李治國(guó)

（臨渙焦化股份有限公司，安徽 淮北 235141）

電石渣是電石水解獲取乙炔氣后的以氫氧化鈣為主要成分的廢渣。乙炔（C2H2）是基本有機(jī)合成工業(yè)的重要原料之一，以電石（CaC2）為原料，加水（濕法/干法）生產(chǎn)乙炔的工藝比較簡(jiǎn)單成熟，目前電石生產(chǎn)乙炔約占國(guó)內(nèi)乙炔總產(chǎn)量的95%以上，是我國(guó)現(xiàn)今主要的乙炔生產(chǎn)方法，在我國(guó)占較大比重。濕法工藝1 t電石加水可生成300 kg以上乙炔氣，同時(shí)生成10 t含固量約12%的工業(yè)廢液，俗稱(chēng)電石渣漿。干法工藝1 t電石加水可生成350 kg以上乙炔氣，同時(shí)生成約1 200 kg固態(tài)電石渣。為了節(jié)能減排和發(fā)揮綜合利用效益，利用電石渣代替石灰石制水泥，生產(chǎn)生石灰，用作電石原料、化工產(chǎn)品、生產(chǎn)建筑材料及環(huán)境治理等，如新疆天業(yè)2×300 MW機(jī)組采用“電石渣石膏法”工藝脫硫[1]；山西太原第一熱電廠、國(guó)電寧夏英力特西部熱電公司、新疆中泰化學(xué)富康工業(yè)園等均采用電石渣脫硫。電石渣主要成分為氫氧化鈣，人們往往忽視電石渣制漿工藝中的安全風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)內(nèi)部分學(xué)者對(duì)電石渣脫硫工藝開(kāi)展研究，闖喜宏[2]對(duì)電石渣脫硫運(yùn)行存在的問(wèn)題進(jìn)行了探討，張國(guó)旺[3]論述了電石渣-濕法脫硫在運(yùn)行中存在的主要問(wèn)題，并針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行改造。昆明理工大學(xué)謝克強(qiáng)教授在深入分析電石渣物性特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)梳理了電石渣的資源化利用研究現(xiàn)狀，并對(duì)利用過(guò)程中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析，提出了電石渣可行的資源化利用方向和重點(diǎn)研究目標(biāo)，為有效解決電石渣的資源化利用問(wèn)題提供參考和借鑒，期待促進(jìn)氯堿化工等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的綠色安全發(fā)展。

國(guó)內(nèi)也發(fā)生過(guò)多次由于電石渣導(dǎo)致的生產(chǎn)安全事故：2013年10月29日，南京鈦白化工有限責(zé)任公司位于廠區(qū)的四車(chē)間電石渣干粉料倉(cāng)發(fā)生爆炸事故，造成1人死亡，2人表皮輕微擦傷；2016年9月18日14時(shí)17分，位于甘肅西寧經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)甘河工業(yè)園區(qū)的青海鹽湖海納公司東廠區(qū)電石渣水泥生產(chǎn)線發(fā)生爆炸事故。事故發(fā)生時(shí)，該水泥生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)檢修作業(yè)共有26人，事故造成6人死亡，8人受傷；2018年7月12日9時(shí)40分左右，甘肅省金昌市金泥集團(tuán)干法二廠電石渣庫(kù)檢修準(zhǔn)備時(shí)，發(fā)生爆炸事故，造成4人死亡，2人受傷。

1 電石渣制漿工藝流程

電石渣制漿采用“電石渣-石膏濕法脫硫”工藝。工藝流程：作業(yè)單位用水泥罐車(chē)將電石渣（主要成分Ca（OH）2）運(yùn)到脫硫漿液儲(chǔ)罐處，通過(guò)管道輸送到化灰罐上方的料斗，將電石渣灰由料斗通過(guò)機(jī)械輸送進(jìn)入化灰罐，同時(shí)向化灰罐旁邊的工藝水儲(chǔ)罐泵入工藝水?dāng)嚢?。攪拌制漿后，通過(guò)化灰罐底部的管道泵入漿液儲(chǔ)罐，再通過(guò)管道將制好的漿液用泵輸送到脫硫塔，用于煙氣脫硫。電石渣漿液罐設(shè)置有溢流管，其作用是防止電石渣漿液罐內(nèi)液位過(guò)高，造成溢罐的安全風(fēng)險(xiǎn)。需要檢維修時(shí)，可將漿液儲(chǔ)罐或脫硫塔中的電石渣漿液導(dǎo)入應(yīng)急漿液罐暫儲(chǔ)。電石渣制漿工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 電石渣制漿工藝流程圖

2 工藝安全風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 電石渣存儲(chǔ)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)

