化肥生產中氮肥生產的防火措施

石　云

化肥是采用化學方法生產的肥料,含有氮、磷、鉀等元素的肥料。主要的產品有氮肥、磷肥和鉀肥等。

在各類化肥中,氮肥產量居第一位,其生產過程更是復雜危險,包括造氣、精制、壓縮與合成、氨加工等生產步驟。下面重點介紹其防火問題。

一、火災危險性

1.在氮肥生產過程中,準備原料時,由于一些原料,諸如塊狀焦炭、無煙煤等,在運輸、粉碎、篩分等過程中極易產生粉塵,四處飛揚,當達到一定的濃度時,偶遇明火、猛烈摩擦或雷擊等,很易引起爆炸和燃燒。如用液體原料和固體原料,由于其中所含的烷烴、環烷烴、甲烷等多屬易燃化合物,火災的危險性也很大。

2.造氣時,進行造氣生產的主要設備——煤氣發生爐和廢熱鍋爐屬于有明火和赤熱表面的設備,若防范不慎,煤氣發生爐出現煤氣泄漏,或管道發生滴、漏,漏出的易燃煤氣與空氣混和將會因明火和赤熱表面而發生爆炸。

3.在精制過程中,脫硫時,一些設備因腐蝕極易出現漏氣,致使火災危險性增高;變換時,一氧化碳分子與水蒸氣進行轉化反應后,生成的變換氣中氫氣和一氧化碳皆屬易燃易爆物,火災危險性也很大。

4.在壓縮工藝中,隨著精制的深化,原料氣體中二氧化碳的清除,混和氣體中氫的比例增加,可燃氣體壓力加大,混合氣體的爆炸濃度極限范圍加寬,點火能量大為下降,高壓氣體只需有少量泄漏到空間,即會形成大量的爆炸性混和氣體,并且,加壓后的可燃氣體爆炸威力更大,火災的危險性相應增大。合成氨時,在清除二氧化碳的過程中,高壓高速氣流對管道的沖刷作用使管壁變薄,一旦發生泄漏,極易導致爆炸。同時,對原料氣進行精煉時所排出的大量的可燃氣體也易引起燃燒爆炸。另外,當氨合成塔的操作壓力超負荷時,將造成合成塔或管件的脹裂,高壓氣體外泄,危險性極大。

5.進行氨加工時,稀硝酸生產中產生的亞硝酸鈉是強氧化劑,稍有不慎,即可與其他物質相遇燃燒或與硝酸銨混存發生自燃;而硝酸銨生產中若混入銅、鋅、鎳、銻等金屬或稀硝酸中含有大量氧化氮,就會生成極易爆炸的亞硝酸銨。其火災危險性屬于甲類;尿素生產則因其含有氫、氨、氧等氣體,所以仍隱含有燃燒爆炸的危險。

二、防火措施

(一)造氣工序

1.造氣前,首先要注意原料的儲運和處理。如用固體原料生產,則應防止粉塵的積存和飛揚,其設備應盡可能做到密閉,廠房要設排風除塵設備和水噴霧裝置,要加強生產管理,做到每班清除積塵。儲存固體燃料的露天或半露天堆場,應設在水源充足的地方,注意堆場的通風降溫,防止自燃;如用液體原料生產,則應注意加熱重油時,溫度應控制在90℃以下,并定期排除油層下的積水。

2.造氣時,設備和管道應密閉,防止燃料跑、冒、滴、漏,如以焦炭制取半水煤氣,最危險的是發生爐內因“透氧”而爆炸,即半水煤氣中含氧量超過0.5%,由于半水煤氣的爆炸上限高達69.4%,“透氧”很容易使煤氣濃度達到上限。因此在氣化時應先在發生爐出口的煤氣系統上設放測定煤氣中氧含量的自動分析儀和“透氧”報警儀。

3.降溫和除塵時,在廢熱鍋爐、除塵器等高溫設備后,應設大的上逆水封,以防止煤氣返回。水箱內的水應保持溢流狀態。上逆水封和后部洗滌塔排水,都應設溢流水封。

4.開、停車與檢修時,煤氣系統停車后和開車前應先用氮氣進行徹底置換,使系統中可燃氣體濃度低于0.5%;開車前需使系統內含氧量低于2%,防止煤氣進入形成爆炸性混合氣體。

5.如采用重油氣化制半水煤氣,在原料的加壓與預熱中,油系統應設壓力指示和壓力降低報警信號;重油溫度指示和超溫報警信號;并使他們與發生爐的放空系統聯鎖。控制預熱溫度不要超過125℃,在調節生產負荷時,應遵守“加量先加油,減量先減氧”的原則。

(二)精制工序

1.脫硫時,吸附器中加入的氧應經過計算,使脫硫后的煤氣含氧量低于0.2%～0.3%,在煤氣入口處設煤氣流量表、空氣流量表和硫化氫含量分析儀。

2.采用濕法脫硫,應嚴格控制脫硫吸收塔和溶液再生塔塔底的液位,防止液體抽空吸入空氣與煤氣形成爆炸性混和物。

3.用以儲存變換氣的氣柜應裝有鐘罩高度指示儀及氣柜高限和低限報警儀,氣柜低限與壓縮機的自動停車聯鎖裝置,氣柜與廠內其他建(構)筑物、明火點等的防火間距,應執行《建筑設計防火規范》的規定,在氣柜3O米范圍內動火時應執行一定的審批手續,投用前,變換氣柜用氮氣進行置換時要執行“三升三降”的操作要求,并進行嚴格測試,第三次放空氣體內的氧含量若不少于2%,還應再用氮氣進行“升降”,以消除隱患。混式氣相應注意保持水封槽內的溢流狀態。

(三)壓縮與合成工序

1.在壓縮過程中,壓縮為甲類危險生產,其廠房布局要合乎《建筑設計規范》的要求。廠房內動力、照明、儀表等電氣設備均應達到1(Q—2)級防爆要求。

2.進行氨合成時,設備、管道的氣密性應嚴格要求,防止泄漏。合成系統的設備、管道在選材、 結構、安裝、使用中,應嚴格遵守有關技術規范規定,并應建立檔案,定期檢查、定期檢修。合成塔切忌超壓使用,合成塔的內筒要保持完好。合成系統開車前,應先用氮氣進行置換,再用新鮮精煉氣置換,最后進行氣密性檢查,合格后方可開車。

(四)氨加工工序

1.進行稀硝酸生產時,應嚴格控制氨的加入量,不得超過12%。在設計生產控制時,應設自動控制、氨超限自動報警、自動斷氨、自動放空聯鎖裝置。

2.進行尿素生產時,關鍵是防止氨的泄漏,避免氨與空氣接觸形成爆炸性混和氣體,另外,加入二氧化碳中的空氣含量不得超過體積比4%。□

(編輯/丹桔)