硝基复合肥熔体造粒法的风险分析与预防措施*

常　敏，何伟平

(1 徐州工业职业技术学院安全技术管理132，江苏　徐州　221140；2 徐州工业职业技术学院化学工程技术学院，江苏　徐州　221140)



安全与管理

硝基复合肥熔体造粒法的风险分析与预防措施*

常敏1，何伟平2

(1 徐州工业职业技术学院安全技术管理132，江苏徐州221140；2 徐州工业职业技术学院化学工程技术学院，江苏徐州221140)

介绍了硝基复合肥熔体造粒法生产工艺，分析了其生产过程中的物质、工艺、设备、重大危险源等危险有害因素。分析表明，其生产过程中存在火灾爆炸、化学灼伤、高温灼伤、粉尘、机械伤害、高处坠落等危险有害因素。提出了安全管理对策措施、主要工艺技术和装置安全措施、重点监管危险化学品管理措施、应急救援措施等安全对策措施，建议安全设计和生产活动中应充分考虑这些危险有害因素，加强安全预防。

硝基复合肥；熔体造粒法；硝酸铵；危险有害因素；安全对策措施

硝基复合肥因其肥效快、适合旱地作物等特点，近年来发展非常迅速[1]，已逐步取代传统的单质氮肥。硝基复合肥生产技术可分为团粒法、挤压法、转鼓喷浆造粒法、流化床造粒法和熔体塔式法等，目前应用最为广泛的是熔体造粒法[2]。熔体造粒法生产技术是将硝酸铵熔融后与磷铵、钾盐进行充分混合，经离心造粒器喷出成细流，再呈单个液滴冷却结晶的复合肥生产技术[3]。

熔体塔式法具有节能、环保、产品质量高等优点[4]。但在硝酸铵溶液浓缩时，混合物料容易过热分解；在掺钾混合工序中，KCl的添加也会使混合物的热稳定性变差，以及超标返料均会带来危险隐患[5]；硝酸铵与酸混合并加热亦会产生有毒气体[6]。因此，分析硝基复合肥熔体造粒法生产工艺的危险并提出预防对策，对其安全生产具有一定的参考价值。

1　生产工艺

图1　硝基复合肥熔体塔式法生产工艺流程

硝铵溶液送至造粒塔顶的硝铵蒸发器，经浓缩熔融，注入造粒系统。磷铵、钾盐经称量、筛分，加热到一定温度(90～100 ℃)后送至混合槽。将原料充分混合，混合后的原料进入专用的造粒喷头，喷头从塔顶将熔融料浆喷淋成液滴，液滴在造粒塔中与上升的空气热交换后凝结，冷却成为1～4 mm的颗粒，经筛分、冷却、防结块处理，即得成品。硝基复合肥熔体塔式法生产工艺流程见图1。

2　危险有害因素分析

2.1主要物质的危险有害因素分析

根据《危险化学品目录(2015版)》[7]，硝基复合肥生产工艺涉及的危险化学品有硝酸铵，若在使用或储运过程中硝酸铵发生摩擦、撞击，或混有可燃物料，则容易发生爆炸事故；熔融槽温度较高，纯净的高温硝酸铵溶液相对稳定和安全，但混入氯化物、硝酸或可燃物等杂质后，则呈现分解放热反应，会发生剧烈分解甚至爆炸，故在使用中应当特别注意。

2.2生产工艺中危险有害因素分析

熔融槽、混合槽的操作温度较高，若操作人员没有按规定穿戴劳动防护用品，直接接触上述设备，会造成高温烫伤。熔融的硝酸铵溶液具强氧化性，若直接接触皮肤，会导致化学灼伤。此外，硝酸铵、硫酸钾还具有一定的腐蚀性，若设备材质不符合要求，则会造成设备腐蚀甚至引发事故。

熔融的硝酸铵溶液中混有氯化物、硝酸、可燃物等杂质，或受到猛烈撞击，均可能发生剧烈的分解爆炸。若忽视氯离子是硝酸铵分解的强氧化剂的特征，将含有氯化钾的返料(以氯化钾作为钾源)重新加入制浆系统以进行再造粒，则会诱发硝酸铵溶液的分解爆炸。

