硫酸生产中的安全风险与对策浅析

2020-03-01王彦淳

硫酸工业 2020年11期

王军，王彦淳

（1.新洋丰农业科技股份有限公司，湖北荆门 448150；2.青岛科技大学，山东青岛 266001）

硫酸生产操作过程中存在各种安全风险，操作工需要有岗位安全风险辨识和防范安全事故的能力，要有过硬的业务技能、熟练的应急处置能力，掌握抢救的正确方法。笔者根据硫酸生产实际和多年的工作经验，分析了硫酸生产过程中的主要安全风险及对策，为硫酸安全生产提供指导思路和管理经验。硫酸生产安全风险主要包括化学灼伤、爆炸、烫伤、机械设备伤害、车辆伤害等方面，该文进行了详细阐述。

1 化学灼伤风险

1.1 硫酸灼伤

浓硫酸具有强氧化性和腐蚀性，与水混合会放出大量的热，在用水稀释硫酸时存在高温烫伤和化学灼伤的双重风险，因此在稀释硫酸时要戴好防护面罩和防酸手套，防止烫伤和灼伤。另外，w(H2SO4)98%的浓硫酸相对密度为1.84，水的相对密度为1.0，硫酸比水密度大，稀释硫酸要注酸入水，沿壁倾倒，少量多次加入，不停搅拌，防止暴沸。如果注水入酸，硫酸稀释放出大量的热会使表面的水迅速沸腾，混和着浓硫酸向外飞溅，造成人身伤害。

如不慎把大量硫酸喷溅到人体，要迅速脱去污染衣着，用干抹布擦去硫酸后方可用大量柔性水冲洗；若直接用水冲洗，会因硫酸遇水放出大量热导致二次烫伤。在干吸区域或硫酸罐区要快进快出，不要长时间逗留。进入干吸区域的设备内部要按规范穿戴劳保用品，做好防护；宜低头作业，一般不要抬头向上看，防止酸落到面部和眼睛。应急洗眼器要每天检查，随时备用。

1.2 氨水灼伤

质量分数20%的氨水喷溅到人体，会造成轻微灼伤。一旦被氨水溅到，要屏住呼吸眯起眼睛，迅速用大量清水冲洗，情况严重的送医治疗。

2 爆炸风险

2.1 氢气爆炸

稀硫酸与金属反应生成氢气，遇火源或者轻微能量发生氢气爆炸。一般硫酸储罐、干吸塔、酸冷却器发生泄漏后，因酸冷却器酸侧压力大于水侧压力，酸侧浓硫酸进入水侧循环冷却水中产生稀酸，腐蚀循环水管道、硫酸冷却器不锈钢管束等产生氢气。氢气爆炸的危害极其严重，会导致严重的人员伤亡和设备损失。硫酸厂各塔、槽、罐动火必须做动火分析和通风置换。长时间不用的硫酸罐，产生氢气的风险极高，要格外注意。酸冷却器发生泄漏时，在酸循环泵停车而循环水系统不停的情况下，水压高于酸压，水进入酸侧形成稀酸，腐蚀酸冷却器不锈钢管束和壳体产生氢气。氢气沿着上酸管线进入干吸塔顶部聚集，在高热或者静电作用下发生爆炸。硫酸循环槽停车时，如果稀释水关闭不严密，水进入浓硫酸中，水与酸混合不均，局部产生稀酸也会腐蚀铸铁套管产生氢气，遇到火源时也会发生循环槽爆炸。因此干吸和带有低温余热的装置循环酸泵停车必须将稀释水彻底切断，将水排尽，排水阀常开，开车时再关闭。

笔者曾听闻在硫酸生产行业发生过2 起类似的爆炸事故，均是在浓硫酸循环泵停车的情况下，酸冷却器已经发生内漏而未发现，水侧没有泄压导致。一次是干燥酸冷却器内漏导致干燥塔顶部发生爆炸，另一次是一吸塔酸冷却器内漏导致一吸塔顶部发生爆炸。这两次爆炸均导致塔体破裂、塔内件损坏的后果，因停车期间没有人在塔上面工作，幸无人员伤亡。因此在停车情况下，酸冷却器的水要排尽，勤检查酸冷却器的壳体温度，发现温度明显上升，要立刻排查酸冷却器是否发生泄漏。

