楊 晨 龐俊磊

南京博環(huán)環(huán)保有限公司

1.液氨的相關(guān)概論

氨的化學(xué)式為NH3，氨在常態(tài)下呈現(xiàn)氣體狀態(tài)，無(wú)色且?guī)в袧庵氐拇碳ば詯撼魵馕?。氨氣的分子量為l7.03，沸點(diǎn)為-33.5℃，熔點(diǎn)為-77.7℃，自燃點(diǎn)為651℃，其密度比空氣略小。氨氣通過(guò)冷卻、壓力下就會(huì)發(fā)生液化并放出熱量。液氨密度為0.639g/cm3也極易被氣化，只要減小壓力就會(huì)吸收熱量快速蒸發(fā)。氨即使處于正常溫度下具有一定的揮發(fā)性、腐蝕性，一旦與空氣發(fā)生接觸易發(fā)生爆炸，在高溫條件下更容易發(fā)生燃燒爆炸。氨對(duì)人體的心臟有著強(qiáng)烈的刺激，液氨會(huì)灼傷人體的皮膚與眼睛，也可引發(fā)中毒性肺氣腫、劇烈咳嗽、呼吸窘迫、休克等病癥，液氨位列危險(xiǎn)化學(xué)品名錄。

2.液氨泄漏產(chǎn)生的危害分析

在火電廠的生產(chǎn)中對(duì)于液氨保存提出了更高的要求，不僅需要較高的壓力避免發(fā)生蒸發(fā)，還需要可靠的運(yùn)輸來(lái)保障安全性，因而需通過(guò)液氨槽車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸，利用液氨儲(chǔ)罐對(duì)其進(jìn)行保存。如果在液氨儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)中發(fā)生泄漏，伴隨蒸氣在空氣中傳輸擴(kuò)散及發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，將會(huì)對(duì)有關(guān)區(qū)域作業(yè)人員、居民及其它人員構(gòu)成威脅，會(huì)對(duì)各有關(guān)環(huán)境圈層造成污染，還有可能進(jìn)一步引發(fā)火災(zāi)及爆炸事故等。

圖1：SCR脫硝流程示意圖

3.火電廠SCR脫硝系統(tǒng)液氨泄漏的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

(1)液氨泄漏情況分析。本次研究主要通過(guò)某大型火電廠SCR脫硝系統(tǒng)液氨泄漏進(jìn)行了分析，并對(duì)可能波及的范圍內(nèi)進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)針對(duì)其中問(wèn)題制定科學(xué)、有效的解決對(duì)策。此火電廠安放了兩個(gè)160m3的液氨儲(chǔ)罐，其儲(chǔ)存量最高可達(dá)263噸。

(2)源項(xiàng)分析。以液氨儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏時(shí)間為10min計(jì)算；通過(guò)《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》極少的模型對(duì)泄漏量進(jìn)行計(jì)算；源強(qiáng)。

儲(chǔ)罐最常出現(xiàn)泄漏的位置主要在罐身邊緣交接處，當(dāng)線路故障或閥門(mén)受損造成液氨泄漏時(shí)，儲(chǔ)罐泄漏的孔徑為1cm，且泄漏位置與液面相差1.2m，相關(guān)人員須保證在lOmin之內(nèi)作出反應(yīng)。按照導(dǎo)則中的規(guī)定液氨通過(guò)小孔泄漏的基本公式來(lái)計(jì)算其源強(qiáng)：，其中Ql代表液體泄漏速度，單位kg/s；Cd表示液體泄露系數(shù)，取值0.64；A表示裂口面積，單位m2，液氨輸送管道的內(nèi)徑為8.7cm，根據(jù)管道20%破裂計(jì)算；p表示液體泄露密度，取值616kg/m3；P表示容器內(nèi)介質(zhì)壓力，設(shè)計(jì)值為1.6MPa；P0表示環(huán)境壓力，取標(biāo)準(zhǔn)氣壓值1.01325x105Pa；g表示重力加速度，取值9.8m/s2；h表示裂口之上液位高度，取值1m。通過(guò)計(jì)算得出液氨泄漏強(qiáng)度為2.743kg/s，而10min內(nèi)可能達(dá)到的泄漏量為1646kg。

