李 能
(云南三環(huán)中化化肥有限公司硫酸裝置,云南昆明 650113)
云南三環(huán)中化化肥有限公司(以下簡稱公司)現(xiàn)有2套生產(chǎn)能力80萬t/a硫酸生產(chǎn)裝置,采用硫黃制酸兩轉(zhuǎn)兩吸工藝,固體硫黃加熱熔融、過濾精制為液體硫黃,液體硫黃經(jīng)過機械霧化在焚硫爐內(nèi)與干燥塔出來的空氣燃燒生成SO2煙氣,煙氣經(jīng)過余熱鍋爐吸熱后,進入轉(zhuǎn)化器,在合適的溫度和釩觸媒的催化作用下,與氧氣反應(yīng)生成SO3氣體,經(jīng)過1至3段反應(yīng)后,煙氣進入HRS(低溫?zé)崮芑厥眨┧?,SO3氣體被w(H2SO4)99.0%~99.3%的濃硫酸中的水吸收,并用硫酸余熱副產(chǎn)蒸汽;之后煙氣進入四段觸媒層反應(yīng),出來的煙氣進入二吸塔被硫酸中的水吸收生成w(H2SO4)98%的硫酸,尾氣經(jīng)氨水吸收合格后通過煙囪排放。硫酸裝置有硫黃散卸區(qū)、硫黃庫、熔硫槽、液硫罐區(qū)、脫鹽水站、空壓站,硫酸主裝置干吸和轉(zhuǎn)化區(qū)、硫酸罐區(qū)、余熱電站等,生產(chǎn)中存在許多風(fēng)險。自2007年生產(chǎn)裝置建成投產(chǎn)以來,公司經(jīng)多年的不懈努力,安全生產(chǎn)管理工作取得了一些成績,成為云南省危險化學(xué)品安全生產(chǎn)示范企業(yè)和危險化學(xué)品二級安全標(biāo)準(zhǔn)化企業(yè)。
火車硫黃集裝箱通過行車和翻車平臺,硫黃散卸到料倉,通過地坑內(nèi)的給煤機均勻卸料至皮帶,送到斗提機和天橋布料皮帶,卸料至硫黃庫堆存,與汽車卸硫黃合堆,生產(chǎn)中硫黃依靠自流和裝載機推送供料,再由多條皮帶和斗提機進入快速熔硫槽,熔化的硫黃自流入液硫中間槽,后用泵送至過濾器,合格的液硫送至液硫貯槽作為硫酸生產(chǎn)原料,小部分外購液體硫黃也卸入液硫中間槽,過濾合格后一道送入液硫貯槽。硫黃庫最大貯存量1 400 t,液硫罐區(qū)有4個液硫貯槽,最大貯存量27 000 t。
存在的主要風(fēng)險是:行車吊裝會造成起重傷害,翻車卸料會造成硫黃坍塌事故和硫黃揚塵爆炸事故,車輛倒運和裝載機供料會造成車輛傷害,皮帶運輸會造成機械傷害,硫黃卸料、輸送和天橋布料會有硫黃塵火災(zāi)爆炸風(fēng)險,地坑有H2S中毒窒息風(fēng)險,風(fēng)管內(nèi)積有硫黃塵有火災(zāi)爆炸風(fēng)險,硫黃堆存過高有坍塌風(fēng)險,蒸汽或液硫有高溫燙傷風(fēng)險,液體氫氧化鈉存在化學(xué)灼傷風(fēng)險,硫黃輸送中,機械維護不當(dāng)摩擦發(fā)熱有火災(zāi)爆炸風(fēng)險;硫黃轉(zhuǎn)運系統(tǒng)清理檢修頻繁,有機械傷害、火災(zāi)爆炸、高處墜落、中毒窒息、觸電、坍塌等風(fēng)險。
該工序是利用霧化的柴油燃燒產(chǎn)生的熱量對焚硫爐和觸媒層升溫,達到觸媒層活性溫度后,停柴油,換為液體硫黃,霧化的液體硫黃燃燒生成SO2氣體,被余熱鍋爐吸熱后,與空氣的混合氣體進入轉(zhuǎn)化器,SO2與氧在觸媒的催化作用下生成SO3氣體,反應(yīng)熱副產(chǎn)蒸汽。主要危險介質(zhì)有SO2氣體、SO3氣體、冷凝酸、氫氣和釩觸媒。
