陳　琳 王亮

【摘 要】在半水煤氣濕法脫硫生產(chǎn)操作過程中，始終存在著易燃、易爆、易中毒等危險(xiǎn)危害因素，同時(shí)，因生產(chǎn)工藝連續(xù)性強(qiáng)，設(shè)備及管道部件泄露，還有內(nèi)部介質(zhì)的沖刷、滲透和外部環(huán)境的腐蝕等因素影響，火災(zāi)、爆炸和重大設(shè)備事故經(jīng)常發(fā)生。本文針對半水煤氣濕法脫硫工藝流程、原料及副產(chǎn)品、設(shè)備管道布置設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行安全分析，提出了有效的安全預(yù)防和改進(jìn)措施。

【關(guān)鍵詞】半水煤氣；濕法脫硫；安全生產(chǎn)；泄露；爆炸性；可燃性；毒性；腐蝕性

本工序的主要危險(xiǎn)物之一半水煤氣，其中半水煤氣含有的一氧化碳為易燃?xì)怏w，毒性為II（高度危害）；氫氣為易燃?xì)怏w；硫化氫為易燃?xì)怏w，毒性為II（高度危害）。硫磺為本工序的副產(chǎn)品，其為易燃固體，與鹵素、金屬粉末等接觸可發(fā)生劇烈反應(yīng)，在儲(chǔ)運(yùn)過程中易產(chǎn)生靜電荷，可導(dǎo)致硫塵起火。

1.半水煤氣脫硫流程概述

來自氣柜的半水煤氣經(jīng)過一級靜電除焦送入鼓風(fēng)機(jī)。由鼓風(fēng)機(jī)加壓后，升壓49KPa后送入冷卻塔與循環(huán)冷卻水逆流接觸，使半水煤氣溫度由60～85℃降到35～40℃，該冷卻塔可隨氣溫的變化而調(diào)節(jié)水量，以保證出塔的氣體溫度適宜。冷卻塔出口半水煤氣進(jìn)入預(yù)脫硫塔，使半水煤氣中的硫化氫含量由5.0g/Nm3脫到2.0g/Nm3。從預(yù)脫硫塔塔頂來的氣體進(jìn)入脫硫塔脫硫，使半水煤氣中的硫化氫含量由2.0g/Nm3脫到80mg/Nm3，以達(dá)到后續(xù)工序要求。由脫硫塔塔頂來的半水煤氣進(jìn)入清洗塔塔底，與循環(huán)水逆流接觸，降低氣體溫度，同時(shí)除去煤氣中夾帶的少許焦油以及單質(zhì)硫后，進(jìn)入二級靜電除焦塔。

進(jìn)入二級靜電除焦塔的半水煤氣自下而上的通過沉淀管，管中電暈極產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象，當(dāng)含塵的半水煤氣通過電暈極沉淀極之間形成的不均勻電場時(shí)，煤氣電離灰塵微粒游離便移向沉淀極，使半水煤氣的灰塵吸附在電暈極和沉淀極上，灰塵用水沖除，除去半水煤氣中夾帶的焦油和硫磺泡沫，半水煤氣由頂部出口管引出，送入半水煤氣壓縮機(jī)。

從預(yù)脫硫塔和脫硫塔塔底來的富栲膠溶液流入富液槽，由再生泵加壓至0.5～0.56Mpa（G）后，送入氧化再生槽的噴射器入口，在氧化再生槽中進(jìn)行氧化再生，生成的貧栲膠液溢流至貧液槽，由脫硫泵入脫硫塔，與氣體逆流接觸，由上而下，循環(huán)使用。

從氧化再生槽浮選出的硫泡沫溢流到硫泡沫槽，經(jīng)過熔硫泵送入連續(xù)熔硫釜，熔融出硫磺，做成硫錠，可對外銷售。

從連續(xù)熔硫釜濾出的清液經(jīng)過收集，冷卻后，送回系統(tǒng)循環(huán)使用。

2.脫硫方法

干法脫硫一般采用固體脫硫劑脫除少量硫，其方法有活性炭、氧化鋅等。濕法脫硫一般可分為物理吸收和化學(xué)吸收、直接氧化法三種，本文主要討論栲膠濕法脫硫。

3.主要危險(xiǎn)有害物質(zhì)分析

該項(xiàng)目生產(chǎn)過程中涉及的化學(xué)毒物主要有：氫氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、硫磺。

4.火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性分析

火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性主要包括：

（1）煤氣泄漏導(dǎo)致火災(zāi)爆炸，系統(tǒng)阻力過大，引起脫硫塔爆炸。

（2）硫磺庫通風(fēng)不好粉塵含量過高，堆積過多引起火災(zāi)、爆炸。

（3）系統(tǒng)氧含量高引起火災(zāi)爆炸。

（4）溫度、壓力表失靈引起火災(zāi)爆炸。

根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范，生產(chǎn)裝置及裝置內(nèi)單元的火災(zāi)危險(xiǎn)類別：

生產(chǎn)類別：甲

耐火等級：二

爆炸危險(xiǎn)區(qū)域：2區(qū)

5.造成爆炸、火災(zāi)事故的條件

引發(fā)爆炸的條件是：爆炸品（內(nèi)含還原劑和氧化劑）或可燃物（可燃?xì)狻⒄魵饣蚍蹓m）與空氣混合物和起爆能源同時(shí)存在、相互作用。

引發(fā)火災(zāi)的三個(gè)條件是：可燃物、氧化劑和點(diǎn)火能源同時(shí)存在，相互作用。該項(xiàng)目爆炸性、可燃性的化學(xué)品的作業(yè)場所出現(xiàn)泄漏后，可能引發(fā)爆炸、火災(zāi)事故的條件如下：

