王 軍,王彥淳
(1.新洋豐農(nóng)業(yè)科技股份有限公司,湖北荊門 448150;2.青島科技大學,山東青島 266001)
硫酸生產(chǎn)操作過程中存在各種安全風險,操作工需要有崗位安全風險辨識和防范安全事故的能力,要有過硬的業(yè)務(wù)技能、熟練的應(yīng)急處置能力,掌握搶救的正確方法。筆者根據(jù)硫酸生產(chǎn)實際和多年的工作經(jīng)驗,分析了硫酸生產(chǎn)過程中的主要安全風險及對策,為硫酸安全生產(chǎn)提供指導思路和管理經(jīng)驗。硫酸生產(chǎn)安全風險主要包括化學灼傷、爆炸、燙傷、機械設(shè)備傷害、車輛傷害等方面,該文進行了詳細闡述。
濃硫酸具有強氧化性和腐蝕性,與水混合會放出大量的熱,在用水稀釋硫酸時存在高溫燙傷和化學灼傷的雙重風險,因此在稀釋硫酸時要戴好防護面罩和防酸手套,防止燙傷和灼傷。另外,w(H2SO4)98%的濃硫酸相對密度為1.84,水的相對密度為1.0,硫酸比水密度大,稀釋硫酸要注酸入水,沿壁傾倒,少量多次加入,不停攪拌,防止暴沸。如果注水入酸,硫酸稀釋放出大量的熱會使表面的水迅速沸騰,混和著濃硫酸向外飛濺,造成人身傷害。
如不慎把大量硫酸噴濺到人體,要迅速脫去污染衣著,用干抹布擦去硫酸后方可用大量柔性水沖洗;若直接用水沖洗,會因硫酸遇水放出大量熱導致二次燙傷。在干吸區(qū)域或硫酸罐區(qū)要快進快出,不要長時間逗留。進入干吸區(qū)域的設(shè)備內(nèi)部要按規(guī)范穿戴勞保用品,做好防護;宜低頭作業(yè),一般不要抬頭向上看,防止酸落到面部和眼睛。應(yīng)急洗眼器要每天檢查,隨時備用。
質(zhì)量分數(shù)20%的氨水噴濺到人體,會造成輕微灼傷。一旦被氨水濺到,要屏住呼吸瞇起眼睛,迅速用大量清水沖洗,情況嚴重的送醫(yī)治療。
稀硫酸與金屬反應(yīng)生成氫氣,遇火源或者輕微能量發(fā)生氫氣爆炸。一般硫酸儲罐、干吸塔、酸冷卻器發(fā)生泄漏后,因酸冷卻器酸側(cè)壓力大于水側(cè)壓力,酸側(cè)濃硫酸進入水側(cè)循環(huán)冷卻水中產(chǎn)生稀酸,腐蝕循環(huán)水管道、硫酸冷卻器不銹鋼管束等產(chǎn)生氫氣。氫氣爆炸的危害極其嚴重,會導致嚴重的人員傷亡和設(shè)備損失。硫酸廠各塔、槽、罐動火必須做動火分析和通風置換。長時間不用的硫酸罐,產(chǎn)生氫氣的風險極高,要格外注意。酸冷卻器發(fā)生泄漏時,在酸循環(huán)泵停車而循環(huán)水系統(tǒng)不停的情況下,水壓高于酸壓,水進入酸側(cè)形成稀酸,腐蝕酸冷卻器不銹鋼管束和殼體產(chǎn)生氫氣。氫氣沿著上酸管線進入干吸塔頂部聚集,在高熱或者靜電作用下發(fā)生爆炸。硫酸循環(huán)槽停車時,如果稀釋水關(guān)閉不嚴密,水進入濃硫酸中,水與酸混合不均,局部產(chǎn)生稀酸也會腐蝕鑄鐵套管產(chǎn)生氫氣,遇到火源時也會發(fā)生循環(huán)槽爆炸。因此干吸和帶有低溫余熱的裝置循環(huán)酸泵停車必須將稀釋水徹底切斷,將水排盡,排水閥常開,開車時再關(guān)閉。