電石渣存放于渣庫(kù)中，電石渣庫(kù)一般為半敞開(kāi)式帶頂?shù)慕?gòu)筑物內(nèi)。當(dāng)電石渣堆放過(guò)高時(shí)，電石渣堆垛容易發(fā)生傾倒而造成埋人等事故。由于電石渣主要成分是氫氧化鈣，為堿性化學(xué)品，具有腐蝕性，人員未佩戴防護(hù)用品、防護(hù)用品選型不當(dāng)或防護(hù)用品穿戴不規(guī)范，可能導(dǎo)致作業(yè)人員直接接觸電石渣，造成對(duì)皮膚的腐蝕危害。電石渣為微米級(jí)的顆粒物，這些微小顆?？砷L(zhǎng)時(shí)間懸浮于空氣中，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員長(zhǎng)時(shí)間接觸吸入呼吸道后，還有可能造成粉塵危害。電石渣中還可能存在微量乙炔等易燃易爆氣體[4]。電石渣庫(kù)未設(shè)計(jì)通風(fēng)設(shè)施，或者通風(fēng)設(shè)施設(shè)計(jì)不合理，通風(fēng)量不足，容易造成乙炔等易燃易爆氣體的集聚，遇到點(diǎn)火源可能發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸事故。電石渣庫(kù)防雨設(shè)計(jì)不合理，電石渣遇水可能形成堿性水溶液，一旦四處流淌可能造成環(huán)境污染，發(fā)生環(huán)境污染事件。電石渣粉倉(cāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，電石渣粉倉(cāng)存儲(chǔ)量過(guò)多，電石渣粉倉(cāng)選材不合理，長(zhǎng)時(shí)間腐蝕泄漏，都有可能導(dǎo)致電石渣坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

2.2 電石渣輸運(yùn)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)

運(yùn)渣卡車(chē)在運(yùn)輸電石渣時(shí)由于廠內(nèi)道路調(diào)度指揮不當(dāng)或司機(jī)違章，廠內(nèi)架空管路未裝設(shè)限高標(biāo)志，廠區(qū)道路未設(shè)置限速牌，人員物流未分開(kāi)，車(chē)輛的裝載、車(chē)輛及駕駛員的管理等方面的缺陷，均可能引發(fā)車(chē)輛傷害事故。據(jù)國(guó)外的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生的安全生產(chǎn)事故，由駕駛員有關(guān)因素引起的占84.5%，由車(chē)輛引起的占1.5%，由行人引起的占14.5%。汽車(chē)運(yùn)輸?shù)陌踩L(fēng)險(xiǎn)主要由駕駛員、汽車(chē)、環(huán)境、管理、其他等方面造成。駕駛員的身體狀況、心理狀態(tài)、職業(yè)道德、駕駛經(jīng)驗(yàn)、駕駛熟練度對(duì)安全有著至關(guān)重要的影響。

2.3 電石渣制漿過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)

電石渣粉倉(cāng)接受物料過(guò)程中，可能由于電石渣結(jié)塊，電石渣中存在異物，下料速度和接料速度不匹配等情形，電石渣不能及時(shí)排出，造成堵料的事故風(fēng)險(xiǎn)。

電石渣粉倉(cāng)、化灰罐、應(yīng)急漿液罐等操作平臺(tái)均大于2米以上，護(hù)欄高度不足、強(qiáng)度不夠、平臺(tái)未設(shè)置防滑措施等情況下，在設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、檢查修理過(guò)程和日常巡查巡檢過(guò)程中，可能引起人員墜落事故。

電石在和水反應(yīng)過(guò)程中，可能由于未充分反應(yīng)殘余的電石渣中微量電石，在漿液制備過(guò)程中與水反應(yīng)產(chǎn)生乙炔氣。乙炔微溶于水，乙炔在水中溶解度只有0.117 g/L。反應(yīng)生成的乙炔氣可能從水中釋放出來(lái)，存在于電石渣漿液罐上部，在半封閉空間長(zhǎng)期集聚，極有可能產(chǎn)生爆炸性氣體環(huán)境。乙炔氣在空氣中的爆炸濃度極限為2.1%～80.0%（體積比），當(dāng)達(dá)到其爆炸極限濃度范圍，遇到明火、電火花或其他點(diǎn)火源，都可能發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。電石渣中夾雜生成的乙炔氣給生產(chǎn)帶來(lái)較大的安全隱患。國(guó)內(nèi)發(fā)生的多次爆炸事故與電石渣產(chǎn)生的氣體集聚有關(guān)。

檢維修過(guò)程進(jìn)入電石渣粉倉(cāng)、化灰罐、應(yīng)急漿液罐等受限空間，未按規(guī)定審批作業(yè)票，未檢測(cè)受限空間中的氧含量，未做好通風(fēng)、監(jiān)護(hù)等安全措施，作業(yè)人員貿(mào)然進(jìn)入這些受限空間，有窒息、中毒事故的可能。