2.2 锅炉系统爆炸

锅炉系统在出现以下情况时存在爆炸风险：①锅炉严重超压；②严重干锅时突然大量进水；③安全阀、液位计、压力表等安全附件失效；④压力设备有严重缺陷；⑤严重水击；⑥汽轮发电机组高负荷情况下突然甩负荷到零时安全阀不动作、严重操作失误等。锅炉系统爆炸属于重大安全事故，绝对要禁止。

2.3 电气设备短路爆炸

变压器、高压柜、开关柜等电气设备发生短路的情况下会释放巨大的能量，在极短时间内产生的强电弧和高温能够熔化金属，液态金属的温度高达1 000 ℃以上，人如果被高温电弧灼伤或被熔化后的液态金属烧伤，会对身体造成严重伤害甚至死亡。

电气设备送电前要仔细检查，落实作业票证制度；电工作业时必须严格遵守票证制度并有专业电工监护。无关人员不得进入配电室。

2.4 汽轮机、风机等大型设备发生爆炸或解体

汽轮机在严重超速、轴瓦断油等的情况下会剧烈震动，轻则损坏设备重则发生设备解体，飞出的部件会击穿建筑物，属于重大安全风险。风机在叶片断裂的情况下，部件会击穿壳体飞出。大型设备要精心操作、严格控制工艺指标，严禁超速，保护系统要可靠，并定期进行大型设备联锁保护试验。

2.5 氨水、双氧水等脱硫剂爆炸

质量分数20%的氨水和质量分数27%的双氧水是常用的尾气脱硫剂，均属于易爆危化品。

氨水极易挥发释放出氨气，灼伤人的呼吸道，导致窒息。氨气与空气混合形成爆炸性气体，遇明火或静电有爆炸风险，一旦发生爆炸后果严重。因此，要做好安全防护，尾气脱硫区域的设备要防爆、防静电、防火、防雷，不得用氨水管道作为电焊导体，防止电焊作业时接地线与管道连接处产生火花。

双氧水是具有爆炸性的强氧化剂，自身不燃，但能与可燃物反应放出大量热量和气体而引起着火爆炸。双氧水储槽要采取遮阳、配备应急池等措施，避免温度太高。双氧水与黑橡胶接触后会迅速分解，放出大量的热、氧气和水蒸气而导致爆炸。笔者曾遇到某公司用衬黑橡胶的储罐储存双氧水发生强烈反应冒烟的案例，通过紧急排放阀将储罐中双氧水排入应急池才化解了险情。

2.6 酸碱中和或硫酸在密闭容器中稀释发生爆炸

强酸和强碱中和会发生剧烈反应，有发生爆炸的风险，中和强酸或强碱一定要分别用弱碱或弱酸，比如硫酸泄漏，用石灰中和而不用氢氧化钠。

杀菌灭藻剂为强碱性药剂，缓蚀阻垢剂为酸性药剂，如果将两种药剂大量倒入一个密闭容器中，酸碱中和释放大量气体，就会发生爆炸。循环水加药时不要把两种药剂混淆，要分堆存放，同时要遮阳防止暴晒，以免造成药剂膨胀泄漏外溢后发生酸碱反应。

干吸工序发生野蛮错误操作时，如向密闭浓硫酸槽中加入大量的水或者稀酸，酸稀释过程中也会释放大量气体导致爆炸，硫酸和气体喷射而出，因此要注意。笔者曾遇到过，某企业因污水储存容量有限，强行将污水收集池的污水送入干吸地槽导致爆炸。

2.7 硫化钠爆炸

用于净化稀酸硫化法脱砷的硫化钠属于强碱性危险化学品。硫化钠易在空气中潮解，不断释放出硫化氢气体。硫化钠遇酸分解，在受撞击或高热时会发生爆炸，产生易燃剧毒气体——硫化氢。硫化钠粉尘和空气混合可形成爆炸性混合物。