筆者曾聽聞在硫酸生產(chǎn)行業(yè)發(fā)生過2 起類似的爆炸事故,均是在濃硫酸循環(huán)泵停車的情況下,酸冷卻器已經(jīng)發(fā)生內(nèi)漏而未發(fā)現(xiàn),水側(cè)沒有泄壓導致。一次是干燥酸冷卻器內(nèi)漏導致干燥塔頂部發(fā)生爆炸,另一次是一吸塔酸冷卻器內(nèi)漏導致一吸塔頂部發(fā)生爆炸。這兩次爆炸均導致塔體破裂、塔內(nèi)件損壞的后果,因停車期間沒有人在塔上面工作,幸無人員傷亡。因此在停車情況下,酸冷卻器的水要排盡,勤檢查酸冷卻器的殼體溫度,發(fā)現(xiàn)溫度明顯上升,要立刻排查酸冷卻器是否發(fā)生泄漏。
鍋爐系統(tǒng)在出現(xiàn)以下情況時存在爆炸風險:①鍋爐嚴重超壓;②嚴重干鍋時突然大量進水;③安全閥、液位計、壓力表等安全附件失效;④壓力設(shè)備有嚴重缺陷;⑤嚴重水擊;⑥汽輪發(fā)電機組高負荷情況下突然甩負荷到零時安全閥不動作、嚴重操作失誤等。鍋爐系統(tǒng)爆炸屬于重大安全事故,絕對要禁止。
變壓器、高壓柜、開關(guān)柜等電氣設(shè)備發(fā)生短路的情況下會釋放巨大的能量,在極短時間內(nèi)產(chǎn)生的強電弧和高溫能夠熔化金屬,液態(tài)金屬的溫度高達1 000 ℃以上,人如果被高溫電弧灼傷或被熔化后的液態(tài)金屬燒傷,會對身體造成嚴重傷害甚至死亡。
電氣設(shè)備送電前要仔細檢查,落實作業(yè)票證制度;電工作業(yè)時必須嚴格遵守票證制度并有專業(yè)電工監(jiān)護。無關(guān)人員不得進入配電室。
汽輪機在嚴重超速、軸瓦斷油等的情況下會劇烈震動,輕則損壞設(shè)備重則發(fā)生設(shè)備解體,飛出的部件會擊穿建筑物,屬于重大安全風險。風機在葉片斷裂的情況下,部件會擊穿殼體飛出。大型設(shè)備要精心操作、嚴格控制工藝指標,嚴禁超速,保護系統(tǒng)要可靠,并定期進行大型設(shè)備聯(lián)鎖保護試驗。
質(zhì)量分數(shù)20%的氨水和質(zhì)量分數(shù)27%的雙氧水是常用的尾氣脫硫劑,均屬于易爆危化品。
氨水極易揮發(fā)釋放出氨氣,灼傷人的呼吸道,導致窒息。氨氣與空氣混合形成爆炸性氣體,遇明火或靜電有爆炸風險,一旦發(fā)生爆炸后果嚴重。因此,要做好安全防護,尾氣脫硫區(qū)域的設(shè)備要防爆、防靜電、防火、防雷,不得用氨水管道作為電焊導體,防止電焊作業(yè)時接地線與管道連接處產(chǎn)生火花。
雙氧水是具有爆炸性的強氧化劑,自身不燃,但能與可燃物反應(yīng)放出大量熱量和氣體而引起著火爆炸。雙氧水儲槽要采取遮陽、配備應(yīng)急池等措施,避免溫度太高。雙氧水與黑橡膠接觸后會迅速分解,放出大量的熱、氧氣和水蒸氣而導致爆炸。筆者曾遇到某公司用襯黑橡膠的儲罐儲存雙氧水發(fā)生強烈反應(yīng)冒煙的案例,通過緊急排放閥將儲罐中雙氧水排入應(yīng)急池才化解了險情。
強酸和強堿中和會發(fā)生劇烈反應(yīng),有發(fā)生爆炸的風險,中和強酸或強堿一定要分別用弱堿或弱酸,比如硫酸泄漏,用石灰中和而不用氫氧化鈉。