攪拌漿電機(jī)以及各種泵體等若防護(hù)不完善，違章操作或一些帶電導(dǎo)體裸露在外，作業(yè)人員安全和防范意識(shí)差，會(huì)有觸電危險(xiǎn)。此外，若設(shè)備接地不良，在故障情況下，外殼帶電也會(huì)導(dǎo)致觸電事故。除上述原因外，作業(yè)人員在電氣設(shè)備維修、停送電操作，電工、焊工作業(yè)過(guò)程中，如不嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作也會(huì)導(dǎo)致觸電傷害。

各類(lèi)機(jī)泵等，若其轉(zhuǎn)動(dòng)部位未安裝防護(hù)罩，防護(hù)罩強(qiáng)度弱，安全防護(hù)距離不夠或損壞，機(jī)泵設(shè)備零部件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)作業(yè)人員身體部位、衣角或者頭發(fā)被卷入或絞碾，設(shè)備未設(shè)置緊急停車(chē)功能，可能會(huì)造成作業(yè)人員的機(jī)械傷害。

電機(jī)等電氣設(shè)備因過(guò)載保護(hù)、接地保護(hù)等電氣防護(hù)設(shè)施或措施不完善，可能發(fā)生電氣火災(zāi)事故。電氣系統(tǒng)中的電力電纜存在一定的火災(zāi)危險(xiǎn)性。普通電纜的絕緣材料多為可燃物，當(dāng)電纜的防護(hù)層破損、老化、被腐蝕、接頭不良或過(guò)載運(yùn)行時(shí)，電纜絕緣均可能被擊穿，產(chǎn)生的電弧會(huì)引燃絕緣材料，并迅速沿著敷設(shè)電纜的溝槽蔓延，造成嚴(yán)重后果。電纜敷設(shè)在夾層、廊道、架空支架內(nèi)，環(huán)境惡劣，空間狹小，一旦發(fā)生火災(zāi)，火焰會(huì)沿電纜敷設(shè)通道快速蔓延、燃燒并釋放出有毒物質(zhì)，使事故擴(kuò)大。

3 事故原因及防范措施

2021年4月7日9時(shí)47分許，滁州市定遠(yuǎn)縣爐橋鎮(zhèn)安徽華塑股份有限公司自備熱電廠發(fā)生一起閃爆事故，造成6人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失935.37萬(wàn)元[5]。事故發(fā)生工段為電石渣制漿工段，導(dǎo)致該起事故的直接原因?yàn)槊摿蛑茲{區(qū)電石渣漿液泵回流管道漏漿后，作業(yè)人員在漿液儲(chǔ)罐頂部進(jìn)行焊接作業(yè)，漿液儲(chǔ)罐罐體內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間聚積的乙炔和一氧化碳混合氣體，遇到焊接作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的焊接火花而發(fā)生閃爆。事故的間接原因?yàn)槭鹿氏嚓P(guān)單位安全生產(chǎn)主體責(zé)任不落實(shí)，地方政府及有關(guān)部門(mén)對(duì)該企業(yè)安全監(jiān)管不到位。

針對(duì)電石渣制漿工藝可能存在的火災(zāi)爆炸事故風(fēng)險(xiǎn)，電石渣庫(kù)、電石渣筒倉(cāng)應(yīng)按照《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50493-2019）等要求，設(shè)置可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警儀。當(dāng)氣體濃度過(guò)高時(shí)，應(yīng)設(shè)置與通風(fēng)裝置相連的自動(dòng)報(bào)警裝置，確保氣體濃度達(dá)不到可能發(fā)生的最低爆炸濃度范圍。對(duì)于電石渣筒倉(cāng)還應(yīng)設(shè)置氮?dú)庵脫Q吹掃裝置，一旦電石渣筒倉(cāng)的可燃?xì)怏w濃度超標(biāo)，及時(shí)注氮進(jìn)行置換。對(duì)于化灰罐、應(yīng)急漿液罐等，也可設(shè)置氮?dú)?空氣吹掃裝置，確保動(dòng)火作業(yè)時(shí)，及時(shí)吹掃將罐頂部空間的可燃?xì)怏w控制在爆炸濃度范圍內(nèi)。除此之外，應(yīng)控制化灰罐、應(yīng)急漿液罐內(nèi)的液位高度。液位高度過(guò)低，將使罐頂空間增大，當(dāng)可燃?xì)怏w充滿(mǎn)液位以上空間，發(fā)生意外爆炸事故時(shí)，可燃?xì)怏w釋放能量變大，將使爆炸事故后果擴(kuò)大。

