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硫酸生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)防范措施
硫酸是一種重要的基本化工原料，其用途十分廣泛，在國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。硫酸的主要生產(chǎn)原料為硫磺、硫鐵礦、冶煉煙氣、硫化氫等，目前主要生產(chǎn)工藝為接觸法，包括原料二氧化硫的生成、二氧化硫向三氧化硫的催化轉(zhuǎn)化和三氧化硫的吸收。由于硫酸生產(chǎn)所涉及的化學(xué)物質(zhì)和工藝過程具有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，所以應(yīng)引起足夠的重視并采取適當(dāng)?shù)姆婪洞胧?/p>
1 硫酸生產(chǎn)中主要化學(xué)物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)分析
1.1 原料
硫酸生產(chǎn)中涉及安全風(fēng)險(xiǎn)的原料主要為硫磺和硫化氫。
1.1.1 硫磺
硫磺為淡黃色脆性結(jié)晶或粉末，可能因含少許硫化氫而有特殊臭味，183.8℃時(shí)蒸氣壓0.13kPa，閃點(diǎn)207℃，熔點(diǎn)119℃，沸點(diǎn)444.6℃，相對(duì)體積質(zhì)量(水為1)2.0，自燃溫度232℃，爆炸下限2.3g/m3。
硫磺屬易燃固體，遇明火、高熱易燃，與氧化劑混合能形成爆炸性混合物。硫磺粉體與空氣可形成爆炸性混合物。硫磺為不良導(dǎo)體，在干燥狀態(tài)下會(huì)因攪拌、輸送和注入等操作產(chǎn)生靜電。硫磺能在腸內(nèi)部分轉(zhuǎn)化為硫化氫而被吸收，故大量口服可導(dǎo)致硫化氫中毒。硫磺可引起眼結(jié)膜炎、皮膚濕疹，對(duì)皮膚有弱刺激性。生產(chǎn)過程中長期吸人硫磺粉塵一般無明顯毒性作用。
硫磺的毒性相對(duì)較小，主要危險(xiǎn)是粉塵爆炸。在氣候干燥、通風(fēng)不良的情況下處置硫磺，會(huì)造成粉塵富集，達(dá)到爆炸極限后在外部能量的作用下引發(fā)爆炸。由于硫磺表面易產(chǎn)生靜電積累，更加劇了爆炸的危險(xiǎn)。
1.1.2 硫化氫
硫化氫是可燃性無色氣體，具有典型的臭雞蛋味，沸點(diǎn)-60.3，相對(duì)體積質(zhì)量(空氣為1)為1.19，易溶于水及醇類、二硫化碳、石油溶劑和原油，20℃時(shí)蒸氣壓為1 874.5kPa，空氣中爆炸極限(體積分?jǐn)?shù))為4.3%-45.5%，自燃溫度260℃。
硫化氫是一種神經(jīng)毒劑，亦為窒息性和刺激性氣體。硫化氫經(jīng)粘膜吸收較快，經(jīng)皮膚吸收甚慢。急性硫化氫中毒一般發(fā)病迅速，出現(xiàn)以腦和(或)呼吸系統(tǒng)損害為主的臨床表現(xiàn)，亦可 伴有心臟等器官功能障礙。臨床表現(xiàn)因接觸硫化氫的濃度等因素的不同而有明顯差異。中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害最為常見，輕則出現(xiàn)頭痛、頭暈、乏力、共濟(jì)失調(diào)及輕度意識(shí)障礙，重則出現(xiàn)意識(shí)模糊、昏迷、呼吸困難或呼吸停止后心跳停止，與極高濃度(1 000mg/m3以上)硫化氫接觸可發(fā)生電擊樣死亡。
硫化氫的主要危險(xiǎn)是致人中毒，由于爆炸下限較低，也容易引發(fā)爆炸事故。硫化氫體積質(zhì)量較空氣大，在低處泄漏時(shí)會(huì)聚積在地面，在高處泄漏時(shí)也會(huì)擴(kuò)散至地面，因此容易導(dǎo)致嚴(yán)重后果。
1.2 中間產(chǎn)物
硫酸生產(chǎn)的中間產(chǎn)物是二氧化硫和三氧化硫，它們均具有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。
1.2.1 二氧化硫
二氧化硫?yàn)槲迳⒂写碳ば猿粑丁⒂卸練怏w，不可燃，易液化，沸點(diǎn)-10℃，相對(duì)體積質(zhì)量(空氣為1)2.26，是一種還原劑。
二氧化硫易被濕潤的粘膜表面吸收生成亞硫酸、硫酸，對(duì)眼睛及呼吸道粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒息。急性影響為：輕度中毒時(shí)發(fā)生流淚、畏光、咳嗽，咽喉灼痛等，嚴(yán)重中毒后可在數(shù)小時(shí)內(nèi)引發(fā)肺水腫，極高濃度吸人可引起反射性聲門痙攣而致窒息，皮膚或眼接觸會(huì)發(fā)生炎癥或灼傷。慢性影響為：長期低濃度接觸可產(chǎn)生頭痛、頭昏、乏力等全身癥狀以及慢性鼻炎、咽喉炎、支氣管炎、嗅覺及味覺減退等，少數(shù)工人有牙齒酸蝕癥。
