本質較安全設計

「本質較安全設計」是一種製程安全的設計理念，它主張設計者以「去除或減少製程中的危害，以提升製程本質的安全程度」。這種設計理念與傳統的理念完全不同。傳統的理念是從不探討現有製程中是否有危害存在，只是應用工程與行政管理手段由外部控制或降低系統中的風險。換句話說，傳統的作法是增加外在的安全設施，並沒有提升系統本質上的安全程度。
1978年，英國卜內門化學公司（Imperial Chemical Industries, ICI）的資深安全顧問克萊茲（Trevor A. Kletz）首先提出「以消除或降低危害，而不是以控制危害為原則」的設計理念。1990年，他又提出強化、取代、調節、簡化等本質較安全的設計策略：此後，本質較安全設計的理念開始在化工界發酵，目前，「本質較安全設計」理念不僅普遍為製程設計工程師所接受，而且被奉為創新製程設計的圭皋。
由歐美先進國家的經驗可知，實施製程安全評估只是邁向製程安全管理的第一步。雖然可以發現製程中的危害，但是仍需持續地去除危害，強化製程本質，才能降低風險。
本書文字淺顯易懂，除介紹基本觀念外，多輔以實例，盡量避免理論的探討與數學公式的演繹；因此舉凡大學工程相關科系畢業生皆可理解。本書除可提供從業工程師參考外，並可作為研究所教科書。

作者簡介

張一岑
學歷
‧美國肯塔基大學（University of Kentucky）化學博士

現職
‧國立高雄第一科技大學環安系教授

經歷
‧工業技術研究院能源與礦業研究所副所長
‧經濟部能源服務團副團長
‧美國Exxon石油公司、Bechtel工程公司高級工程師、工程督導
‧具三十年國內外化工製程、能源節約、廢棄物處理與焚化系統工程規劃、設計與研發經驗
‧美國德克薩斯州註冊化學工程師

著作
‧人因工程學
‧人因工程學〔精華版〕
‧防火與防爆
‧製程安全管理
‧化工製程安全管理
‧化工製程安全設計（合著）
‧化工製程強化
‧本質較安全設計

目 錄

序 i

Chaper 1 本質安全的基本觀念 1
1.1 危害 2
1.2 安全與風險 2
1.3 本質安全概念 4
1.4 安全工廠 4
1.5 製程安全概念 6
1.6 製程安全策略 9
1.7 本質安全指標與評估方法 10
1.8 結語 16

Chaper 2 本質較安全設計策略 23
2.1 前言 24
2.2 定義 25
2.3 設計策略 26
2.4 實踐方式 31
2.5 迷思與限制 37
2.6 結語 39

Chaper 3 強化一：觸媒 41
3.1 前言 42
3.2 奈米級形狀選擇性觸媒 44
3.3 單層觸媒或反應器 49
3.4 雙功能觸媒 54
3.5 耐磨損觸媒 55
3.6 封閉式均勻相觸媒 55
3.7 兼具吸附功能的觸媒 58
3.8 薄膜觸媒 58
3.9 乾式沸石觸媒 60
3.10 結語 60

Chaper 4 強化二：單元設備 65
4.1 前言 66
4.2 結構化填料 66
4.3 碎形分配器與蒐集器 70
4.4 熱交換器 73
4.5 混和設備 88
4.6 蒸餾 93
4.7 薄膜分離 96
4.8 結語 99

Chaper 5 強化三：替代能源 103
5.1 前言 104
5.2 微波 105
5.3 超音波 110
5.4 光 116
5.5 超重力技術 129
5.6 結語 149

Chaper 6 強化四：反應器 155
6.1 前言 156
6.2 連續式反應器 156
6.3 振盪式流動化學反應器 160
6.4 旋轉碟反應器 164
6.5 微反應器 171
6.6 毫反應器 174
6.7 結語 182

Chaper 7 強化五：製程單元整合 185
7.1 前言 186
7.2 反應與混和 187
7.3 反應與熱能交換 195
7.4 反應與分離 203
7.5 結語 216

Chaper 8 取代 221
8.1 前言 222
8.2 取代策略 222
8.3 以低危害性物質取代高危害性物質 223
8.4 應用危害性較低的製程 239
8.5 結語 250

Chaper 9 調節 253
9.1 前言 254
9.2 稀釋 254
9.3 冷凍 257
9.4 調整操作與儲存條件 260
9.5 改變固體的物理特性 269
9.6 廠址選擇與評估 272
9.7 廠區布置 275
9.8 結語 282

Chaper 10 簡化 285
10.1 前言 286
10.2 強化設備結構與材料 287
10.3 避免造成人為失誤的機會 289
10.4 避免應用複雜儀控系統 294
10.5 去除不必要的設備 295
10.6 避免修改所產生的連鎖反應 295
10.7 整合與簡化的取捨 296
10.8 其他簡化案例 298
10.9 結語 299

附錄　本質製程安全檢核表 301