存在的主要風(fēng)險是:柴油和液體硫黃使用有火災(zāi)爆炸、高溫燙傷風(fēng)險,SO2、SO3氣體有中毒窒息風(fēng)險、高溫灼燙風(fēng)險,柴油升溫有CO 中毒、環(huán)境污染和焚硫爐超溫坍塌風(fēng)險,柴油罐及管道泄漏有油池著火和流淌著火風(fēng)險,更換觸媒有釩觸媒中毒、坍塌、高處墜落和物體打擊風(fēng)險,冷凝酸有化學(xué)灼傷、腐蝕設(shè)備、與金屬反應(yīng)產(chǎn)生氫氣有火災(zāi)爆炸風(fēng)險;傳轉(zhuǎn)動設(shè)備有機械傷人風(fēng)險,電動葫蘆有起重傷害風(fēng)險,清理檢修有機械傷害、中毒窒息、硫酸灼傷、高處墜落、火災(zāi)爆炸、觸電等風(fēng)險,風(fēng)機存在噪聲可能導(dǎo)致肺部疾病、耳聾和心血管疾病等[1]。
該工序是將焚硫、轉(zhuǎn)化工序生成的SO3氣體,通過HRS 塔和二吸塔,與循環(huán)酸槽送來的循環(huán)濃硫酸逆流接觸,在填料層充分混合吸收,生產(chǎn)合格硫酸產(chǎn)品,高溫硫酸余熱回收產(chǎn)生的蒸汽冷卻后送至硫酸罐區(qū),吸收后的煙氣送往尾吸塔。
存在的風(fēng)險:高溫硫酸有燙傷風(fēng)險和化學(xué)灼傷風(fēng)險,SO2、SO3氣體有中毒窒息風(fēng)險。濃硫酸本身不燃,但有助燃作用,與易燃、可燃物接觸會發(fā)生劇烈反應(yīng),甚至引起燃燒。硫酸屬中等毒物,危害等級為Ⅲ級,有中毒風(fēng)險。盛裝或接觸過硫酸的貯槽、管道等設(shè)備易產(chǎn)生氫氣,與空氣混合后遇明火或點火能源會引起爆炸,氫氣的爆炸極限為4.1%~74.1%[1]。干吸泵較多,有機械傷害風(fēng)險,吊裝設(shè)備有起重傷害風(fēng)險,高處作業(yè)有墜落風(fēng)險,受限空間有中毒窒息風(fēng)險,用電有觸電風(fēng)險,污水池和酸槽有淹溺和化學(xué)灼傷風(fēng)險。
該工序是將干吸、制酸工序吸收塔吸收后剩余的SO2、SO3和酸霧用氨罐區(qū)送來的氨水循環(huán)吸收,產(chǎn)生硫銨液送磷銨裝置回收利用,吸收后的尾氣中SO2體積分?jǐn)?shù)小于0.04%、酸霧體積分?jǐn)?shù)小于0.003%后,通過130 m煙囪有組織排放。主要危險介質(zhì)有氨水、硫銨液、SO2氣體、SO3氣體。存在的風(fēng)險有氨中毒和水災(zāi)爆炸風(fēng)險,氨對皮膚黏膜有刺激性,高濃度氨可造成組織溶解壞死。稀氨水和硫銨液在塔內(nèi)封閉循環(huán)使用,部分送磷銨裝置,噴濺有灼傷和中毒風(fēng)險,作業(yè)環(huán)境空氣中氣氨加權(quán)平均容許質(zhì)量濃度為20 mg/m3,最高容許質(zhì)量濃度為30 mg/m3;氣氨在空氣中的爆炸極限15.0%~30.2%[1]。
該工序負(fù)責(zé)硫酸計量和貯存、硫酸卸酸和充裝。硫酸罐區(qū)有4個硫酸貯罐,單個容積5 000 m3,最大儲量為28 000 t,屬于重點部位。主要危險介質(zhì)為硫酸,作業(yè)過程中會造成硫酸灼傷、車輛傷害、高處墜落和環(huán)境污染風(fēng)險。