硫化钠应包装密封，与氧化剂、酸性物质分开存放，远离火种、热源，保存于干燥、阴凉避光的场所。硫化钠性质不稳定，不易久存，入库后应尽快使用，以免变质。

2.8 硫磺粉尘爆炸

硫磺在转储、装卸和使用过程中，会在硫磺库区或者作业点产生硫磺粉尘。硫磺粉尘爆炸极限不是固定不变的，影响因素主要有粉尘粒度、分散度、湿度、点火源的性质、可燃气含量、氧含量、惰性粉尘和灰分温度等。一般来说，粉尘粒度越细、分散度越高，爆炸极限的下限就越低，极限范围就越宽，危险性也就越大。空气中硫磺粉尘浓度爆炸下限值一般在2.3～35 g/m3，硫磺粉尘浓度达到爆炸下限值时，遇到火源即发生爆炸，存在重大爆炸风险[1]。硫磺粉尘爆炸属于恶性重大事故，可以造成重大人员伤亡和财产损失。因此，硫磺仓库作业一定要规避扬尘行为，出现扬尘时要打开仓库消防喷淋水增湿降尘或者停止作业。生产管理人员要高度重视硫磺粉尘的管控，应对硫磺仓库重大风险源定时巡查，在硫磺仓库和硫磺作业点安装粉尘报警仪，当硫磺粉尘浓度达到设定值时进行声光报警以警示作业人员。

3 烫伤风险

3.1 蒸汽烫伤

中压蒸汽温度为450 ℃左右，低压蒸汽为200℃左右，锅炉、发电岗位以及蒸汽管线均有蒸汽烫伤的风险，蒸汽烫伤比开水烫伤还要严重。操作过程中，避免面部正对阀门和法兰面，一旦发生烫伤要迅速用大量清洁的柔性流动水冲洗降温30 min以上，冲洗后再根据烫伤严重程度和面积、部位再涂烫伤膏，严重者送医治疗。

3.2 热水烫伤

硫酸生产区域有冷凝水、蒸汽疏水、除氧水、锅炉给水、热水循环泵、给水泵等高温水，温度在60～240 ℃。高温水烫伤与蒸汽烫伤的处理方法类似。在生产操作时要防止冷凝水罐、除氧器漫水，人体不要对着热水排放口，以防突然溢出热水造成烫伤。检修时必须排空热水方可作业。

3.3 液硫烫伤

液硫温度在120～150 ℃，如液硫附着在人体或衣物上，会很快冷却凝固。直接揭掉附着在皮肤上的硫磺会伤害皮肤，被液硫烫伤后要迅速用大量清洁的柔性流动水冲洗降温30 min 以上，然后再根据烫伤严重程度和面积、部位再涂烫伤膏，严重者送医治疗。

3.4 高温红渣烫伤

硫铁矿制酸装置在焙烧、锅炉、净化、排渣岗位有100～940 ℃的高温红渣，一旦被烫伤，伤害较大，作业时要充分评估作业风险，必须穿戴隔热服、隔热头盔、隔热手套等防护用品，红渣排放口不能正对人或作业的铲车等设备。一旦被红渣烫伤，要迅速转移到安全区域，迅速用大量清水冲洗后涂烫伤膏，情况严重的送医治疗。焙烧炉从底部事故排放口（又称冷灰排放口）排放的高温渣不得用大量水降温，小心因水短时间内大量汽化导致爆炸。

4 机械设备伤害

高速运转的设备具有巨大的能量，比如高速旋转切割机的刀片、循环水的风泵叶片、转动的酸泵、水泵、皮带机等，如发生意外伤害后果会比较严重，可导致严重伤残或死亡，因此运转设备要做好安全防护：①循环水的风泵叶片要设防护罩，风泵运转时人不能靠近，也不能进入运转的设备上方或者下方作业，停皮带机后方可清扫作业，不能停的皮带机做卫生需要专人监护；②擦拭设备不能戴手套，工作服穿戴要做到“领口、袖口、下摆”三紧，女工要将长头发盘入安全帽内，防止被机器设备缠住；③设备停、送电要严格执行签字、两级挂牌制度。