（1）可燃物：甲烷、氫氣、一氧化碳、硫化氫泄露后蒸汽遇火源發(fā)生延遲點(diǎn)火，存在發(fā)生蒸汽云爆炸的危險(xiǎn)。

（2）氧化劑：空氣中的氧

（3）點(diǎn)火源：機(jī)械火源如摩擦、撞擊、絕熱壓縮等，熱火源如蒸汽高溫管道；高溫表面；電火源如電氣火花、靜電火花、雷電等；化學(xué)（或物理）火源如明火。

6.相關(guān)安全措施

主要危險(xiǎn)源是煤氣泄漏引起的火災(zāi)爆炸事故，主要安全措施有：

（1）設(shè)備和管道布置：設(shè)備管道盡可能露天布置，封閉廠房設(shè)置良好的通風(fēng)設(shè)備。

（2）設(shè)備防爆：嚴(yán)格按爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的要求選擇防爆型電氣設(shè)備，半脫工序裝置防爆區(qū)內(nèi)的設(shè)備采用相應(yīng)等級的防爆設(shè)備。

（3）防靜電接地：在防爆區(qū)域內(nèi)的所有金屬設(shè)備、管道、儲(chǔ)罐都必須設(shè)計(jì)靜電接地，不允許設(shè)備及設(shè)備內(nèi)部件有與地相絕緣的金屬體。管道內(nèi)介質(zhì)流速的選取應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定以控制靜電的產(chǎn)生，使其不能達(dá)到危險(xiǎn)程度。

（4）安全保護(hù)設(shè)施：氣柜設(shè)置出口水封進(jìn)洗氣塔，與煤氣管道相連的液體管道按規(guī)范要求設(shè)液封；一級焦油器進(jìn)、出口設(shè)置水封，出冷卻塔設(shè)置液封槽，出清洗塔設(shè)置液封槽，進(jìn)鼓風(fēng)機(jī)煤氣管設(shè)置液封槽，設(shè)置工序安全水封，設(shè)置除焦器短路水封等。水封設(shè)計(jì)應(yīng)符合相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)或相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

（5）工藝：1）應(yīng)注意羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)出口壓力，防止負(fù)壓，應(yīng)裝設(shè)負(fù)壓報(bào)警停車聯(lián)鎖裝置；2）靜電除焦器必須設(shè)置半水煤氣氧氣自動(dòng)分析儀，且與靜電除焦控制柜聯(lián)鎖，一旦氧含量超過0.8%，電路即自動(dòng)斷開，確保靜電除焦設(shè)備安全運(yùn)行；3）在可能發(fā)生煤氣積聚的裝置內(nèi)設(shè)固定式可燃?xì)怏w檢測報(bào)警儀及固定式有毒氣體檢測報(bào)警儀，并且按照相關(guān)規(guī)范的要求設(shè)置足夠的便攜式可燃（有毒）氣體濃度監(jiān)測器及空氣分析儀等便攜式探測設(shè)備；4）預(yù)脫硫塔及脫硫塔底設(shè)自動(dòng)液位調(diào)節(jié)器，防止液體倒流至煤氣管道入口，或氣體進(jìn)入液相系統(tǒng)，同時(shí)設(shè)置液位高低報(bào)警系統(tǒng)。5）半脫工序所有風(fēng)機(jī)和泵出口設(shè)置止逆閥，防止液體倒流損壞電機(jī)；6）每個(gè)靜電除焦器設(shè)2個(gè)爆破片。7）洗滌塔排水管的水封有效高度為洗滌塔計(jì)算壓力水柱高度至少加500mm。8）為防止壓縮機(jī)段超壓，半脫系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置大回路管線。

（6）防泄漏：裝置的管道、接頭、法蘭、焊縫等應(yīng)嚴(yán)格按照《工業(yè)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《現(xiàn)場設(shè)備工業(yè)管道焊接施工驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行竣工驗(yàn)收；平時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查，防止泄漏。

（7）預(yù)防火災(zāi)：硫磺倉庫的耐火等級不低于三級，主要結(jié)構(gòu)采用非燃燒材料，并且硫磺倉庫的所有墻壁、屋頂?shù)膬?nèi)表面、地坪都應(yīng)平整光滑，降低粉塵的積聚。水煤氣脫硫工段的副產(chǎn)品硫磺自燃點(diǎn)很低，并設(shè)置良好的通風(fēng)，以保證安全生產(chǎn)。

（8）防腐蝕：煤氣中的硫化氫與水作用會(huì)對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，因此本工序的設(shè)備全部做防腐處理，對腐蝕較嚴(yán)重的氧化再生槽的特殊部分采用不銹鋼。

（9）剩余煤氣放散裝置應(yīng)設(shè)有點(diǎn)火裝置及蒸汽（或氮?dú)猓缁鹪O(shè)施，需要放散時(shí)，一般應(yīng)點(diǎn)燃。

（10）防止羅茨風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)：上述工藝中，羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)出口壓差達(dá)49Kpa，而羅茨風(fēng)機(jī)出口半水煤氣是送到壓縮工序的，若壓縮機(jī)出現(xiàn)跳停，則很容易導(dǎo)致羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力超高，造成導(dǎo)致羅茨風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)，出現(xiàn)損壞設(shè)備的現(xiàn)象；針對此現(xiàn)象，有必要在清洗塔冷卻塔上下段設(shè)置安全水封，在壓縮機(jī)跳停時(shí)，壓力超過安全內(nèi)水封壓力，就會(huì)使安全水封沖破，高壓段的半水煤氣大量泄到低壓段的設(shè)備管道中（下轉(zhuǎn)第188頁）（上接第60頁）去，從而保護(hù)羅茨風(fēng)機(jī)。

【參考文獻(xiàn)】

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