該工序是將原水(生水) 通過自清洗過濾器+超濾+反滲透+混床(陰離子、陽離子交換器),除去水中陰離子、陽離子和雜質(zhì),制得合格的脫鹽水供鍋爐工序和HRS 塔使用。超濾和反滲透為物理處理過程,混床為化學(xué)處理過程。其中原水箱入口加入NaClO氧化劑,把低價不穩(wěn)定離子氧化成高價穩(wěn)定離子使其沉淀并殺菌;泵出口加氨水調(diào)節(jié)脫鹽水pH 至7~9 后送用水點;生產(chǎn)中混床陰離子、陽離子交換樹脂失效后用液體氫氧化鈉、鹽酸再生,超濾和反滲透膜使用失效后用氫氧化鈉、鹽酸清洗,產(chǎn)生的污水進入酸堿中和池送磷酸生產(chǎn)裝置使用。
主要危險介質(zhì)有液體氫氧化鈉、鹽酸、次氯酸、還原劑、稀氨水等。主要風(fēng)險:存在化學(xué)灼傷、中毒窒息風(fēng)險,檢修清理有中毒窒息、機械傷害、高處墜落、物體打擊、淹溺、觸電和環(huán)境污染風(fēng)險。
該工序利用焚硫、轉(zhuǎn)化和干吸工序產(chǎn)生的余熱,通過省煤器、余熱鍋爐、高低溫過熱器副產(chǎn)蒸汽,使反應(yīng)熱轉(zhuǎn)變?yōu)橛行崮芗右岳?。主要存在高溫燙傷、蒸汽管爆裂泄漏、鍋爐滿水、缺水干鍋、液擊、鍋爐結(jié)垢燒壞、鍋爐爆炸和噪聲等風(fēng)險。
該工序是將風(fēng)機使用后蒸汽,通過汽輪機將蒸汽能轉(zhuǎn)換成電能,供生產(chǎn)所用。存在的主要風(fēng)險有高溫燙傷、觸電、超溫超壓爆炸,發(fā)電機和潤滑油火災(zāi)等風(fēng)險,減溫減壓裝置有液擊風(fēng)險,檢修清理有物體打擊、高處墜落、火災(zāi)風(fēng)險。
冷卻水經(jīng)循環(huán)水泵分別送至干吸工序陽極保護管殼式酸冷卻器、汽輪機風(fēng)機工序油冷卻器和電站凝汽器換熱,出換熱器冷卻水送至涼水塔進行噴淋抽風(fēng)冷卻,冷卻后的水進入冷水池,其中脫鹽水板式換熱器回水直接進入冷水池,完成循環(huán)過程;循環(huán)水池通過加入阻垢劑、殺菌劑,以保持水質(zhì)合格,避免冷卻器結(jié)垢。硫酸循環(huán)水風(fēng)險有淹溺、殺菌劑中毒、硫酸灼傷,涼水塔檢修有動火火災(zāi)、高處墜落和中毒窒息風(fēng)險。
火車停穩(wěn)墊入防溜塊,吊裝區(qū)域警戒,由持證起重工吊裝硫黃集裝箱就位,嚴(yán)格執(zhí)行“十不吊”,硫黃卸車平臺設(shè)置有8組霧化噴頭,給煤機、皮帶、風(fēng)管和天橋等均設(shè)置有多組霧化噴頭,每次卸料前檢查霧化噴頭,地坑風(fēng)機抽氣有效,開啟霧化噴頭卸硫黃,控制硫黃放箱速度防揚塵和地坑H2S 超標(biāo),卸料人員佩戴好勞動防護用品并注意站位,防止箱門沖擊傷人和硫黃埋人,卸料清理不用空氣吹掃以防揚塵爆炸,卸料過程由專人指揮操作和檢查,硫黃轉(zhuǎn)運、硫黃庫、斗提機等設(shè)有多個監(jiān)控視頻觀察,天橋皮帶下料口設(shè)置有防塵溜管;熔硫區(qū)域使用防爆電器,設(shè)置有多臺SO2監(jiān)測報警儀和自動滅火系統(tǒng),當(dāng)SO2監(jiān)測報警儀檢測φ(SO2)達50×10-6和感溫電纜達到70 ℃時,觸發(fā)火災(zāi)噴淋滅火系統(tǒng),自動開啟噴淋水滅火;地坑設(shè)置有多臺H2S 