外壁上，是爆炸時能夠掀開泄壓、保護設備完整的防爆安全裝置。為了防止燃燒氣體噴出傷人或掀開的蓋子傷人，泄爆門（窗）應設置在人們不常到的地方，高度不應低于2m，并應定期檢修。

　　d.放空（閥）管。放空管是一種管式排放泄壓安全裝置，又稱排氣管。一種是排放正常生產的廢氣，另一種是發生事故時，將受壓設備內氣體緊急防空的裝置。放空管一般應安設在設備或容器的頂部，室內設備安設的放空管應引出室外，其管口要高于附近有人操作的最高設備2m以上。對經常排放有燃燒爆炸危險的氣態物質的放空閥，管口附近還應設置阻火器。

　　3.防毒與環境保護

　　⑴.化學工業中常見的一些環境污染物有：汞、氰、酚、砷、芳烴及其衍生物、飽和烴和不飽和烴及其衍生物、醇、二氧化硫、酸、堿等。它們都是污染環境，損害人體健康。

　　⑵設計工作中防毒與環境保護方面的考慮 首先，工藝設計中應盡量選用無毒或低毒的原料路線，對同一產品，如果存在兩條或兩條以上原料路線的話，在經濟上合理，工藝上可行的前提下，應盡量采用無毒或低毒的原料路線。選用催化劑時，在催化劑活性差別不大的前提下，應盡量采用無毒或低毒催化劑。采用閉環工藝過程也是一種辦法，有些原料或中間產物是有毒的，但它們的某些制成品卻是無毒的，設計上如采用閉環工藝，有毒的原料和中間產物在系統內循環，只有無毒制成品出生產系統，則可大大減少污染。工藝上還應考慮綜合利用，把生產過程中生產的副產物加以回收，不僅可以增加經濟效益，還可減少污染。

　　⑶.

　　①.煙塵治理技術：a.重力除塵 b.慣性除塵 c.離心除塵

　　②.有害氣體的治理技術：a.吸收法 b.吸附法 c.燃燒法 d.催化轉化法 e.冷凝法

　　③.水體污染治理技術

　　物理處理法：a.篩濾法 b.重力法 c.離心法

　　化學處理法：a.中和法 b.混凝沉淀法 c.吸附法 d.離子交換法

　　生物化學處理法：a.好氧生物處理法 b.厭氧生物處理法

　　膜處理方法：膜處理法是利用膜的孔徑及膜材料的特性選擇性節流水的顆粒物的一種很有前途水處理方法。比如利用超濾膜、反滲透膜、超濾膜進行染料脫鹽，海水淡化及污水處理。