離子膜燒堿生產(chǎn)過(guò)程危害評(píng)價(jià)及對(duì)策措施
評(píng)論: 更新日期:2009年12月29日
1?前言?燒堿(又稱為氫氧化鈉)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著重要的作用。廣泛應(yīng)用于造紙、纖維素的生產(chǎn)、洗滌劑、合成脂用酸的生產(chǎn)以及動(dòng)植物油的提煉。紡織印染工業(yè)用作棉布退漿、煮煉劑和絲光劑。化學(xué)工業(yè)用于生產(chǎn)硼砂、氰化鈉、甲酸、草酸、苯酚等。石油工業(yè)用于精煉石油制品,并用于油田鉆井泥漿中。同時(shí),還用于生產(chǎn)氧化鋁、金屬鋅和銅以及玻璃、搪瓷、制革、醫(yī)藥、染料和農(nóng)藥等方面。近年來(lái),隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,燒堿在各行各業(yè)中的應(yīng)用也越來(lái)越重要。目前,氯堿生產(chǎn)有隔膜法、水銀法和離子膜法。無(wú)論在技術(shù)先進(jìn)、工藝優(yōu)越性以及產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源等方面均為離子膜法占優(yōu)。然而,無(wú)論用何種方法生產(chǎn),在燒堿生產(chǎn)過(guò)程中都存在著多種危險(xiǎn)危害因素,一旦發(fā)生事故可能造成極為嚴(yán)重的后果,不僅影響到生產(chǎn)的正常進(jìn)行,同時(shí)人們的生命和財(cái)產(chǎn)也將遭到損失。本文作者對(duì)國(guó)內(nèi)某離子膜燒堿現(xiàn)役裝置進(jìn)行了調(diào)研,同時(shí)查閱了國(guó)內(nèi)外氯堿生產(chǎn)的資料和國(guó)家安全生產(chǎn)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn),在經(jīng)有關(guān)專家進(jìn)行論證后,對(duì)離子膜燒堿生產(chǎn)過(guò)程中可能遇到的危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行了辨識(shí)與評(píng)價(jià),同時(shí)提出了相應(yīng)的對(duì)策措施,以消除或降低這些危險(xiǎn)有害因素,為安全生產(chǎn)提供保障。
??? 2?離子膜燒堿裝置流程簡(jiǎn)述
??? 前已述及燒堿生產(chǎn)方法有多種,本文針對(duì)離子膜法生產(chǎn)燒堿裝置。離子膜法生產(chǎn)燒堿裝置主要包括以下幾個(gè)工段:一次鹽水工段、二次鹽水精制工段、離子膜電解工段、淡鹽水脫氯工段、燒堿蒸發(fā)工段、高純鹽酸工段以及液氯工段。其工藝流程示意圖見(jiàn)圖1。
?? (1)一次鹽水工段
??? 裝置采用戈?duì)柲ぜ夹g(shù)用于鹽水的精制,使一次鹽水的質(zhì)量大大提高,簡(jiǎn)化了一次鹽水精制的工藝流程,也縮短了二次鹽水精制的過(guò)程。
?? (2)二次鹽水精制工段
??? 引進(jìn)國(guó)外技術(shù)設(shè)備,采用碳素?zé)庸芘c螯合樹(shù)脂塔串聯(lián)生產(chǎn)工藝。
?? (3)離子膜電解工段
??? 采用復(fù)極式離子膜電解槽,引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備。二次精制鹽水加入陽(yáng)極液循環(huán)槽中,由陽(yáng)極液循環(huán)泵送到離子膜電解槽各單元陽(yáng)極室中,在直流電作用下產(chǎn)生淡鹽水與氯氣。在陽(yáng)極液循環(huán)槽中,氯氣從淡鹽水中分離出來(lái)。在電解槽各單元的陰極室中產(chǎn)生陰極液和氫氣。在陰極液循環(huán)槽中逸出氫氣,其陰極液一部分在陰極室與循環(huán)槽之間進(jìn)行循環(huán),另一部分從循環(huán)槽中排出。
?? (4)淡鹽水脫氯工段
??? 淡鹽水脫氯方法常用空氣吹除法和機(jī)械真空法。本工程采用真空脫氯法。
?? (5)燒堿蒸發(fā)工段