此外，在投料、冷却、筛分、包装等工序中，因存在原料的破碎、筛分和输送，或在成品的冷却、筛分过程中均可能产生生产性粉尘，对人体健康造成职业危害。

2.3生产设备的危险有害因素分析

为了省去加热磷酸铵以及钾盐的专用粉体加热装置，目前普遍采取的方式是直接在混合槽内布置换热面积足够的蒸汽盘管，以弥补由于常温粉体物料对熔体造成的温降。由于增大了混合槽的体积，以及部分物料在蒸汽盘管表面结垢，使得高温硝酸铵在容器内的停留时间延长和分解反应的概率增大[5]。

硝酸铵溶液输送管道内有杂物，或保温蒸汽压力过低，或开车前未对输送管道进行预热，均可能发生管道堵塞。造粒喷头未定期清洗或物料粘度大造成喷头堵塞，导致物料未及时排出，可能会造成冒罐现象发生。

若设备设施质量低劣、密封不良、未配备相应的安全附件(安全阀、压力表、温度计等)和安全防护装置、不具备指示性安全技术措施(超限报警、故障报警、状态异常报警等)、未设置紧急停车装置、未设置检修时连锁功能等的安全装置，则紧急情况时不能规避风险。

此外，设备在使用或维修过程中若未遵守操作规程，则有可能引起机械伤害、高处坠落以及火灾爆炸等事故。

2.4重大危险源辨识及其他

根据《危险化学品重大危险源辨识》标准[8]规定，本工艺列入辨识名单的危险化学品有硝酸铵(含可燃物≤0.2%)。其临界量为300 t，装置区最大储量若为15 t，则未构成重大危险源。但考虑到硝酸铵属于首批重点监管的危险化学品[9]，若发生爆炸，事故后果极其严重。因此，企业应加强员工安全教育培训，加强硝酸铵储存和使用的管理，并严格控制硝酸铵的储存量和使用量。

此外，根据《危险化学品安全使用许可适用行业目录》，硝基复合肥的生产属于“化学原料和化学制品制造业”中的“肥料制造”，根据《危险化学品使用量的数量标准》，硝酸铵的最低年设计使用量为180吨，因此，若生产企业年设计使用量不低于该用量，则应当依法申请领取危险化学品安全使用许可证。

3　安全措施与建议

3.1安全管理对策措施

落实安全责任制，完善安全管理制度及安全操作规程。职工应严格遵守安全操作规程及劳动纪律，熟悉本岗位潜在的危险有害因素及应急救援措施。定期参加安全教育培训，经考核合格后方能上岗作业。特种作业人员应参加国家有关规定的安全作业培训，取得特种作业操作资格证书，方可上岗作业。

配置个体防护用品，并督促作业人员佩戴。制定并实施安全事故应急救援预案，定期开展应急救援演练，掌握应急救援措施，提高事故发生时的自救互救能力。

按照国家有关规定，特种设备必须由专业生产单位生产，压力管道由专业单位安装施工，并由取得专业资质的检测、检验机构检验合格，取得安全使用证后方可投入使用。按照《危险化学品安全管理条例》[10]，各种危险化学品由企业统一集中管理。对设备故障、工艺异常、操作失误等应做详细记录，及时分析原因并找出改进措施。

3.2主要工艺技术和装置安全措施

严禁高空抛物，高处作业平台应加设防护栏；严禁在平台上堆放杂物，防止高空坠物。高速转动的机械设备，应加设防护罩等防护装置。破碎结块的硝酸铵不得使用重锤打击。

熔融工艺中硝酸铵严禁配入氯化钾、氯化铵或有机肥料等，防止传动设备的机油滴入熔融槽内。严格控制加热蒸汽压力，防止熔融槽、混合槽温度过高，从而物料发生急剧分解导致爆炸事故。若突遇停电事故，应立即切换到自备电源状态，否则应将熔融槽、混合槽等设备内的物料排空，并关闭蒸汽进气阀停止加热。

采用自动化控制，根据工艺布置和操作特点，各工序采用一系列仪表进行集中控制和检测。现场仪表定期巡视，并设有完善的报警及自动连锁系统，以防事故发生。

3.3重点监管危险化学品管理措施

硝酸铵属于《首批重点监管的危险化学品名录》所列危险化学品，应当按照《首批重点监管的危险化学品安全措施和事故应急处置原则》[11]的有关规定进行操作：

(1)操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿聚乙烯防毒服，戴橡胶手套。

(2)避免产生粉尘。避免与还原剂、酸类、活性金属粉末接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。