殺菌滅藻劑為強堿性藥劑,緩蝕阻垢劑為酸性藥劑,如果將兩種藥劑大量倒入一個密閉容器中,酸堿中和釋放大量氣體,就會發(fā)生爆炸。循環(huán)水加藥時不要把兩種藥劑混淆,要分堆存放,同時要遮陽防止暴曬,以免造成藥劑膨脹泄漏外溢后發(fā)生酸堿反應(yīng)。
干吸工序發(fā)生野蠻錯誤操作時,如向密閉濃硫酸槽中加入大量的水或者稀酸,酸稀釋過程中也會釋放大量氣體導致爆炸,硫酸和氣體噴射而出,因此要注意。筆者曾遇到過,某企業(yè)因污水儲存容量有限,強行將污水收集池的污水送入干吸地槽導致爆炸。
用于凈化稀酸硫化法脫砷的硫化鈉屬于強堿性危險化學品。硫化鈉易在空氣中潮解,不斷釋放出硫化氫氣體。硫化鈉遇酸分解,在受撞擊或高熱時會發(fā)生爆炸,產(chǎn)生易燃劇毒氣體——硫化氫。硫化鈉粉塵和空氣混合可形成爆炸性混合物。
硫化鈉應(yīng)包裝密封,與氧化劑、酸性物質(zhì)分開存放,遠離火種、熱源,保存于干燥、陰涼避光的場所。硫化鈉性質(zhì)不穩(wěn)定,不易久存,入庫后應(yīng)盡快使用,以免變質(zhì)。
硫磺在轉(zhuǎn)儲、裝卸和使用過程中,會在硫磺庫區(qū)或者作業(yè)點產(chǎn)生硫磺粉塵。硫磺粉塵爆炸極限不是固定不變的,影響因素主要有粉塵粒度、分散度、濕度、點火源的性質(zhì)、可燃氣含量、氧含量、惰性粉塵和灰分溫度等。一般來說,粉塵粒度越細、分散度越高,爆炸極限的下限就越低,極限范圍就越寬,危險性也就越大??諝庵辛蚧欠蹓m濃度爆炸下限值一般在2.3~35 g/m3,硫磺粉塵濃度達到爆炸下限值時,遇到火源即發(fā)生爆炸,存在重大爆炸風險[1]。硫磺粉塵爆炸屬于惡性重大事故,可以造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此,硫磺倉庫作業(yè)一定要規(guī)避揚塵行為,出現(xiàn)揚塵時要打開倉庫消防噴淋水增濕降塵或者停止作業(yè)。生產(chǎn)管理人員要高度重視硫磺粉塵的管控,應(yīng)對硫磺倉庫重大風險源定時巡查,在硫磺倉庫和硫磺作業(yè)點安裝粉塵報警儀,當硫磺粉塵濃度達到設(shè)定值時進行聲光報警以警示作業(yè)人員。
中壓蒸汽溫度為450 ℃左右,低壓蒸汽為200℃左右,鍋爐、發(fā)電崗位以及蒸汽管線均有蒸汽燙傷的風險,蒸汽燙傷比開水燙傷還要嚴重。操作過程中,避免面部正對閥門和法蘭面,一旦發(fā)生燙傷要迅速用大量清潔的柔性流動水沖洗降溫30 min以上,沖洗后再根據(jù)燙傷嚴重程度和面積、部位再涂燙傷膏,嚴重者送醫(yī)治療。
硫酸生產(chǎn)區(qū)域有冷凝水、蒸汽疏水、除氧水、鍋爐給水、熱水循環(huán)泵、給水泵等高溫水,溫度在60~240 ℃。高溫水燙傷與蒸汽燙傷的處理方法類似。在生產(chǎn)操作時要防止冷凝水罐、除氧器漫水,人體不要對著熱水排放口,以防突然溢出熱水造成燙傷。檢修時必須排空熱水方可作業(yè)。
液硫溫度在120~150 ℃,如液硫附著在人體或衣物上,會很快冷卻凝固。直接揭掉附著在皮膚上的硫磺會傷害皮膚,被液硫燙傷后要迅速用大量清潔的柔性流動水沖洗降溫30 min 以上,然后再根據(jù)燙傷嚴重程度和面積、部位再涂燙傷膏,嚴重者送醫(yī)治療。