??? 燒堿蒸發(fā)應(yīng)用三效蒸發(fā)器。自電解工段來(lái)的液體燒堿(濃度為32%),進(jìn)入三效蒸發(fā)器,經(jīng)三效蒸發(fā)器一次濃縮后的堿液(濃度約為37%)進(jìn)入二效蒸發(fā)器,進(jìn)行二次濃縮,經(jīng)二效蒸發(fā)器濃縮后的堿液濃度為43%。經(jīng)分離器、堿泵和預(yù)熱器,進(jìn)入一效蒸發(fā)器濃縮后,堿液濃度為50%的成品堿。
?? (6)高純鹽酸工段
??? 采用三合一爐、純水吸收流程,工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備少、造價(jià)低,且技術(shù)成熟可靠。
?? (7)液氯工段
??? 液氯生產(chǎn)工段由冷凍、液化、包裝、整瓶等工序組成。
??? 3?生產(chǎn)過(guò)程危險(xiǎn)危害因素評(píng)價(jià)
??? 通過(guò)應(yīng)用事故易發(fā)性評(píng)價(jià)方法、道(DOW)化學(xué)火災(zāi)、爆炸毒性指數(shù)評(píng)價(jià)方法以及事故后果易發(fā)性評(píng)價(jià)方法等,對(duì)離子膜燒堿裝置生產(chǎn)過(guò)程中存在的危險(xiǎn)危害因素進(jìn)行分析,得到主要有以下危險(xiǎn)危害因素。
??? 3.1中毒
??? 離子膜電解、高純鹽酸、淡鹽水脫氯以及液氯工段都存在著大量的氯氣。氯氣是一種具有窒息性的毒性很強(qiáng)的氣體。其對(duì)人體的危害主要通過(guò)呼吸道和皮膚粘膜對(duì)人的上呼吸道及呼吸系統(tǒng)和皮下層發(fā)生毒害作用。其中毒癥狀為流淚、怕光、流鼻涕、打噴嚏、強(qiáng)烈咳嗽、咽喉腫痛、氣急、胸悶,直至支氣管擴(kuò)張、肺氣腫、死亡?!堵殬I(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》(GB5044-1985)中將其歸為高度危害類(lèi)。在《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(TJ36-1979)規(guī)定其車(chē)間衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)為1mg/m3?!冻S梦kU(xiǎn)化學(xué)品的分類(lèi)及標(biāo)志》(GB13690-1992)中將其歸為第2.3類(lèi)有毒氣體。《劇毒物品分級(jí)、分類(lèi)與品名編號(hào)》(GB6944-1986)中,該物質(zhì)屬于第一類(lèi)A級(jí)無(wú)機(jī)劇毒品。一旦發(fā)生泄漏,后果將十分嚴(yán)重。
??? 在整個(gè)生產(chǎn)裝置中最可能發(fā)生氯氣泄漏的地方是離子膜電解及濕氯氣水封處。在離子膜電解工段如果設(shè)備、管道等密閉性不好,就非??赡馨l(fā)生氯氣的泄漏;在濕氯氣水封處,如果儲(chǔ)氣柜容量不足,壓力波動(dòng)大,氯氣可能沖破水封造成泄漏。此外,氯氣管道、閥門(mén)、法蘭等也可能因腐蝕或安裝等方面的原因,造成氯氣的泄漏;上面提到的離子膜電解及高純鹽酸合成爐等發(fā)生火災(zāi)爆炸后也會(huì)造成氯氣的泄漏。
在液氯工段如果發(fā)生爆炸泄漏,則可造成氯氣外逸導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)人員中毒事故的發(fā)生。導(dǎo)致這一事故發(fā)生的原因主要有:氯氣含水分過(guò)高導(dǎo)致設(shè)備及管道腐蝕;三氯化氮的富集;液氯蒸發(fā)器內(nèi)溫度、壓力過(guò)高等生產(chǎn)系統(tǒng)失控;“三廢”處理系統(tǒng)發(fā)生事故;設(shè)備結(jié)構(gòu)材質(zhì)選擇不當(dāng);機(jī)械設(shè)備密封不嚴(yán);監(jiān)控系統(tǒng)失控;操作失誤;維修不及時(shí)等等。
??? 中毒是整個(gè)離子膜燒堿裝置中最大的危險(xiǎn)有害因素。
??? 3.2火災(zāi)和爆炸
