宋學飛，韓鵬

(1.宣城華信檢測服務有限公司，安徽 宣城 242300；2.蕪湖海創(chuàng)環(huán)保科技有限責任公司，安徽 蕪湖 241200)

0 引言

水泥窯協(xié)同處置危廢過程中，固態(tài)物料在破碎機破碎過程中，因物料之間相互擠壓，容易產(chǎn)生高溫，很多危廢具有易燃性，達到閃點極易發(fā)生爆炸，造成嚴重安全隱患，傷及設備、爆破片，更有可能造成人員傷亡，嚴重影響安全生產(chǎn)[1]。為保證處置危廢過程中的安全，文章討論在破碎機啟動前提前用氮氣對設備內(nèi)空氣進行置換，用來降低設備內(nèi)氧氣含量，使破碎過程在氮氣環(huán)境下進行，因氮氣是惰性氣體，一般不會和物料發(fā)生反應，以保證處置安全[2]。

1 保護原理

燃燒的三要素，同時具備助燃物、可燃物和著火源(亦稱溫度達到著火點)，這是燃燒和火災發(fā)生的必要條件。文章中的可燃物即為危險廢物，危險廢物種類繁多，品類繁雜，根據(jù)水泥窯協(xié)同處置危廢的普遍能力，以及危廢經(jīng)營許可證的許可范圍。一般包含醫(yī)藥廢物、農(nóng)藥廢物、廢有機溶劑、廢礦物油、蒸餾殘渣、精餾殘渣、含金屬類廢物等，同時在實際處置過程中，可能還存在因分揀不到位及其他原因造成的某些易燃危廢的夾帶等。助燃物(氧化劑)：即能與可燃物發(fā)生氧化反應的物質(zhì)，文章所講的氧化劑(助燃物)是指廣泛存在于空氣中的氧氣。溫度(著火源)：一般分直接火源和間接火源兩大類，文章討論的主要是間接火源：即在破碎機運轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)子和危險廢物之間擠壓、撕碎、破碎過程中的摩擦發(fā)熱，且破碎機內(nèi)部為密閉空間，無法散熱，還會造成積熱不散，加劇了破碎過程中火災爆炸的可能性。為保證在破碎過程中的絕對安全性，通過研討燃燒三要素的控制以及結(jié)合可行性?？扇嘉锖蜏囟?著火源)控制難度大，可操作性低，只有通過控制助燃物(氧化劑)來達到控制火災爆炸的目的，為減少破碎機內(nèi)氧氣含量，通過在破碎機啟動前注入氮氣的方式，提高氮氣含量，置換破碎機內(nèi)氧氣，使氧氣含量從21%降低至8%以下，讓危險廢物在氮氣環(huán)境中破碎。因氮氣性質(zhì)穩(wěn)定，化學性質(zhì)不活潑，常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應，不會和易燃易爆的危險廢物產(chǎn)生反應，且可以通過空氣壓縮進行制得，獲取方便，所以通過氮氣保護破碎，以保證破碎安全。

2 啟動程序

當物料進入破碎機，達到喂料量后，關閉破碎機翻板閥，必須保證破碎機完全密閉后，方可啟動制氮系統(tǒng)。啟動制氮機時，應檢查各個設備是否漏氣，檢查電源是否符合設備要求，然后將整個機組通電，閉合空壓機電源，啟動空壓機。閉合冷干機電源，啟動冷干機。(冷媒低壓0.4～0.6 MPa之間，冷媒高壓1.2～1.6 MPa之間)打開制氮機進氣閥門，閉合制氮機開關，啟動制氮機。這時如果氮氣純度低于設置的純度，不合格排空閥門就會打開，合格后不合格排空閥門關上，產(chǎn)氣閥門自動打開，這時調(diào)節(jié)產(chǎn)氣閥門的紅色手閥，調(diào)節(jié)金屬指針到相應位置即可。啟動冷干機，并確保冷干機正常工作，檢查電磁閥排水器能否開啟，是否能正常排氣。開啟空壓機，注意觀察空壓機運轉(zhuǎn)是否正常，是否有故障停機現(xiàn)象出現(xiàn)。如有則停止開啟空壓機，報檢修人員維修。開啟制氮機，檢查氣動閥氣源減壓閥是否正常，氣動閥管路連接是否正常，如正常，啟動氮氣機啟動按鈕。觀察制氮機A/B 吸附筒交替升壓。