二氧化硫的主要危險(xiǎn)是致人中毒。
1.2.2 三氧化硫
三氧化硫在常態(tài)下為無色液體或者無色至白色晶體，不可燃，有發(fā)煙、吸濕特性，沸點(diǎn)45℃，相對(duì)體積質(zhì)量(空氣為1)2.8，是一種強(qiáng)氧化劑。
三氧化硫與可燃物質(zhì)、還原性物質(zhì)及有機(jī)化合物激烈反應(yīng)，有著火和爆炸危險(xiǎn);與水和潮濕空氣激烈反應(yīng)，生成硫酸;水溶液是一種強(qiáng)酸;與堿劇烈反應(yīng);腐蝕金屬，生成爆炸性氣體氫。三氧化硫?qū)ζつw、粘膜等組織有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用，可引起結(jié)膜炎、水腫、角膜混濁以致失明;對(duì)呼吸道有刺激作用，重者造成呼吸困難和肺水腫;高濃度接觸會(huì)引起喉痙攣或聲門水腫致死;口服后會(huì)灼傷消化道形成潰瘍，嚴(yán)重者可造成胃穿孔、腹膜炎、喉痙攣和聲門水腫、腎損害、休克等;慢性影響有牙齒酸蝕癥、慢性支氣管炎、肺氣腫和肝硬變等。
三氧化硫的主要危險(xiǎn)是致人中毒。
1.3 產(chǎn)品
產(chǎn)品硫酸為透明粘稠的油狀液體，無氣味，顏色自五色、黃色至黃棕色，相對(duì)體積質(zhì)量(水為1)1.834，易溶于水同時(shí)放出大量熱量。濃硫酸有明顯的脫水、氧化作用和腐蝕性。硫酸本身雖然不燃燒，但因其化學(xué)性質(zhì)活潑，遇水及許多可燃物質(zhì)，如木屑、稻草、紙張、電石、高氯酸鹽、雷酸鹽、硝酸鹽、苦味酸鹽等會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng)，放出高熱并可能引起燃燒;稀硫酸遇金屬會(huì)反應(yīng)放出氫氣，引發(fā)爆炸。硫酸腐蝕性強(qiáng)，能嚴(yán)重灼傷眼睛并有造成失明的危險(xiǎn)，對(duì)皮膚有刺激性，會(huì)導(dǎo)致皮炎或灼傷。與三氧化硫一樣，硫酸可引起上呼吸道炎癥及肺損害，其毒性表現(xiàn)見上述“三氧化硫”部分。
硫酸的主要危險(xiǎn)源啟其化學(xué)活潑性和強(qiáng)腐蝕性，有可能引發(fā)燃燒、爆炸和人體嚴(yán)重傷害。
2 硫酸生產(chǎn)過程風(fēng)險(xiǎn)分析
2.1 火災(zāi)爆炸
處置硫磺時(shí)存在粉塵爆炸危險(xiǎn)，熔硫槽會(huì)因蒸汽加熱管的腐蝕泄漏而發(fā)生超壓爆炸，或因水漏人急劇氣化而發(fā)生蒸汽爆炸。硫鐵礦沸騰爐和預(yù)熱燃燒爐點(diǎn)火升溫時(shí)可能發(fā)生爆炸和噴 火，用冷卻水冷卻處理沸騰爐結(jié)疤或清灰時(shí)會(huì)因溫差太大而引發(fā)爆炸，沸騰爐水箱漏水等也可能引發(fā)爆炸。因設(shè)備、管道腐蝕或其它故障而致使硫酸泄漏時(shí)，硫酸與可燃物接觸會(huì)引起燃燒，遇電石、金屬粉末等接觸能發(fā)生爆炸或著火。在硫酸容器的檢修過程中，設(shè)備內(nèi)殘余的濃硫酸會(huì)吸收空氣中的水分而稀釋，繼而腐蝕鋼材并放出氫氣，當(dāng)氫氣濃度達(dá)到爆炸極限時(shí)會(huì)引發(fā)爆炸。這類事故即使在近年也屢有發(fā)生。如果控制不當(dāng)或發(fā)生設(shè)備故障，廢熱鍋爐以及其它壓力容器存在超壓爆炸的危險(xiǎn)。
2.2 化學(xué)灼傷
化學(xué)灼傷是硫酸生產(chǎn)中常見的危險(xiǎn)。如果有關(guān)設(shè)備、管道發(fā)生腐蝕或存在缺陷導(dǎo)致硫酸泄漏，與之接觸會(huì)造成化學(xué)灼傷。
2.3 中毒
由于生產(chǎn)不正常、工藝控制不當(dāng)、設(shè)備及管道腐蝕及故障等，在焚(焙)燒、凈化、轉(zhuǎn)化等工序會(huì)造成硫化氫、二氧化硫、三氧化硫泄漏，從而引起人員中毒事故。
2.4 高溫灼傷
硫鐵礦焙燒爐在900℃左右運(yùn)行并有高溫礦渣排出，在清理排渣、處理除塵設(shè)備及焙燒爐故障或人工運(yùn)送熱渣時(shí)，均有可能發(fā)生高溫灰渣灼傷事故。焚硫爐操作溫度高達(dá)1 000℃左右，廢熱鍋爐、各類換熱器及熔硫槽等溫度也都較高，如果發(fā)生泄漏，都可能造成高溫灼傷事故。
2.5 粉塵危害及觸電