氣體監(jiān)測報警儀,并檢驗合格,卸料過程中人員不得進入地坑,現(xiàn)場人員佩戴防毒面具;熔硫控制室應(yīng)急柜內(nèi)配有2套空氣呼吸器和多套防毒全面罩;熔硫區(qū)域禁止煙火,動火按一級動火認(rèn)真落實安全措施和審批,公司消防車和消防員在現(xiàn)場全程監(jiān)護,禁止穿化纖服,不得敲打金屬、高空拋物和高空墜物產(chǎn)生火花;硫黃散卸皮帶機頭、機尾和斗提機機頭聯(lián)軸器設(shè)有防護罩,皮帶設(shè)置有緊急拉繩開關(guān)和安全護欄,皮帶和斗提機設(shè)置有系統(tǒng)聯(lián)鎖,投入聯(lián)鎖時單臺皮帶不能運行;皮帶啟動前開啟警鈴、警燈,仔細檢查皮帶一周,無異常方能啟動皮帶;對皮帶等傳轉(zhuǎn)動設(shè)備檢修清理,須在斷電(經(jīng)兩次確認(rèn)無誤)、電源處掛禁止啟動牌、拉繩開關(guān)在拉停狀態(tài)等安全措施落實后,方能作業(yè)。硫黃庫裝載機供料時,硫黃庫封閉,裝載機嚴(yán)格按啟動前檢查、鳴笛、作業(yè)區(qū)警示,禁止交叉作業(yè)等規(guī)則作業(yè);同庫內(nèi)禁止兩車同時作業(yè);進入硫黃庫人員采取許可和登記,車輛須裝有效阻火器,許可后方可駛?cè)?。熔硫工序周圍?biāo)有介質(zhì)名稱和毒物標(biāo)志,以及其他醒目的安全標(biāo)志等;硫黃中加入的液體氫氧化鈉改為無危險的石灰;熔硫工序使用較先進的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS),安全穩(wěn)定;快速熔硫槽內(nèi)配有滅火蒸汽、引風(fēng)系統(tǒng)和洗滌系統(tǒng);整個硫黃轉(zhuǎn)運系統(tǒng)設(shè)置8個視頻監(jiān)控,便于運行時觀察硫黃轉(zhuǎn)運情況,每班清掃硫黃,做好防火防爆管理;編制《熔硫崗位硫黃著火事故現(xiàn)場處置方案》,并定時學(xué)習(xí)和演練,重點部位有公司領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任安全負(fù)責(zé)人,定期指導(dǎo)、檢查和監(jiān)督。
在硫黃的裝卸、運輸和使用過程中,其粉塵的粒度、分散度都是無法控制的,能做的主要是控制空氣中硫黃粉塵質(zhì)量濃度低于爆炸下限(2.3 g/m3),增加硫黃溫度。當(dāng)氣溫低于5 ℃時不得卸硫黃,優(yōu)先選用不易揚塵的顆粒硫黃,如遇塊粉硫黃,應(yīng)搭配使用;為防止皮帶托輪或斗提機軸承磨損發(fā)熱引發(fā)著火,應(yīng)加強設(shè)備的維護保養(yǎng),及時更換轉(zhuǎn)動不靈活的托輪和軸承;夜間不卸硫黃,定期進行隱患排查及治理。
2.2.1 升溫開車控制措施
系統(tǒng)全面檢查正常,安全環(huán)保設(shè)施正常運行,開車方案,煤爐、煮鍋方案已審批完成,作業(yè)人員培訓(xùn)合格,特殊工種作業(yè)人員持證上崗,按規(guī)定穿戴好防護用具;開車前,落實好水、電、汽和氨水,干吸、尾吸工序運行正常,先烘爐和給轉(zhuǎn)化器升溫,裝油槍,送空氣,后開油槍點火,避免錯送形成混合性爆炸氣體;轉(zhuǎn)化器溫度升至正常溫度,換硫黃槍,尾吸pH 8.5左右,啟動風(fēng)機,打開尾吸塔進口閥,控制焚硫爐頭壓力在3 kPa左右空吹3min,再將風(fēng)壓緩慢提至8 kPa,噴液硫霧化點火,緩慢提負(fù)荷至正常,聯(lián)鎖投入,焚硫爐溫度不得超過1 050 ℃,不得超溫、超壓、超負(fù)荷生產(chǎn);排冷凝酸時,人員正確佩戴防酸器材,硫酸裝置編制有《硫酸裝置柴油儲罐著火現(xiàn)場處置方案》,并定期學(xué)習(xí)、演練。
