氢气有没有危险?
早在十六、七世纪时,人们就发现把铁屑放在硫酸溶液中,会放出一种可以燃烧甚至爆炸的气体。当时人们称它为“可燃的空气”。尔后,通过许多实践,人们对这种气体的认识逐渐深化,知道它能在空气中燃烧,但不能帮助易燃物燃烧;它比空气软所以称之为氮气。后来人们就利用它来充装气球和飞艇。
氢是一种最轻的化学元素,在相同体积下,它的重量仅为空气的6.9%。所以氢分子运动和扩散速度比其他所有物质的分子都快。如果充装氢气的容器有缝隙时,逸出氮气的扩散速度要比其他气体快得多,一遇到火,立即就会燃烧、爆炸。因为它比空气轻,升至尖型屋顶下往往积聚不散,下部门窗的通风也不易将它驱除,同时一般建筑物的屋顶下面往往设有电气线路、照明灯具等容易发生火花的装置,氮气的积聚便增加了燃烧和爆炸的危险。
氢原子中只有一个电子,比较容易失去电子,所以化学活性较大。它在常温下,不需氧气和明火,就能和氟发生猛烈的反应而爆炸;在光的作用下,能和氯发生燃烧和爆炸;在空气中,氢气的点火能量特别低,只有0.02毫焦耳(为汽油蒸气点火能量的1/10),只要极微小的明火,例如氯纶、的确凉等衣服因摩擦而产生的静电火花,即能引起爆炸;甚至猛烈的撞击也会引起爆炸。氢在空气中燃烧时出现淡蓝色的火焰,温度很高,可达2000 ℃。在20 ℃的条件下,空气中的氢气浓度达到4.1-74.2%时,遇明火即猛烈爆炸,而且比一般易燃液体蒸气爆炸时的威力更大,所以危害性也大。
在高温条件下,氢气的化学性质就更活泼,能使许多重金属的氧化物还原成金属;还能与其他非金属化合,例如在高温、高压和催化剂作用下,氢能与氮合成氨。
人们为了便于贮运和使用,通常把氢气加压后贮存在密闭的钢瓶里。因为氢气具有易扩散,易燃烧、爆炸,燃烧温度高,爆炸威力大等特点,而且化学活性又较大,所以存在一定的危险性。在使用过程中,必须注意以下几点:
(一)用氢气进行化学反应的车间,必须符合防爆要求,通风良好,屋顶高端应有排气口,以防氢气积聚。内部存在氢气的设备和管道必须密闭,以防氢气外逸或空气侵入而引起危险。
(二)在使用氢气切割时,氮气钢瓶与明火距离不得少于10米,否则必须采取可靠的防护措施。氢气钢瓶不可靠近热源或受日光曝晒。
(三)氢气钢瓶应远避氟、氯等危险品。与氯气钢瓶等必须分库贮放。设备和管道一律按地,氢气在管道中输送时,速度一般不宜超过0.7-1米/秒,防止产生静电。
(四)氢气真空泵或压缩机使用的润滑剂,必须是不燃材料,如磷酸三甲苯酯等,普通油酯类润滑剂不能使用。
(五)液态氢的容器必须有良好的绝热装置,而且不可混
进空气,因为液态氢温度很低混入空气后凝成冰晶,沉入底部,在受到猛烈冲击时,容易发生爆炸。
(六)氢气一旦发生燃烧时,可使用水基灭火器、二氧化碳灭火器、氮气等灭火剂扑救。但重要的是立即关闭阀门,勿使氢气继续逸漏出来