化學(xué)品儲存柜到底是否需要接地和通風(fēng)？

這幾年由于國內(nèi)要求化學(xué)品儲存柜引至尾氣處理系統(tǒng)，因此很多企業(yè)實驗室中的化學(xué)品儲存柜將通風(fēng)系統(tǒng)引至如活性炭吸附裝置或者噴淋塔進(jìn)行VOCs處理。本文通過相關(guān)事故案例及全球常用儲存柜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，試圖探討以下三個方面問題。

一、事故案例

案例1：

歐洲一家公司實驗室使用儲存柜存放易燃液體，易燃液體存放在安全罐及圓底燒瓶中，之前使用了很多年未出現(xiàn)安全事故。在儲存柜一直未打開約一周后，儲存柜發(fā)生了爆炸，導(dǎo)致儲存柜及實驗室地面嚴(yán)重破壞，并引起火災(zāi)。事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)很可能是其中一個燒瓶中產(chǎn)生的壓力將塞子頂出后，易燃液體揮發(fā)，在儲存柜內(nèi)形成爆炸性環(huán)境被點(diǎn)燃后發(fā)生爆炸。

事故教訓(xùn)：

案例2：

美國一家工廠操作人員在儲存柜中進(jìn)行分裝時，液體溢出到容器表面，操作人員在擦拭表面溢出的液體時產(chǎn)生靜電從而導(dǎo)致爆炸。事故導(dǎo)致1人死亡及10人受傷。

事故教訓(xùn)：易燃液體儲存柜靜電接地可以有效預(yù)防此類事故的發(fā)生，特別是對于有分裝操作的儲存柜。

二、儲存柜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

目前儲存柜相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要有以下四個標(biāo)準(zhǔn)。

1.  美國消防協(xié)會-NFPA30(2021)：易燃和可燃液體規(guī)范

2.  歐洲標(biāo)準(zhǔn)-EN14470-1(2004)：易燃液體安全儲存柜

3.  美國法特瑞互助保險公司(FM Global)標(biāo)準(zhǔn)-FM6050(2016)：易燃液體儲存柜認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

4.  美國保險商實驗室公司(Underwriters Laboratories) UL1275(2021)：易燃液體儲存柜安全標(biāo)準(zhǔn)

5.  除了上述四個常用標(biāo)準(zhǔn)外，其它一些國家也有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，如澳大利亞的標(biāo)準(zhǔn)AS/NZS2243.10(2004)：實驗室安全-化學(xué)品儲存。

我國從國家層面并未制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)(如GB標(biāo)準(zhǔn)), 但一些地方出臺了當(dāng)?shù)氐膬Υ婀褚?，如蘇州市危險化學(xué)品儲存專用柜安全管理指南、無錫地標(biāo)DB3202T/1023-2021危險化學(xué)品中間儲存設(shè)施安全管理規(guī)范。本文將基于以上5個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)問題探討。在探討相關(guān)問題前先明確儲存柜的使用目的和分類。

三、儲存柜的目的

儲存柜總體來講有如下四個用途或者目的：

1.  防止存放的化學(xué)品外力損壞。

2.  將不相容的化學(xué)品分開存放。

3.  泄漏后可以收集。

4.  著火時，有一定的耐火等級(至少10分鐘)從而允許人員撤離或者使用滅火設(shè)施。

根據(jù)FM6050和UL1275標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，發(fā)生火災(zāi)時儲存柜可以保護(hù)存放的物質(zhì)至少10分鐘，人員可以撤離并啟動應(yīng)急響應(yīng)程序。根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)-EN14470-1，基于耐火時間不同，分為F15，F30, F60, F90四類。由于發(fā)生火災(zāi)時，存在很多不確定因素(10分鐘是否所有人員可以安全撤離并進(jìn)行滅火)，因此增加儲存柜的耐火時間可以提供更多的撤離及響應(yīng)時間。

備注：F15代表耐火時間15分鐘，以此類推。

四、儲存柜分類

根據(jù)儲存物質(zhì)的性質(zhì)不同，常用到的儲存柜有

五、問題討論

1. 儲存柜到底是否需要靜電接地？

·         NFPA30中并未明確說明儲存柜是否需要靜電接地，只是在6.5.4.2中要求所有金屬設(shè)備(如儲罐、機(jī)器、管道)可能出現(xiàn)可以被點(diǎn)燃的混合物時需要靜電接地與跨接。

·         FM6050及UL1275中規(guī)定金屬的儲存柜需要在儲存柜外面留有接地點(diǎn)用于靜電接地。

·         歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN14470-1及澳大利亞的標(biāo)準(zhǔn)AS/NZS2243.10-并未規(guī)定靜電接地要求。

·         綜上所述，雖然NFAP30/ EN14470-1/ AS/NZS2243.10標(biāo)準(zhǔn)中并未明確規(guī)定靜電接地要求，但從上述兩個事故案例給我們的啟發(fā)可以看出易燃液體儲存柜靜電接地從安全角度是很重要的措施。