??? 在離子膜電解裝置中,飽和食鹽水通過(guò)直流電電解,產(chǎn)生氫氣。氫氣是易燃易爆物質(zhì),其爆炸下限為(體積比)4.1%,爆炸上限為(體積比)74.2%。又在高純鹽酸工段中用氫氣和氯氣合成氯化氫氣體,如果氯氣及氫氣的配比不當(dāng)或出現(xiàn)其他異常情況,空氣或氧氣與氫氣相混合達(dá)到爆炸極限,上述裝置均可能發(fā)生火災(zāi)爆炸。同時(shí)又由于裝置中存在有毒的氯氣及氯化氫氣體,一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸則可能會(huì)連帶發(fā)生有毒氣體的泄漏,后果將更加嚴(yán)重。此外在液氯工段,由于三氯化氮的富集,也存在發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。
??? 3.3灼傷
??? 在離子膜電解裝置中存在著大量的鹽酸、燒堿及濃硫酸,由于它們都具有強(qiáng)腐蝕性,一旦發(fā)生泄漏,可能造成化學(xué)性灼傷。此外,從高純鹽酸合成爐中出來(lái)的氯化氫氣體溫度較高,反應(yīng)爐壁溫度也較高;同時(shí)裝置中還存在著蒸發(fā)器、加熱器,并使用蒸汽進(jìn)行加熱;因此,如果爐壁、管道或設(shè)備保溫做得不好,或者發(fā)生高溫氣體或蒸汽泄漏時(shí),可能會(huì)造成人員高溫灼傷或燙傷事故。同時(shí)會(huì)連帶發(fā)生中毒事故。
??? 3.4觸電
??? 由于離子膜電解工段在電解過(guò)程中使用的是強(qiáng)大的直流電。由于電解槽連接銅排均是裸露的,外表無(wú)絕緣防護(hù)層,電解操作時(shí)直流電負(fù)荷很大。因此在電解操作和日常管理及檢查過(guò)程中,如缺乏必要的安全措施或違章操作,就非常容易受到電的灼傷、電擊等而發(fā)生觸電事故,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使人觸電身亡。電流數(shù)值對(duì)人體的危害關(guān)系如下表1所示:
??? 表1:電流對(duì)人體的危害關(guān)系表
電?流?數(shù)?值
危?害?后?果
60mA直流電
有痛覺(jué)的電擊
80mA直流電
電擊使肌肉控制力減弱
≥100mA直流電
電擊厲害,將失去控制力
≥400mA直流電
電擊使心臟受損
≥800mA直流電
電擊使人致死
??? 因此,觸電傷害也是一重要危險(xiǎn)危害因素。
??? 3.5噪聲
??? 離子膜燒堿裝置中存在大量的壓縮機(jī)、泵、噴射泵等設(shè)備,可能會(huì)產(chǎn)生較高的噪聲。另外,高壓蒸汽正常或事故氣體放空、管道振動(dòng)等將產(chǎn)生額外的噪聲危害。噪聲會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員帶來(lái)健康危害,長(zhǎng)時(shí)期在高強(qiáng)度噪聲環(huán)境中作業(yè)會(huì)對(duì)人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)造成損傷,甚至導(dǎo)致不可逆性噪聲性耳聾。此外,噪聲對(duì)人的心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等均有一定的負(fù)面影響。
??? 3.6高處墜落
??? 離子膜燒堿裝置為多層結(jié)構(gòu)。在進(jìn)入裝置進(jìn)行巡回檢查、取樣、檢修等作業(yè)時(shí),可能會(huì)發(fā)生高處墜落傷害事故。另外,裝置中存在各種塔、爐、高位槽等,這些塔、爐及高位槽有時(shí)需要在高處操作、巡檢和維修作業(yè),如不采取防護(hù)措施或是防護(hù)措施不到位,可能會(huì)發(fā)生高處墜落傷害事故。
??? 3.7機(jī)械傷害
??? 離子膜燒堿裝置中壓縮機(jī)類(lèi)、泵類(lèi)等轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備如防護(hù)措施不到位,或防護(hù)措施存在缺陷,或在事故及檢修等特殊情況下,會(huì)存在機(jī)械傷害的可能性。
??? 4?勞