(3)液氨泄露的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分析。通過(guò)導(dǎo)則規(guī)定的要求進(jìn)行分析，利用多煙團(tuán)疊加模式，計(jì)算公式為：

分別以D類(lèi)穩(wěn)定度U10=3.6m/s(平均風(fēng)速)、B穩(wěn)定度U10=0.5m/s(小風(fēng))2.2m/s來(lái)評(píng)估液氨泄漏的濃度。當(dāng)天氣為D類(lèi)條件下，發(fā)生泄漏事故5min后，液氨下風(fēng)向軸線濃度先快速增大后不斷降低，最大落地濃度為1300171mg/m3，于下風(fēng)向7.8m處，當(dāng)液氨泄漏后下風(fēng)向涉及最大范圍達(dá)到527.6m。當(dāng)天氣為B類(lèi)條件下，發(fā)生泄漏事故5min后，液氨下風(fēng)向軸線濃度先快速增大后不斷降低，最大落地濃度為3449849mg/m3，于下風(fēng)向0.5m處，當(dāng)液氨泄漏后下風(fēng)向涉及范圍達(dá)到82.9m，影響程度沒(méi)有超出規(guī)定范圍。

4.火電廠液氨泄漏風(fēng)險(xiǎn)防范對(duì)策

(1)液氨儲(chǔ)罐區(qū)。對(duì)于液氨儲(chǔ)罐的選擇必須要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)，然后在按照規(guī)范的要求進(jìn)行合理的安裝；在儲(chǔ)罐邊緣連接處應(yīng)用有效的防腐材料，從而確保焊接處的封閉性；可在液氨儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)內(nèi)安裝監(jiān)控系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)，并在其周?chē)O(shè)置圍護(hù)或沖水系統(tǒng)，從而減少對(duì)環(huán)境造成的破壞；對(duì)于儲(chǔ)存設(shè)備進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和維護(hù)，避免設(shè)備存在故障。

(2)液氨運(yùn)輸。由于液氨屬于高危有害物質(zhì)，所以對(duì)其的運(yùn)輸必須要給與高度的重視，按照相關(guān)部門(mén)頒布的《化學(xué)危險(xiǎn)物品安全管理?xiàng)l理》、《道路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸管理規(guī)定》嚴(yán)格遵循其中條例對(duì)化學(xué)危險(xiǎn)品進(jìn)行妥當(dāng)?shù)墓芾怼?/p>

5.火電廠液氨泄漏風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案

為了防止危險(xiǎn)事故的出現(xiàn)，火電廠需要制定科學(xué)、有效的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案，從而保證火電廠各個(gè)部門(mén)都能夠團(tuán)結(jié)一致、相互協(xié)作、按部就班的進(jìn)行事故救援工作。當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，需要立即進(jìn)行環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果對(duì)附近的居民進(jìn)行疏散；在條件允許的情況下，可在火電廠附近安放警報(bào)裝置，并在合適的位置安放風(fēng)向標(biāo)與風(fēng)袋；在事故發(fā)生時(shí)可保證區(qū)域內(nèi)的人員在15min內(nèi)撤離；對(duì)于火電廠所處的區(qū)域進(jìn)行合理規(guī)劃，減少周?chē)幼∪丝诘脑鲩L(zhǎng)，從而減少雙井突發(fā)事件對(duì)人帶來(lái)的傷害。

結(jié)束語(yǔ)：

由于火電廠生產(chǎn)過(guò)程中燃料消耗較大，排放的污染物較多，已成為國(guó)家環(huán)保部門(mén)的主要監(jiān)查目標(biāo)，應(yīng)用SCR脫硝系統(tǒng)能夠起到節(jié)能減排的作用。眾所周知液氨是SCR系統(tǒng)還原劑主要成分，一旦發(fā)生泄漏非同小可，不僅會(huì)為火電廠帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)造成較大的人員傷亡，所以對(duì)液氨泄漏進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，旨在為火電廠能夠安全、可靠的運(yùn)行。

[1]李慧.火電廠SCR脫硝系統(tǒng)液氨泄露的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].中國(guó)科技縱橫，2012(22)：41-41.

[2]劉翠玲，LiuCuiling.火電廠SCR脫硝工程液氨儲(chǔ)罐泄露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究 [J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2015，41(1)：113-116.