硫鐵礦制酸裝置在焙燒、鍋爐、凈化、排渣崗位有100~940 ℃的高溫紅渣,一旦被燙傷,傷害較大,作業(yè)時要充分評估作業(yè)風險,必須穿戴隔熱服、隔熱頭盔、隔熱手套等防護用品,紅渣排放口不能正對人或作業(yè)的鏟車等設(shè)備。一旦被紅渣燙傷,要迅速轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域,迅速用大量清水沖洗后涂燙傷膏,情況嚴重的送醫(yī)治療。焙燒爐從底部事故排放口(又稱冷灰排放口)排放的高溫渣不得用大量水降溫,小心因水短時間內(nèi)大量汽化導致爆炸。
高速運轉(zhuǎn)的設(shè)備具有巨大的能量,比如高速旋轉(zhuǎn)切割機的刀片、循環(huán)水的風泵葉片、轉(zhuǎn)動的酸泵、水泵、皮帶機等,如發(fā)生意外傷害后果會比較嚴重,可導致嚴重傷殘或死亡,因此運轉(zhuǎn)設(shè)備要做好安全防護:①循環(huán)水的風泵葉片要設(shè)防護罩,風泵運轉(zhuǎn)時人不能靠近,也不能進入運轉(zhuǎn)的設(shè)備上方或者下方作業(yè),停皮帶機后方可清掃作業(yè),不能停的皮帶機做衛(wèi)生需要專人監(jiān)護;②擦拭設(shè)備不能戴手套,工作服穿戴要做到“領(lǐng)口、袖口、下擺”三緊,女工要將長頭發(fā)盤入安全帽內(nèi),防止被機器設(shè)備纏??;③設(shè)備停、送電要嚴格執(zhí)行簽字、兩級掛牌制度。
硫酸生產(chǎn)中有各類貨車、叉車、鏟車等車輛,在作業(yè)過程中存在碾壓、撞擊、爆胎、貨物埋壓等安全風險,應(yīng)采取以下防范措施:①人要遠離車輛輪胎2.0 m 以上,防止爆胎造成人員傷害;②不要站在司機的視野盲區(qū),比如車頭或車尾部;③自卸貨車卸貨時,人不能站在車頭、車尾和兩側(cè),防止車輛前后串動或者側(cè)翻;④在倉庫要穿有反光條的衣服;⑤不要在無人監(jiān)護的情況下進入貨車車廂內(nèi)部清掃作業(yè),防止鏟車上貨導致埋壓;⑥不要將頭探入自卸車尾部查看,防止后廂板擠壓傷害;⑦貨車在裝卸貨物時,要用三角木塞在車輪前后,防止溜車。
硫酸廠的設(shè)備高大,為防止高空墜物造成砸傷或者撞傷頭部,在生產(chǎn)區(qū)應(yīng)戴好安全帽。另外,高處物品要固定好,起大風時人員不要在高大設(shè)備附近逗留。破碎機的料斗不能堆滿,硫精砂干燥機、焙燒爐打疤時要拉防護網(wǎng)。
另外,還應(yīng)注意防范發(fā)生高大設(shè)備塌陷事故造成人身傷害。如果焙燒爐、焚硫爐長期超溫,可能會發(fā)生爐頂部串火或垮塌的事故,因此要防止焙燒爐、焚硫爐長期超溫運行,維修時提高工作質(zhì)量,日常定期檢查并評估設(shè)備隱患。筆者曾見過某硫酸裝置發(fā)生焙燒爐爐頂垮塌事故,造成煙塵外溢,幸無人員傷亡。