2.2.2 氣體泄漏控制措施
硫酸主裝置均使用較先進的FCS工控系統(tǒng),風(fēng)機使用德國進口的汽輪3K 風(fēng)機,系統(tǒng)設(shè)置有多臺聯(lián)鎖報警,Ⅰ、Ⅱ焚硫,轉(zhuǎn)化周圍設(shè)置8 臺SO2氣體監(jiān)測警報儀,報警值低報為3.5 ×10-6,高報為7×10-6,主裝置各個角度均有監(jiān)控探頭,能及時發(fā)現(xiàn)處置煙氣泄漏。生產(chǎn)中管道、設(shè)備出現(xiàn)SO2、SO3泄漏時,若泄漏量過大無法控制,緊急停車;若泄漏量少,采取帶壓堵漏,堵漏前項目負(fù)責(zé)人、安全員、檢修人員等到現(xiàn)場識別風(fēng)險,系統(tǒng)降負(fù)荷,認(rèn)真落實安全措施,人員防護到位,在氣體分析合格、辦理安全作業(yè)票后方能作業(yè)。降負(fù)荷不能堵漏時,聯(lián)系停車補焊;硫酸主裝置安裝4個風(fēng)向標(biāo),泄漏時從上風(fēng)方向或側(cè)風(fēng)方向疏散,硫酸主控室配有4套空氣呼吸器、防化服等器材;編制有《硫酸裝置SO2、SO3泄漏現(xiàn)場處置方案》,并定期學(xué)習(xí)和演練。
硫酸泵啟動或檢修硫酸管道、設(shè)備時,必須佩戴好防酸服、防酸面罩等防酸用品,確保噴淋洗眼器完好;該工序管道、風(fēng)機和槽子檢修清理中,登高、動火、容器內(nèi)作業(yè)等危險作業(yè)前須認(rèn)真落實安全措施,機泵等運轉(zhuǎn)設(shè)備斷電確認(rèn)掛牌,管道內(nèi)和容器內(nèi)酸排盡,有效隔離和置換合格,人員齊全,正確使用防護器材,辦理相關(guān)票證,作業(yè)現(xiàn)場設(shè)置警示標(biāo)識,禁止上下交叉作業(yè),作業(yè)點專人指揮和負(fù)責(zé)安全等,方能作業(yè);硫酸裝置編制有《硫酸泄漏現(xiàn)場處置方案》和《硫酸裝置硫酸灼傷現(xiàn)場處置方案》,并定期學(xué)習(xí)、演練。
開車前氨站備足氨水,確保氨水泵運行正常,開車前2 h 加氨水點倒到尾吸塔內(nèi),氨水w(NH3)為11%~12%,調(diào)整pH 達到8.5~8.8,pH 不達到指標(biāo)不開車噴硫黃;生成的硫銨液送磷銨生產(chǎn)裝置用,巡檢時注意觀察噴濺情況,法蘭處增加防噴濺措施,巡檢人員佩戴好護目鏡,攜帶防毒面具,尾吸區(qū)域設(shè)置有氨氣泄漏檢測報警儀,能及時發(fā)現(xiàn)氨水泄漏,對于氨管線動火要認(rèn)真落實安全措施,對物料來源用盲板有效隔離,用蒸汽或水置換合格,辦票后方能動火。
硫酸貯罐頂部均為錐形,安裝有呼吸閥,4 個貯罐設(shè)有梯子和過道,頂部相連,護欄、貼角邊齊全完好,硫酸管法蘭設(shè)置防噴濺塑料,人員開關(guān)閥門和啟動酸泵均佩戴好防酸衣等勞動防護用品,卸酸、裝酸點均設(shè)有噴淋洗眼器,酸車停至正確位置,放置防滑塊,提供電子運單,將耐酸膠管放入卸酸儲酸槽孔內(nèi),卸酸閥出口處卡箍緊固牢靠,檢查確認(rèn)安全后,填寫裝卸車許可證,裝卸酸,并加強過程監(jiān)控,卸酸前小槽送酸泵正常運行,方能卸酸,避免漫酸,卸酸中若出現(xiàn)輸酸管線泄漏、噴濺等緊急情況,立即停止卸酸,用礦粉圍堵和處理,消除泄漏后再次卸酸;硫酸罐區(qū)設(shè)置有圍堰,出口裝有閥門并常關(guān),圍堰外設(shè)有兩個雨水收集池;罐體和酸管定期測厚;檢查運轉(zhuǎn)設(shè)備時,須確保防護罩完好,并脫去手套,女工上崗須將頭發(fā)盤于帽內(nèi)。