3 運行中觀察

3.1 壓力穩(wěn)定

吸附罐工作壓力應控制在0.6～0.8 MPa之間(如果壓力過低會影響制氮機制氮的功能)。

3.2 氮氣流量穩(wěn)定

制氮機氮氣產(chǎn)量由流量計控制，運行中應根據(jù)實際使用流量進行調(diào)節(jié)(不超過額定排氣量)。

3.3 定時排水

設備正常運行時，應及時排出冷干機、各過濾器及空氣儲罐的積水，每隔1～2小時排放一次，自動定時排水要檢查是否能正常排水(空氣儲罐每6小時排一次，一天最少2次)。

3.4 新鮮空氣

必須保證進入吸附罐的空氣為潔凈、干燥的空氣，空壓機進氣口必須保證是新鮮無污染的空氣?？諌簷C的出氣口不允許出現(xiàn)油污。氮氣保護破碎循環(huán)流程圖如圖1所示。

3.5 觀察破碎系統(tǒng)運行時狀態(tài)

破碎系統(tǒng)運行時，還應注意觀察“破碎循環(huán)”和“混合循環(huán)”受到倉內(nèi)氧含量檢測結(jié)果及閘板位置的影響，只有當破碎倉氧含量低于4%、混合倉氧含量低于3.8%則可啟動各自循環(huán)，不滿足不允許啟動。破碎機選擇模式如圖1所示。

圖1 氮氣保護破碎和保護模式

4 停機步驟

(1)關閉氮氣輸出閥門，停止檢測，斷開制氮機電源，停止工作。

(2)斷開空壓機電源，停止進氣。

(3)斷開冷干機電源，停止工作(室內(nèi)溫度低的話，冷干機停止工作之前，要把各過濾器的積水排掉)。

(4)注意事項：制氮系統(tǒng)關閉時，將工程氮氣管線連接各儲罐根部閥門全部關閉后，停止空壓機，在空壓機停機后在關閉制氮機吸附筒電源，最后關閉冷干機。氮氣管線中所設安全閥、壓力表、放散閥、疏水閥必須齊全完好。制氮保護系統(tǒng)運行系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 制氮保護系統(tǒng)運行系統(tǒng)

5 運行注意事項

(1)氮氣系統(tǒng)運行時，不準敲擊、拆卸、緊固、修理管道和設備。管道、閥門和裝置凍結(jié)時，只能用熱水或蒸汽加熱解凍。操作閥門時，操作人員嚴禁將身體各部位正對閥門手輪，且用力不可過猛。氮氣吹掃置換不許在密閉場所進行，必須通過放空管排放。當顯示破碎機內(nèi)氧氣含量低于8%時，即可開啟破碎機進行危廢破碎。破碎過程中保持密閉，物料放空前，嚴禁開啟破碎機。壓縮機房、制氮間、氮氣排放口等有可能產(chǎn)生窒息性氣體富集的場所應設置明顯的警示標志，劃定警戒區(qū)域，禁止無關人員進入，保持通風良好，如發(fā)現(xiàn)異常，及時報告。

(2)使用氮氣的現(xiàn)場或操作室需有良好的通風換氣設施，在通風條件不佳時必須進行氧氣濃度檢測，以保證安全，檢測分析人員必須采取佩戴正壓式呼吸器等防止窒息的可靠措施。