5 车辆伤害

硫酸生产中有各类货车、叉车、铲车等车辆，在作业过程中存在碾压、撞击、爆胎、货物埋压等安全风险，应采取以下防范措施：①人要远离车辆轮胎2.0 m 以上，防止爆胎造成人员伤害；②不要站在司机的视野盲区，比如车头或车尾部；③自卸货车卸货时，人不能站在车头、车尾和两侧，防止车辆前后串动或者侧翻；④在仓库要穿有反光条的衣服；⑤不要在无人监护的情况下进入货车车厢内部清扫作业，防止铲车上货导致埋压；⑥不要将头探入自卸车尾部查看，防止后厢板挤压伤害；⑦货车在装卸货物时，要用三角木塞在车轮前后，防止溜车。

6 物体打击伤害

硫酸厂的设备高大，为防止高空坠物造成砸伤或者撞伤头部，在生产区应戴好安全帽。另外，高处物品要固定好，起大风时人员不要在高大设备附近逗留。破碎机的料斗不能堆满，硫精砂干燥机、焙烧炉打疤时要拉防护网。

另外，还应注意防范发生高大设备塌陷事故造成人身伤害。如果焙烧炉、焚硫炉长期超温，可能会发生炉顶部串火或垮塌的事故，因此要防止焙烧炉、焚硫炉长期超温运行，维修时提高工作质量，日常定期检查并评估设备隐患。笔者曾见过某硫酸装置发生焙烧炉炉顶垮塌事故，造成烟尘外溢，幸无人员伤亡。

7 高空坠落伤害

硫酸生产区域有各种地槽、液硫罐、熔硫槽、地坑、收集水池、循环水池等坑池设施，若不慎落入坑池则有溺毙、摔伤或烫伤风险。为防止高空坠落或跌落造成人身伤害，应注意以下几点：①不得翻越防护栏进入循环水池，防止滑落水池；②硫酸槽和罐、熔硫槽、澄清槽等孔、洞必须封闭；③在高大厂房和设备上，要有作业平台和安全带、防护网等安全措施。

8 操作失误导致的事故伤害

操作不精心、违反劳动纪律和操作规程，或业务技能水平较低等原因会导致发生各种工艺、安全和环保等事故，比如漫槽、超压、超温、干锅、循环水中断、停电、停水、设备跳停等，需要提高操作人员业务技能，严控工艺指标，采用各种措施防范生产事故。

9 触电风险

电源线、接地线、电机绝缘线等破损漏电，触碰到带电设备或检修带电设备等都有可能导致触电，从而导致严重触电伤害。防止触电，必须严格执行票证签字制度，使用合格的漏电保护装置，不随便触碰带电设备。用手感知电机温度时，要用手背触碰运转电机外壳，万一发生触电，手神经反应自主收缩，这样可以迅速脱离带电体。一旦发生人员触电，要及时切断电源或用绝缘体将电线挑开，将触电人员移至安全区域，马上做心肺复苏，同时拨打急救电话。

10 中毒风险

硫酸生产过程中存在二氧化硫中毒、氨水中毒、硫化氢中毒和砷中毒的风险。二氧化硫中毒易发生在焙烧、锅炉、净化、转化、干吸、尾气脱硫等工序和化验室区域，氨水中毒易发生在尾气脱硫工序，硫化氢中毒和砷中毒易发生在稀酸脱砷工序。

当发生二氧化硫泄漏、氨水泄漏或硫化氢泄漏时，要迅速戴好防毒面具，撤离到上风安全区域。应注意，防毒面具要根据毒物的种类进行正确选择，不能混用。防止砷中毒，作业时要戴好防酸碱手套、安全防护面罩、隔离服等防护用品，勤清洗手、面部和口鼻，作业前后要更换衣服，工作服与生活用品不要接触。

11 火灾风险

硫磺仓库、发电室油箱、主风机油站、柴油库、电缆管廊、配电柜、高温电炉等易发火灾，为重点防火对象，因此上述区域消防设施要配备齐全，配电室还要防鼠等小动物进入高压配电柜导致短路爆炸起火。

若发生火灾，要及时按照应急预案组织灭火，同时拨打119 报警。油起火用干粉或者泡沫灭火器灭火；电器起火用二氧化碳或者干粉灭火；高压电缆失火，因电压高，人不能靠近起火点，不能用水或者干粉灭火，要防止触电，先切断电源，再灭火。高温设备火灾先消除易燃物，优先用干粉灭火器扑灭，不能用水浇灭，防止设备热胀冷缩造成泄漏。