化肥生产中氮肥生产的防火措施

石　云

化肥是采用化学方法生产的肥料,含有氮、磷、钾等元素的肥料。主要的产品有氮肥、磷肥和钾肥等。

在各类化肥中,氮肥产量居第一位,其生产过程更是复杂危险,包括造气、精制、压缩与合成、氨加工等生产步骤。下面重点介绍其防火问题。

一、火灾危险性

1.在氮肥生产过程中,准备原料时,由于一些原料,诸如块状焦炭、无烟煤等,在运输、粉碎、筛分等过程中极易产生粉尘,四处飞扬,当达到一定的浓度时,偶遇明火、猛烈摩擦或雷击等,很易引起爆炸和燃烧。如用液体原料和固体原料,由于其中所含的烷烃、环烷烃、甲烷等多属易燃化合物,火灾的危险性也很大。

2.造气时,进行造气生产的主要设备——煤气发生炉和废热锅炉属于有明火和赤热表面的设备,若防范不慎,煤气发生炉出现煤气泄漏,或管道发生滴、漏,漏出的易燃煤气与空气混和将会因明火和赤热表面而发生爆炸。

3.在精制过程中,脱硫时,一些设备因腐蚀极易出现漏气,致使火灾危险性增高;变换时,一氧化碳分子与水蒸气进行转化反应后,生成的变换气中氢气和一氧化碳皆属易燃易爆物,火灾危险性也很大。

4.在压缩工艺中,随着精制的深化,原料气体中二氧化碳的清除,混和气体中氢的比例增加,可燃气体压力加大,混合气体的爆炸浓度极限范围加宽,点火能量大为下降,高压气体只需有少量泄漏到空间,即会形成大量的爆炸性混和气体,并且,加压后的可燃气体爆炸威力更大,火灾的危险性相应增大。合成氨时,在清除二氧化碳的过程中,高压高速气流对管道的冲刷作用使管壁变薄,一旦发生泄漏,极易导致爆炸。同时,对原料气进行精炼时所排出的大量的可燃气体也易引起燃烧爆炸。另外,当氨合成塔的操作压力超负荷时,将造成合成塔或管件的胀裂,高压气体外泄,危险性极大。

5.进行氨加工时,稀硝酸生产中产生的亚硝酸钠是强氧化剂,稍有不慎,即可与其他物质相遇燃烧或与硝酸铵混存发生自燃;而硝酸铵生产中若混入铜、锌、镍、锑等金属或稀硝酸中含有大量氧化氮,就会生成极易爆炸的亚硝酸铵。其火灾危险性属于甲类;尿素生产则因其含有氢、氨、氧等气体,所以仍隐含有燃烧爆炸的危险。

二、防火措施

(一)造气工序

1.造气前,首先要注意原料的储运和处理。如用固体原料生产,则应防止粉尘的积存和飞扬,其设备应尽可能做到密闭,厂房要设排风除尘设备和水喷雾装置,要加强生产管理,做到每班清除积尘。储存固体燃料的露天或半露天堆场,应设在水源充足的地方,注意堆场的通风降温,防止自燃;如用液体原料生产,则应注意加热重油时,温度应控制在90℃以下,并定期排除油层下的积水。

2.造气时,设备和管道应密闭,防止燃料跑、冒、滴、漏,如以焦炭制取半水煤气,最危险的是发生炉内因“透氧”而爆炸,即半水煤气中含氧量超过0.5%,由于半水煤气的爆炸上限高达69.4%,“透氧”很容易使煤气浓度达到上限。因此在气化时应先在发生炉出口的煤气系统上设放测定煤气中氧含量的自动分析仪和“透氧”报警仪。

3.降温和除尘时,在废热锅炉、除尘器等高温设备后,应设大的上逆水封,以防止煤气返回。水箱内的水应保持溢流状态。上逆水封和后部洗涤塔排水,都应设溢流水封。

4.开、停车与检修时,煤气系统停车后和开车前应先用氮气进行彻底置换,使系统中可燃气体浓度低于0.5%;开车前需使系统内含氧量低于2%,防止煤气进入形成爆炸性混合气体。

5.如采用重油气化制半水煤气,在原料的加压与预热中,油系统应设压力指示和压力降低报警信号;重油温度指示和超温报警信号;并使他们与发生炉的放空系统联锁。控制预热温度不要超过125℃,在调节生产负荷时,应遵守“加量先加油,减量先减氧”的原则。

(二)精制工序

1.脱硫时,吸附器中加入的氧应经过计算,使脱硫后的煤气含氧量低于0.2%～0.3%,在煤气入口处设煤气流量表、空气流量表和硫化氢含量分析仪。

2.采用湿法脱硫,应严格控制脱硫吸收塔和溶液再生塔塔底的液位,防止液体抽空吸入空气与煤气形成爆炸性混和物。

3.用以储存变换气的气柜应装有钟罩高度指示仪及气柜高限和低限报警仪,气柜低限与压缩机的自动停车联锁装置,气柜与厂内其他建(构)筑物、明火点等的防火间距,应执行《建筑设计防火规范》的规定,在气柜3O米范围内动火时应执行一定的审批手续,投用前,变换气柜用氮气进行置换时要执行“三升三降”的操作要求,并进行严格测试,第三次放空气体内的氧含量若不少于2%,还应再用氮气进行“升降”,以消除隐患。混式气相应注意保持水封槽内的溢流状态。

(三)压缩与合成工序

1.在压缩过程中,压缩为甲类危险生产,其厂房布局要合乎《建筑设计规范》的要求。厂房内动力、照明、仪表等电气设备均应达到1(Q—2)级防爆要求。

2.进行氨合成时,设备、管道的气密性应严格要求,防止泄漏。合成系统的设备、管道在选材、 结构、安装、使用中,应严格遵守有关技术规范规定,并应建立档案,定期检查、定期检修。合成塔切忌超压使用,合成塔的内筒要保持完好。合成系统开车前,应先用氮气进行置换,再用新鲜精炼气置换,最后进行气密性检查,合格后方可开车。

(四)氨加工工序

1.进行稀硝酸生产时,应严格控制氨的加入量,不得超过12%。在设计生产控制时,应设自动控制、氨超限自动报警、自动断氨、自动放空联锁装置。

2.进行尿素生产时,关键是防止氨的泄漏,避免氨与空气接触形成爆炸性混和气体,另外,加入二氧化碳中的空气含量不得超过体积比4%。□

(编辑/丹桔)