(3)新裝或檢修后的儲氣罐及管道必須進行耐壓實驗，合格后方可投入使用。

(4)使用氮氣時，必須確認在密閉場所無氮氣富集，應有防止人員窒息的防范措施。

(5)在氮氣濃度高的環(huán)境中作業(yè)時，必須佩戴正壓式呼吸器，并有人負責監(jiān)護，應對氮氣閥門嚴加管理，防止誤操作。

(6)定期開展全方位氮氣管網(wǎng)設備點巡檢，保證系統(tǒng)的安全運行；查找隱患時可輔助采用肥皂水測漏。

(7)嚴禁使用氮氣、壓縮空氣(內(nèi)含氮氣)吹掃人員或身體衣物。

(8)嚴禁使用氮氣打掃設備及地面衛(wèi)生。

(9)氮氣儲存和管道系統(tǒng)要有統(tǒng)一、明顯的標識，標明氣體走向，無法移動的儲氣罐必須有效隔離，并設置安全警示標識。

(10)高空氮氣管、閥門等設施應有平臺、走梯、護欄等安全防護措施。

(11)檢修作業(yè)時，應對氮氣閥門嚴加看管并做好標記，防止由于閥門誤操作，使氮氣竄入檢修現(xiàn)場，造成窒息事故。

(12)氮氣管道發(fā)生泄漏等事故，應立即啟動急停裝置，相關人員及時向公司領導報告，并通知有可能受到影響的其他人員；緊急情況下，應直接通知有可能受到影響的其他操作崗位，但事后必須立即向公司、部門領導匯報。檢查氮氣管道泄漏及氮氣放散時，人員應站在上風側(cè)，必要時佩戴正壓式呼吸器。進入充裝氮氣的設備、管道和容器內(nèi)部檢修作業(yè)時，應辦理危險作業(yè)申請審批手續(xù)，執(zhí)行停送電申請、掛牌制度，并關閉閥門切斷氣源、加裝盲板隔離等措施，用空氣置換內(nèi)部氣體，對設備內(nèi)部進行通風處理，使用便攜式檢測報警儀對內(nèi)部含氧量進行檢測，氧含量應保持在19.5%～23.5%方可準許人員在有專人監(jiān)護的情況下進入作業(yè)。

(13)由于設備內(nèi)部充裝氮氣，每次開閉上閘板都會將倉內(nèi)氣體釋放出來，同時氣體也可能會在設備的密封不良處釋放一點出來。為保證維修、維護及實驗室取樣人員的安全，建議做如下幾點：①設備間的風機一定要投入運行，從而保證設備間有良好的通風。②未經(jīng)許可的人員嚴禁進入到設備間。③進入設備間的人員一定要隨身攜帶手持式氧分析儀，進入前先檢測下氧含量，保證安全后方可進入到房間。也可多配置幾部手持式氧分析儀，將其放置在每個設備間的入口，同時張貼標識欄告知進入房間的人員。④進入房間的也許佩戴防毒防護用具，保證其安全的同時，也能減少有毒有害氣體對人員健康的影響。⑤當設備發(fā)生故障，人員要打開檢修門或進入到設備內(nèi)部時，更要做好防護工作，同時要有安全人員來保證施工人員的安全。

6 制氮機系統(tǒng)常見故障及維修保養(yǎng)

