静电对化工生产的危害及预防措施
静电对化工生产的危害及预防措施
静电是一种生产和生活中常见的现象, 静电可以用来为我们的物质文明和精神文明建设服务，但静电也常常给我们的生产和生活带来很多麻烦．有时, 它使人遭到电击; 有时, 它严重影响正常工作; 更有甚者, 它可能引起火灾和爆炸事故．为此, 笔者介绍以下常用的静电防护措施。
一、接地
所谓接地, 一般是指把金属导体与大地连接, 使它和大地等电势．静电接地有直接接地和高阻接地之分．前者是金属性接地，用来清除静电导体上的静电，这是清除导体上静电普遍采取的安全化方法．后者是带有兆欧级电阻的接地，用来清除静电亚导体或静电绝缘体上的静电。
许多液体和粉末是电的不良导体, 运动的液体、粉末和管壁(或容器壁) 摩擦很容易积累静电．因此，凡是用来加工、储存、运输各种易燃液体、易燃气体和粉末的设备都必须接地，以消除其上可能积累的电荷．厂房内的各种管道和设备相距10cm 以内时，应当互相连起来，并予以接地，以免它们之间由于静电积累而引起的不同的电势造成放电．油罐车行驶中为了防止因燃油和油罐摩擦撞击而积累静电，须用一条铁链保持接地．对有静电危险的装料或卸料作业，在作业前应将有关金属部件连成整体并予以接地，作业终止时应经过适当静置时间，方可拆去接地线。 在有可燃性气体蒸气或悬浮粉尘等有爆炸危险的场所, 采用导电性良好的地面（地板、地毯、涂料等），其导电覆盖层可以使地板上的人或物体所带的电荷能很快地泄露到大地中, 以防止出现过高的静电电压．这也属于静电接地措施．应当注意，对于导体上的感应静电，接地只能消除部分静电．如图１所示，接地后，Ｂ端电荷消失，Ａ端电荷依然存在。
二、增湿
在温度较高时，绝缘体表面形成水膜，水膜能溶解电解质和
杂质，有较好的导电性．也就是说，水膜能使绝缘体表面电阻大大降低，有助于静电泄露．通常采取向现场喷送温度较高的高湿度空气、挂湿布条、地面洒水等方法．增湿对于表面容易形成水膜的纸张、橡胶、醋酸纤维等是有效的，而对于表面不能形成水膜的纯涤纶、聚四氟乙烯等是无效的．对于悬浮粉末或孤立绝缘体，虽能形成水膜，但因没有泄露途径而不能消除静电。
三、添加抗静电剂
抗静电剂一般是指具有较好导电性或较强吸湿性的化学药剂．在容易产生静电的高绝缘材料中，如果加入微量的抗静电剂，就能降低其电阻率，有利于静电的消除。
四、屏蔽
所谓屏蔽是用封闭或几乎封闭的金属壳将绝缘体包围起来，金属壳必须接地．这样即可以防止绝缘体与其它导体放电，又能抑制静电产生，达到限制绝缘体电势的目的和防止静电感应的作用．金属壳可用金属膜、金属网等导电材料或金属丝绕制而成。
五、静电中和器
静电中和器又叫静电消除器，它能产生电子和离子．因此，带电体吸引电性相反的电荷将本身电荷中和，从而消除静电的危险．按其工作原理可分为感应式、高压式和放射式。
1．感应式中和器
如图2所示，放电针尖端在带电体感应下出现异性电荷，当空间场强超过25～30k Ｖ／cm 时，空气被电离，形成电晕放电．异性离子在电场作用下向带电体运动，于是带电体上的电荷得到中和．例如，从身上急速脱下的化纤衣服带静电后，其纤维是立起的，若拿一只大头针接近，可发现纤维下垂，这就是静电中和现象．还有，武当山天柱峰的金顶是一个全金属的古建筑物，数百年来，周围的人们在雷雨天能看到金顶尖端部位冒“火”，但金顶却安然无恙．这种现象的实质是金顶在带电云层感应下发生的电晕放电中和现象．感应式中和器不需要外加电源，其结构简单，易于制作和安装，可用于石油、化工、橡胶、纺织、造纸等行业。
2．高压式中和器
如图3所示，高压式中和器主要有高压源、放电针、接地极等组成．由于高压源的作用，放电针和接地极之间产生强电场，并发生电晕放电．带电离子在电场作用下定向移动去中和带电体上的电荷，从而消除静电． 高压式中和器消除静电作用强，消除静电比较彻底．但一般结构的高压式中和器有火花放电的危险，故不能用于有爆炸危险的环境。
3．放射线式中和器
这种中和器主要由微量放射性元素和屏蔽框组成．α、β射线能使空气电离，因此，将屏蔽框开口对着带电体，并接近到一定距离就可以起到消除静电的作用．由于它可能产生放射性的污染，所以应用不多。
六、思考与练习
在化学工业和食品工业生产中, 液体和粉末通过管道输送时, 由于与管壁的摩擦而产生静电, 许多液体和粉末是不良导体, 它们长时间地保持着大量电荷, 与管壁之间的电压可高达几万伏, 如果发生突然的放电, 就会产生电火花引发火灾, 如图4所示的装置中用聚苯乙烯小球仿真管道中流动的粉末上的电荷积累情况, 并用以研究如下可能因素对电荷积累多少的影响:小球的速度, 管道的长度, 在贮存管道中搅动小球, 把导电的添加剂与小球混合, 等等。