該工序須正確穿戴個人防護用品,加強對酸堿泄漏點的巡檢,檢修前須認(rèn)真落實酸堿卸盡的安全措施,人員做好酸堿噴濺灼傷的安全防護,脫鹽水設(shè)置有1臺噴淋洗眼器。
每月對鍋爐及附件進行全面檢查,安全閥及附件定期檢驗合格;制定鍋爐在正常操作液位下不上水最長允許時間;制定鍋爐缺水判斷方法和處理措施,并定期演練和總結(jié);出現(xiàn)鍋爐缺水時,應(yīng)立即停止焚硫爐噴液體硫黃,停止送風(fēng),立即查明輕微缺水還是嚴(yán)重缺水。若操作不當(dāng)造成輕微缺水,給水系統(tǒng)正常、不影響正常運行,則可以繼續(xù)進水到正常水位,投入正常運行;若是嚴(yán)重缺水,須按緊急停爐辦法處理;當(dāng)硫酸兩套裝置均停車,中、低壓蒸汽管疏水閥門打開就地排放,防止管道水擊。
余熱電站配有多組滅火器,滑潤油處增加了感溫電纜和自動噴淋滅火系統(tǒng),進出口設(shè)置有緊急放空閥和減溫減壓裝置,安全閥及附件定期檢驗合格,做好硫酸主裝置鍋爐與電站汽輪機的協(xié)調(diào)運行;注意汽輪機滑潤和暖機;配備絕緣手套和器材。
控制循環(huán)水pH≥7,保證設(shè)備腐蝕率最低,通過pH 值及時判斷酸冷卻器漏酸情況,出現(xiàn)漏酸應(yīng)立即停車處理;控制循環(huán)水Cl-質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于25 ×10-6,及時聯(lián)系相關(guān)人員檢查水質(zhì);涼水塔內(nèi)填料易著火,檢修動火時,接火盆和滅火毯到位,防止火花飛濺,準(zhǔn)備消防水和滅火器,周圍保持濕潤,辦理動火票及受限空間票,消防車到場監(jiān)護,動完檢查余火,下班不允許動火。
新員工或轉(zhuǎn)復(fù)崗員工須進行三級安全教育培訓(xùn),經(jīng)理論和實作考核合格后方可獨立上崗;每半年開展年度安全再教育。逐級簽訂安全環(huán)保責(zé)任狀和安全環(huán)保承諾書,層層落實安全環(huán)保責(zé)任狀。創(chuàng)建六型班組、安全標(biāo)準(zhǔn)化班組,互保聯(lián)保,提高班組的安全管理水平。 建立風(fēng)險識別和管控體系,及時消除事故隱患和化解事故風(fēng)險。
公司2009 年成為二級達標(biāo)企業(yè),并于2019 年9月順利通過復(fù)審,得到上級部門好評。從2009年運行至今,未出現(xiàn)環(huán)境污染事故和輕傷以上安全事故。重點區(qū)域職業(yè)危害因素控制情況良好,硫黃庫房粉塵監(jiān)測合格率達100%。2021 年硫酸兩個班已通過“六型班組”四星和五星驗收。
總之,在以后的安全生產(chǎn)中,公司繼續(xù)發(fā)揚優(yōu)點,查找不足,加強學(xué)習(xí)和交流,不斷提高員工安全意識,組織員工積極參與安全管理、風(fēng)險識別,完善措施,落實安全責(zé)任等,進一步夯實磷銨安全生產(chǎn)工作基礎(chǔ),確保裝置安全生產(chǎn)。