2. 儲存柜到底是否需要通風(fēng)？從安全風(fēng)險角度，儲存柜到底是否需要通風(fēng)？幾個常用標(biāo)準(zhǔn)中給出如下解釋。

·         基于儲存柜的目的-4(著火時，耐火等級至少達(dá)到10分鐘從而允許人員撤離或者使用滅火設(shè)施), NFPA30規(guī)定儲存柜不能通風(fēng)，但是同時說明如里需要通風(fēng)(如監(jiān)管部門要求)，需要排至室外安全地點(diǎn)或者引至VOC處理系統(tǒng)，但是不應(yīng)影響儲存柜防火性能。

·         EN14470-1中卻明確規(guī)定儲存柜應(yīng)配備進(jìn)風(fēng)口及排風(fēng)口，從而可以引至尾氣處理系統(tǒng)，并且同時規(guī)定通風(fēng)系統(tǒng)至少滿足10次/小時的換氣次數(shù)。同時要求儲存柜進(jìn)風(fēng)口及排風(fēng)口在溫度達(dá)到70±10℃時可以自動關(guān)閉。

·         FM6050雖未明確規(guī)定通風(fēng)要求，但是規(guī)定儲存柜的檢測需要根據(jù)EN14470-1進(jìn)行(包括通風(fēng)系統(tǒng))。

·         UL1275只是規(guī)定儲存柜需要配備通風(fēng)接口。

·         澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)AS/NZS 2243.10中規(guī)定通常情況下不需要通風(fēng)，除非需要用于風(fēng)險控制措施。如果通風(fēng)用于風(fēng)險控制措施(如用于揮發(fā)性物質(zhì)、劇毒物質(zhì)或者腐蝕性物質(zhì))，則需要排至室外安全地點(diǎn)。風(fēng)管需要與儲存柜具有一樣的耐火等級。此外，每個儲存柜需要單獨(dú)通風(fēng)以防止互串及火災(zāi)擴(kuò)大。

綜上所述，歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN14470-1及澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)AS/NZS 2243.10明確規(guī)定(或者某種條件下)需要有通風(fēng)系統(tǒng)以控制儲存柜內(nèi)化學(xué)品泄漏后帶來的風(fēng)險。NFPA30從防火角度發(fā)出規(guī)定不能通風(fēng)。有如此差異的一個很大原因是成本。如果同時滿足通風(fēng)和防火要求，則此類防火柜通常很貴。如果我們從風(fēng)險控制角度來看，第1個事故案例可以看出如果儲存柜具備有效的通風(fēng)系統(tǒng)，則可以防止易燃液體儲存柜發(fā)生著火爆炸。因此，個人認(rèn)為是否需要通風(fēng)應(yīng)該基于風(fēng)險判斷，如對于易燃液體及高揮發(fā)性的有毒/腐蝕性物質(zhì)最好配備有效的通風(fēng)系統(tǒng)，并作為重要的控制措施進(jìn)行管理。3. 儲存柜使用過程中常見問題由于目前國內(nèi)要求儲存柜接至尾氣處理系統(tǒng)，因此很多企業(yè)實驗室中的儲存柜將通風(fēng)系統(tǒng)引至如活性炭吸附裝置或者噴淋塔進(jìn)行VOCs處理。但是同時也帶來了以下幾個典型風(fēng)險。

·         幾個儲存柜風(fēng)管連接至總管后進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)，但未考慮回火及互串風(fēng)險。

·         風(fēng)管大多數(shù)為非金屬材質(zhì)(如PP管道)，導(dǎo)致耐火等級不夠且?guī)盱o電風(fēng)險。

·         雖然有通風(fēng)系統(tǒng)，但通風(fēng)系統(tǒng)效果較差，打開后仍然有強(qiáng)烈的味道，并未進(jìn)行很好的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計與計算。

·         存放不規(guī)范，未考慮化學(xué)品之間的不相容性。

總結(jié)

1. 化學(xué)品儲存柜使用管理過程中需要系統(tǒng)性的策略，在考慮尾氣處理的同時需要考慮帶來的新的安全風(fēng)險。

2. 存放易燃液體的儲存柜盡可能的進(jìn)行靜電接地，其它類別的儲存柜從風(fēng)險角度可以不考慮靜電接地。

3. 對于高揮發(fā)性的有毒和腐蝕性物質(zhì)建議采用通風(fēng)系統(tǒng)作為風(fēng)險控制措施以防止泄漏后形成爆炸性環(huán)境及人員暴露風(fēng)險。

4. 通風(fēng)系統(tǒng)建議進(jìn)行相應(yīng)系統(tǒng)性的設(shè)計，包括風(fēng)機(jī)選型及風(fēng)量核算等。

5. 儲存柜增加通風(fēng)系統(tǒng)后需要進(jìn)行系統(tǒng)性的風(fēng)險評估以識別相關(guān)危害并控制帶來的新的風(fēng)險。