在硫鐵礦破碎、硫磺運(yùn)輸及更換釩催化劑的過程中，存在粉塵危害;在爐氣凈化過程中，存在高壓觸電危險(xiǎn)。
3 安全對(duì)策
3.1 嚴(yán)格控制工藝指標(biāo)，確保設(shè)備完好
嚴(yán)格控制熔硫槽加熱蒸汽壓力、液硫液位及焚硫爐、吸收塔等關(guān)鍵部位的工藝指標(biāo)，是保證安全生產(chǎn)的重要前提，同時(shí)應(yīng)盡量提高工藝的自動(dòng)控制水平。另外，應(yīng)確保設(shè)備完好，防止熔硫槽加熱蒸汽管及吸收塔等部位的腐蝕，提前做好設(shè)備維護(hù)，避免跑、冒、滴、漏。
3.2 防火防爆措施
a.按照GB 50016---2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)的要求，硫酸生產(chǎn)廠房為乙類火災(zāi)危險(xiǎn)，故裝置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)符合有關(guān)乙類廠房的耐火等級(jí)、面積和平面布置、防火間距及安全疏散的要求。
b.辦公室、休息室等不應(yīng)設(shè)置在硫酸生產(chǎn)廠房內(nèi)，當(dāng)必須與本廠房毗鄰建造時(shí)，其耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)，并應(yīng)采用耐火極限不低于3.00h的不燃燒體防爆墻隔開和設(shè)置獨(dú)立的安全出口。
c.按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定確定電氣設(shè)施及工具的防爆級(jí)別。
d.重視硫酸儲(chǔ)槽等接觸硫酸的設(shè)備、管道可能引發(fā)的爆炸危險(xiǎn)。維護(hù)硫酸儲(chǔ)槽、管道時(shí)，要特別注意充分置換，分析儲(chǔ)槽內(nèi)的氫含量并采取相應(yīng)，的安全措施，避免維修動(dòng)火引起的火災(zāi)、爆炸事故。
e.加強(qiáng)硫酸生產(chǎn)區(qū)域火源的管理。
3.3 物料儲(chǔ)存
a.為了防止硫酸泄漏后流溢，硫酸罐區(qū)宜布置在地勢較低的地帶，罐區(qū)要有圍堰。罐區(qū)內(nèi)儲(chǔ)罐應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g距，并應(yīng)與易燃或可燃物、堿類及金屬粉末分開存放。罐區(qū)周圍應(yīng)設(shè)置明顯的警告標(biāo)志。
B 硫鐵礦和礦渣堆場應(yīng)通風(fēng)良好，以降低粉塵濃度。
c.固體硫磺倉庫的設(shè)計(jì)與管理應(yīng)符合下列要求：宜為單層建筑;每座倉庫的總面積不應(yīng)超過2000m2，且倉庫內(nèi)應(yīng)設(shè)防火墻隔開，防火墻間的面積不應(yīng)超過500m2;倉庫與甲類廠房的防火間距不小于12.0m，與民用建筑之間的防火間距不小于25.0m，與重要公共建筑之間的防火間距不小于30.0m;保持通風(fēng)良好，以防止倉庫內(nèi)溫度過高，降低硫磺粉塵濃度;硫磺料堆高度不得超過3m，且應(yīng)盡量加大料堆間的距離;倉庫中嚴(yán)禁使用易產(chǎn)生火花的金屬工具，應(yīng)采用防爆電器，嚴(yán)格動(dòng)火檢修制度。
d.平時(shí)應(yīng)注意對(duì)硫磺倉庫、硫酸罐區(qū)內(nèi)的防火設(shè)施定期檢查。
3.4 個(gè)體防護(hù)
作業(yè)人員應(yīng)根據(jù)操作規(guī)程穿戴合適的個(gè)體防護(hù)用品，包括防護(hù)眼鏡、面罩、手套、膠靴及防護(hù)服等。現(xiàn)場應(yīng)設(shè)有洗眼器、淋浴器及清洗噴頭。
3.5 應(yīng)急處置及應(yīng)急預(yù)案
普及硫化氫、三氧化硫中毒及硫酸灼傷時(shí)的急救知識(shí)。如與硫酸接觸，應(yīng)立即用大量水連續(xù)沖洗，沖洗后再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%-5%的碳酸氫鈉溶液進(jìn)行中和清洗。沖洗眼睛時(shí)水流不能過急。
制訂事故應(yīng)急預(yù)案，定期進(jìn)行事故演練，不斷完善應(yīng)急預(yù)案;提高人員應(yīng)對(duì)突發(fā)事故的能力，以便在發(fā)生事故時(shí)能及時(shí)、正確地處置，使事故損失降至最小。
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