6.1 氮氣純度不夠

(1)看A塔或者B塔壓力是否在正常工作范圍(0.6～0.8 MPa)，如果不在，檢查空壓機供氣是否正常和氮氣主進氣閥門打開位置是否正常。

(2)檢查金屬流量計指針是否超過額定流量，如果超過，降低金屬指針位置。

(3)檢查制氮機閥門動作是否正確(一般極少出現(xiàn)閥門動作錯誤)閥門是否損壞。

(4)定期檢查氮氣分析儀是否正常。

6.2 冷干機運行故障

(1)最常見的就是冷媒減少，這時候最明顯的就是可以從冷媒低壓和冷媒高壓的壓力表中看到冷媒壓力不在正常的范圍。

(2)冷干機后面的冷凝器要定期吹掃，冷凝器是散熱的，如果大量灰塵落在冷凝器上面，會阻礙散熱，冷干機易報故障。

(3)冷干機自動排水閥要定期檢查是否損壞，如果損壞，會進一步影響冷干機工作。

(4)常用備件更換如表1所示。

表1 常用備件

(5)日常巡檢：氧分析水洗罐需定期排水，建議每個班(按8小時/班計算)的巡檢人員到混合器和破碎機氧分析柜旁排水。排水閥門在每臺柜子的左下側(cè)，每次排水1分鐘左右即可。排水時通知中控，有可能會出現(xiàn)氧分析流量低報警。如出現(xiàn)，則關閉閥門后，通知中控重新開啟破碎循環(huán)和混合循環(huán)。

7 發(fā)展展望

目前，隨著國家工業(yè)化的不斷發(fā)展，經(jīng)濟和科技水平的不斷提高，越來越多的新建項目使用到一些新工藝、新設備、新材料，所帶來產(chǎn)生的危險廢物的種類、性質(zhì)不斷變化，給水泥窯協(xié)同處置危廢的安全生產(chǎn)帶來了新的挑戰(zhàn)。同時還不乏存在某些產(chǎn)廢企業(yè)安全意識不高，管理水平低下，對危險廢物沒有做到細致分類，致使出現(xiàn)在包裝物內(nèi)夾帶其他品種危廢的現(xiàn)象。若夾帶自發(fā)熱或者遇空氣自然等危險廢物，則給后期安全處置帶來極大風險。通過氮氣系統(tǒng)在破碎時進行保護，即使出現(xiàn)違規(guī)情況，也可以從技術手段盡量避免風險的發(fā)生。在前端分揀、取樣、分析化驗都失守的情況下，氮氣保護作為安全處置危廢的最后一道防線，起到了至關重要的作用。同時，也不能過多依賴氮氣保護系統(tǒng)，還是要盡量在前端做好分揀，取樣要有代表性，分析化驗一定要準確，結(jié)果要可信。在管理上，也要做到萬無一失。當需要進行破碎鐵桶等金屬類物質(zhì)時，應保證必須在白天進行，因為物料破碎后，有些需要回坑攪拌后進行二次破碎，此時回坑物料是帶有熱量的，和坑內(nèi)可燃物質(zhì)接觸，依然具有一定的安全風險，白天破碎的好處是一旦發(fā)生險情，可及時迅速的組織力量進行救援，把損失降到最低。水泥窯協(xié)同處置固危廢，目前作為最經(jīng)濟、最環(huán)保的處置方式，為工業(yè)社會發(fā)展，為無廢城市建設，為祖國的青山碧水作出巨大貢獻。作為協(xié)同處置過程中最關鍵的破碎環(huán)節(jié)，使用氮氣保護進行破碎，為水泥窯協(xié)同處置的生產(chǎn)安全作出了重要貢獻。

8 結(jié)語

總而言之，在危廢破碎過程中，在沒有氮氣保護模式下，極易發(fā)生險情，經(jīng)常會出現(xiàn)破碎機內(nèi)閃爆現(xiàn)象，內(nèi)部物料將泄爆膜沖破。一是對安全造成較大風險，有可能造成人員傷亡；二是因為危廢的腐蝕性、毒性、感染性等對環(huán)境也造成較大影響；三是為后期人工清理工作帶來較大麻煩，清理完成后需重新安裝泄爆膜；四是同時影響了正常的穩(wěn)定生產(chǎn)，影響了企業(yè)效益。啟用氮氣保護模式后，很好解決了破碎時的閃爆問題，為穩(wěn)定生產(chǎn)保駕護航作出了很大貢獻。