對(duì)于可能發(fā)生電石渣料倉(cāng)坍塌事故風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)全面系統(tǒng)排查辨識(shí)料倉(cāng)安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，復(fù)核料倉(cāng)的設(shè)計(jì)、制造、安裝缺陷，以及支撐能力、基礎(chǔ)沉降、構(gòu)建銹蝕等問(wèn)題，校核料倉(cāng)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，并確保在極端運(yùn)行工況下仍具有足夠安全裕度。電石渣料倉(cāng)儲(chǔ)存操作過(guò)程中，應(yīng)設(shè)置料倉(cāng)限位裝置，確保料倉(cāng)不超量?jī)?chǔ)存。

為了防范電石渣輸運(yùn)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)嚴(yán)格檢查車(chē)輛的本體安全。運(yùn)輸人員應(yīng)取證并經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，物流道路和人流道路應(yīng)分開(kāi)設(shè)置，作業(yè)場(chǎng)所應(yīng)設(shè)置限高限速等安全警示標(biāo)識(shí)。

登高、臨時(shí)用電、動(dòng)火等特殊作業(yè)，應(yīng)根據(jù)《化學(xué)品生產(chǎn)單位特殊作業(yè)安全規(guī)范》（GB 30871-2021）等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，嚴(yán)格作業(yè)票證管理，完善風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和分析，嚴(yán)格落實(shí)相關(guān)安全措施，做好個(gè)體防護(hù)，嚴(yán)格作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)管，確保作業(yè)全程可靠、可控。對(duì)于節(jié)假日、特殊時(shí)段、惡劣天氣等情形，要禁止特殊作業(yè)，或者依規(guī)定開(kāi)展作業(yè)票證的升級(jí)管理。

為了防止電石渣堵料，可采取下料倉(cāng)的自動(dòng)檢測(cè)防堵裝置，在料倉(cāng)的側(cè)壁上，設(shè)置檢測(cè)和清堵裝置，并通過(guò)信號(hào)線與清堵裝置的控制電路連接，采用振動(dòng)器或空氣炮或兩者的組合設(shè)計(jì)，及時(shí)徹底地疏通堵塞，保證生產(chǎn)的連續(xù)性和生產(chǎn)工藝的安全性。

電機(jī)等設(shè)備應(yīng)核實(shí)其工藝負(fù)荷的能力匹配性，選用具有安全標(biāo)識(shí)的合格產(chǎn)品。安裝和維護(hù)設(shè)備時(shí)，應(yīng)確保其安裝方式正確，安全附件性能良好，并開(kāi)展經(jīng)常性的日常檢查和維護(hù)保養(yǎng)。應(yīng)優(yōu)先選用阻燃性電纜，電纜接頭應(yīng)盡量避免或保證連接可靠。在使用過(guò)程中，還要定期檢查電氣線路，發(fā)現(xiàn)電線電纜存在質(zhì)量問(wèn)題或老化破損要及時(shí)更換。

針對(duì)電石渣工藝，應(yīng)采用工作危害分析（JHA）、故障樹(shù)分析（FTA）、故障類(lèi)型及影響分析（FMEA）等分析手段，必要時(shí)采取危險(xiǎn)與可操作性分析（HAZOP）技術(shù)，詳細(xì)分析和查找工藝風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)計(jì)缺陷，并采取相應(yīng)的安全防范措施，提升工藝設(shè)計(jì)本質(zhì)安全水平。

電石渣制漿工藝的各種安全設(shè)施，應(yīng)明確專(zhuān)人負(fù)責(zé)，建立隱患排查與治理雙重預(yù)防體系，開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控。企業(yè)應(yīng)建立雙重預(yù)防機(jī)制，建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，形成全員參與工作格局。按照功能獨(dú)立、大小適中、易于管理的原則，選取所有生產(chǎn)裝置、儲(chǔ)存設(shè)施作為安全風(fēng)險(xiǎn)分析對(duì)象。除了辨識(shí)工藝中靜態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)，還特別要注意辨識(shí)作業(yè)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)結(jié)果，形成行之有效的安全風(fēng)險(xiǎn)管控措施。根據(jù)管控措施制定切實(shí)可行的隱患排查體系，責(zé)任到人到崗，明確隱患排查頻次、檢查要點(diǎn)。對(duì)發(fā)現(xiàn)的安全隱患問(wèn)題，利用信息化、智能化等新手段，落實(shí)隱患的按時(shí)整改，形成隱患排查和整改的閉環(huán)管理體系。強(qiáng)化日常管理效果和作用，不斷消除事故隱患，關(guān)口前移，預(yù)防在先，有效防范各類(lèi)生產(chǎn)安全事故。

4 結(jié)論

本文分析了電石渣制漿工藝儲(chǔ)存、輸運(yùn)、制漿過(guò)程中工藝安全風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合華塑4.7閃爆事故，分析了事故原因及防范措施，為預(yù)防電石渣制漿工藝安全風(fēng)險(xiǎn)提供了借鑒，以期指導(dǎo)企業(yè)搞好安全生產(chǎn)工作。