硫酸生產(chǎn)區(qū)域有各種地槽、液硫罐、熔硫槽、地坑、收集水池、循環(huán)水池等坑池設(shè)施,若不慎落入坑池則有溺斃、摔傷或燙傷風險。為防止高空墜落或跌落造成人身傷害,應(yīng)注意以下幾點:①不得翻越防護欄進入循環(huán)水池,防止滑落水池;②硫酸槽和罐、熔硫槽、澄清槽等孔、洞必須封閉;③在高大廠房和設(shè)備上,要有作業(yè)平臺和安全帶、防護網(wǎng)等安全措施。
操作不精心、違反勞動紀律和操作規(guī)程,或業(yè)務(wù)技能水平較低等原因會導致發(fā)生各種工藝、安全和環(huán)保等事故,比如漫槽、超壓、超溫、干鍋、循環(huán)水中斷、停電、停水、設(shè)備跳停等,需要提高操作人員業(yè)務(wù)技能,嚴控工藝指標,采用各種措施防范生產(chǎn)事故。
電源線、接地線、電機絕緣線等破損漏電,觸碰到帶電設(shè)備或檢修帶電設(shè)備等都有可能導致觸電,從而導致嚴重觸電傷害。防止觸電,必須嚴格執(zhí)行票證簽字制度,使用合格的漏電保護裝置,不隨便觸碰帶電設(shè)備。用手感知電機溫度時,要用手背觸碰運轉(zhuǎn)電機外殼,萬一發(fā)生觸電,手神經(jīng)反應(yīng)自主收縮,這樣可以迅速脫離帶電體。一旦發(fā)生人員觸電,要及時切斷電源或用絕緣體將電線挑開,將觸電人員移至安全區(qū)域,馬上做心肺復(fù)蘇,同時撥打急救電話。
硫酸生產(chǎn)過程中存在二氧化硫中毒、氨水中毒、硫化氫中毒和砷中毒的風險。二氧化硫中毒易發(fā)生在焙燒、鍋爐、凈化、轉(zhuǎn)化、干吸、尾氣脫硫等工序和化驗室區(qū)域,氨水中毒易發(fā)生在尾氣脫硫工序,硫化氫中毒和砷中毒易發(fā)生在稀酸脫砷工序。
當發(fā)生二氧化硫泄漏、氨水泄漏或硫化氫泄漏時,要迅速戴好防毒面具,撤離到上風安全區(qū)域。應(yīng)注意,防毒面具要根據(jù)毒物的種類進行正確選擇,不能混用。防止砷中毒,作業(yè)時要戴好防酸堿手套、安全防護面罩、隔離服等防護用品,勤清洗手、面部和口鼻,作業(yè)前后要更換衣服,工作服與生活用品不要接觸。
硫磺倉庫、發(fā)電室油箱、主風機油站、柴油庫、電纜管廊、配電柜、高溫電爐等易發(fā)火災(zāi),為重點防火對象,因此上述區(qū)域消防設(shè)施要配備齊全,配電室還要防鼠等小動物進入高壓配電柜導致短路爆炸起火。
若發(fā)生火災(zāi),要及時按照應(yīng)急預(yù)案組織滅火,同時撥打119 報警。油起火用干粉或者泡沫滅火器滅火;電器起火用二氧化碳或者干粉滅火;高壓電纜失火,因電壓高,人不能靠近起火點,不能用水或者干粉滅火,要防止觸電,先切斷電源,再滅火。高溫設(shè)備火災(zāi)先消除易燃物,優(yōu)先用干粉滅火器撲滅,不能用水澆滅,防止設(shè)備熱脹冷縮造成泄漏。
硫酸生產(chǎn)過程中安全風險無處不在,為了規(guī)避安全風險,必須提高從業(yè)人員的安全意識和業(yè)務(wù)技能水平,嚴格執(zhí)行工藝操作規(guī)程,嚴格控制工藝指標,嚴格作業(yè)票證制度,提高突發(fā)事件應(yīng)急處置能力,消除潛在的安全風險,確保安全文明生產(chǎn)。