溶解乙炔的生產(chǎn)場所——乙炔站,一般由粗乙炔氣的發(fā)生、凈化、壓縮和充灌這幾個工序組成。所謂電石渣,就是電石與水反應(yīng)后生成的產(chǎn)物——氫氧化鈣。
其主要的化學(xué)反應(yīng)方程式為:
CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2 + 1.273*105J/mol
在粗乙炔氣的發(fā)生工序,主要設(shè)備是乙炔發(fā)生器,以敞開式乙炔發(fā)生器為例,為一圓筒設(shè)備,下部呈錐形,結(jié)構(gòu)比較簡單。筒內(nèi)保持約4/5水位,這些水除了參與反應(yīng)外,還起到水封的作用,既不讓乙炔從投料口逸出,也不讓乙炔隨電石渣一起排走。電石由上部投料口投入發(fā)生器后,經(jīng)分布器均勻分布在柵板金屬網(wǎng)上,同時與水發(fā)生上述反應(yīng),生成的乙炔氣由上部的分布管收集后經(jīng)過水封送入氣柜。經(jīng)過反應(yīng)后,電石(CaC2)由比較堅硬的塊狀變?yōu)楸容^松散的粉狀氫氧化鈣(Ca(OH)2),進而穿過柵板金屬網(wǎng)的網(wǎng)孔,下沉到底部錐形部分,形成漿渣,定時由閥門控制隨水排出。漿渣沿著明水溝排至澄清池,經(jīng)過多級澄清沉淀后的澄清水送回發(fā)生器循環(huán)使用,參與反應(yīng)的水和蒸發(fā)的水則由新鮮水補足;呈泥狀的電石渣撈起放在堆場,作為其它生產(chǎn)的原料或填料使用。
本文將對電石渣堆場的火災(zāi)危險性進行探討。
根據(jù)《乙炔站設(shè)計規(guī)范》GB50031-91的規(guī)定,涉及對有關(guān)電石渣火災(zāi)危險性的定義共有三處:
1)第1.0.4條:電石渣處理站房、電石渣坑應(yīng)為甲類。
2)第6.0.2條:電石渣坑、電石渣泵房、電石渣處理間為爆炸性氣體環(huán)境1區(qū),干渣堆場為2區(qū)。(根據(jù)其條文解釋,干渣堆場之所以定為2區(qū),是因為其中殘留有乙炔氣。)澄清水泵間為非爆炸危險區(qū)。
3)該規(guī)范附錄四 名詞解釋:電石渣處理間為有爆炸危險的生產(chǎn)間;澄清水泵間為無爆炸危險的生產(chǎn)間。
從上述定義中可以看出:該規(guī)范這三處均對電石渣處理間(以布置電石渣漿脫水工藝設(shè)備如壓濾機為主的建筑物)、電石渣坑明確為甲類;而電石渣堆場的火災(zāi)危險性只在第6.0.2條中明確為爆炸性氣體環(huán)境2區(qū),在第1.0.4條和名詞解釋中均沒有列明。那么,電石渣堆場的火災(zāi)危險性到底如何界定?
從前述所介紹的乙炔發(fā)生工序的生產(chǎn)過程可知,電石渣離開發(fā)生器后,隨水先流入多級澄清池,后撈起堆放在堆場,假設(shè)其中含有殘余乙炔,其乙炔的濃度也應(yīng)呈逐步下降的趨勢。為了驗證這一想法,筆者在某乙炔站正常生產(chǎn)的情況下進行了實地檢測,檢測情況如下:
檢測時間:2010年3月29日下午14:40至15:20,分兩次進行。
檢測地點:電石渣排出口至干渣堆場,即整個電石渣處理過程。
檢測工具:深圳市東震實業(yè)有限公司生產(chǎn)的便攜式可燃氣體泄漏檢測器,型號DZI—888
檢測記錄:(表內(nèi)數(shù)據(jù)單位:v/v%)
取樣點第一次檢測第二次檢測
開始排渣排渣結(jié)束開始排渣排渣結(jié)束
排渣口(電石渣坑)0.50.050.480.05
排渣水溝0.010.000.010.00
澄清池0.000.000.000.00
濕(干)渣堆場0.000.000.000.00
分析:
1、 電石發(fā)生器在排電石渣時,會夾帶微量的乙炔,這是因為乙炔為有機物,僅微溶于水,乙炔發(fā)生器的操作壓力約680mmH2O,接近常壓,溶于水中的乙炔很少;另外,也不排除尚有未完全反應(yīng)的電石繼續(xù)反應(yīng);因此,在排渣口能檢測出微量乙炔,與實際情況較吻合。
2、 電石渣漿一旦離開發(fā)生器,所夾帶的微量乙炔能很快擴散到空氣中,其濃度隨排放距離的延長而下降較快。
3、 澄清池與濕(干)渣堆場處已檢測不出乙炔。
4、 此次檢測對象的排渣口(電石渣坑)、排渣水溝、澄清池和濕(干)渣堆場均露天設(shè)置,通風(fēng)良好,有利于乙炔擴散與稀釋,是不會積聚形成爆炸性氣體環(huán)境的客觀原因。
5、 如果在電石渣排出口能檢測到乙炔濃度明顯上升,可以推斷其原因可能有:操作方面,由于排渣時間過長,造成水封失效,乙炔串出;設(shè)備方面,由于乙炔發(fā)生器柵板金屬網(wǎng)破損,未反應(yīng)完全的電石掉入錐形部分,排渣時電石繼續(xù)反應(yīng)生成乙炔。
6、 企業(yè)通過電石渣排出口定期檢測的手段,可以及時發(fā)現(xiàn)操作問題或設(shè)備故障,消除隱患。
至于電石渣漿含有一股濃烈刺鼻的臭味,是因為電石生成中還同時會有微量硫化氫(H2S)、磷化氫 (PH3)等雜質(zhì)氣體的緣故。
因此,基于以上的數(shù)據(jù)和分析,筆者認為:依據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058-92第2.2.5條的規(guī)定:爆炸危險區(qū)域的劃分應(yīng)按釋放源級別和通風(fēng)條件確定,當通風(fēng)良好時,應(yīng)降低爆炸危險區(qū)域等級。故筆者認為:正常生產(chǎn)時,露天設(shè)置的電石渣堆場,其爆炸危險等級可從2區(qū)下降為非爆炸危險區(qū)域,其火災(zāi)危險性可界定為戊類。
以上僅一孔之見,期望得到專家和同仁的賜教。應(yīng)該指出:以上分析的結(jié)果僅針對露天設(shè)置通風(fēng)良好的濕(干)渣堆場的狀態(tài),并不適用于所有其他乙炔生產(chǎn)場合。在我國北方,由于天氣寒冷,澄清池和濕(干)渣堆場可能非露天設(shè)置,其火災(zāi)危險性不可忽視。
同時指出:以上僅對露天設(shè)置的濕(干)渣堆場的火災(zāi)危險性進行探討,并非要降低乙炔站的風(fēng)險。由于乙炔是一種化學(xué)性質(zhì)活潑、極易燃燒爆炸的物質(zhì),因此,企業(yè)必須全面落實各級各部門安全生產(chǎn)責(zé)任制、嚴格執(zhí)行各項安全管理規(guī)章制度和各崗位安全技術(shù)操作規(guī)程,才能保障乙炔站的安全生產(chǎn)。