(3)严格执行工艺指标，按工艺规程或操作法进行操作，各种设备禁止超温、超压、超负荷运行。禁止将油和氯离子带入硝酸铵溶液系统，防止熔融液喷溅到人体上导致接触部位严重烧伤，必须定期地将机械上(尤其转动与擦油部分)所沉积的硝酸铵和油等除去，生产中凡遇到危及人身或设备安全或可能发生火灾、爆炸事故等紧急情况，操作人员有权先停车后报告，停车后操作人员需要详细说明所遇到的紧急情况，等隐患消除后方能开车。

3.4事故应急救援措施

企业要根据《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》[12]的要求，编制本单位的事故应急救援预案。本着预防为主的原则，以预案为教材，以演练为手段，教育职工在平时注重积累应急救援的相关知识，做到一旦发生事故，能正确判别事故种类、性质和可能影响的范围，采取正确的应急援救措施，实现防、控结合的目标。并应根据本企业的发展和周边的变化，不断完善事故应急救援预案。

4　结　论

硝基复合肥熔体造粒法的生产过程中存在火灾爆炸、化学灼伤、高温灼伤、粉尘、机械伤害、高处坠落等危险有害因素，安全设计和生产活动中应充分考虑这些危险有害因素，落实安全对策措施。加强安全管理，落实安全责任制；完善安全技术措施，实现自动化控制；制定事故应急救援预案，并加强演练，持续改进。

[1]李旭初.硝基复合肥行业的现状及其发展趋势[J].化肥工业,2013,40(2),17-18.

[2]朱法厅.硝基复合肥生产现状及发展趋势[J].山东化工,2015,44(11),56-57.

[3]盖丽芳,李建峰.高塔硝基复合肥工艺技术[J].煤炭与化工,2015,38(2):136-138.

[4]曹广峰.塔式熔体造粒复合肥技术总结[J].化肥工业,2008,35(2):46-48.

[5]孔亦周.高塔硝基复合肥生产中值得注意的安全问题[J].化肥工业,2014,41(6):21-22.

[6]陆晓龙.管式反应器生产硝基复合肥的安全性研究[D].南京:南京理工大学,2014.

[7]国家安全监督管理总局,工业和信息化部,公安部,等.危险化学品目录[Z].2015-02-27.

[8]GB18218-2009,危险化学品重大危险源辨识[S].

[9]国家安全监督管理总局.首批重点监管的危险化学品名录[Z].2011-06-21.

[10]中华人民共和国国务院.危险化学品安全管理条例[Z].2011-03-02.

[11]国家安全监督管理总局.首批重点监管的危险化学品安全措施和事故应急处置原则[Z].2011-07-01.

[12]GB/T29639-2013.生产经营单位安全生产事故应急救援预案编制导则[S].

Hazard Analysis and Safety Measures of Granulation Technology for the Production of Nitro Compound Fertilizers*

CHANGMin1,HEWei-ping2

(1 Class 132, Safety Management Technology, Xuzhou College of Industrial Technology, Jiangsu Xuzhou 221140;2 School of Chemical Engineering, Xuzhou College of Industrial Technology, Jiangsu Xuzhou 221140, China)

The production process of granulation technology for the production of nitro compound fertilizers was introduced briefly. The material hazardous factors, process hazardous factors, equipment hazardous factors and major hazard installations in the production were analyzed. The results showed that the production process involved hazardous chemicals such as ammonium nitrate. If there were serious problems in the production process and equipments, the chemical leak could cause fire, explosion in the production. There were dangerous and harmful factors such as chemical burn, high temperature burn, dust hazard, mechanical injury and high falling injury in the production as well. Safety measures were put forward for the security management, major production processes and installations, equipment maintenance, regulations on safe management of hazardous chemicals and emergency rescue to prevent hazardous factors. To strengthen the security precautions, it was necessary to take these hazardous factors into fully consideration into the safety design and the production activities.

nitro compound fertilizers; melt granulation; ammonium nitrate; hazardous factors; safety measures

江苏省大学生实践创新计划训练项目(No: 201513107033H)。

常敏(1995-)，女，徐州工业职业技术学院 化学工程技术学院大专生。研究方向：化工安全技术管理。

何伟平(1983-)，男，讲师。

TQ444.5

A

1001-9677(2016)02-0209-03