硝基復合肥熔體造粒法的風險分析與預防措施*

常　敏，何偉平

(1 徐州工業職業技術學院安全技術管理132，江蘇　徐州　221140；2 徐州工業職業技術學院化學工程技術學院，江蘇　徐州　221140)

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安全與管理

硝基復合肥熔體造粒法的風險分析與預防措施*

常敏1，何偉平2

(1 徐州工業職業技術學院安全技術管理132，江蘇徐州221140；2 徐州工業職業技術學院化學工程技術學院，江蘇徐州221140)

介紹了硝基復合肥熔體造粒法生產工藝，分析了其生產過程中的物質、工藝、設備、重大危險源等危險有害因素。分析表明，其生產過程中存在火災爆炸、化學灼傷、高溫灼傷、粉塵、機械傷害、高處墜落等危險有害因素。提出了安全管理對策措施、主要工藝技術和裝置安全措施、重點監管危險化學品管理措施、應急救援措施等安全對策措施，建議安全設計和生產活動中應充分考慮這些危險有害因素，加強安全預防。

硝基復合肥；熔體造粒法；硝酸銨；危險有害因素；安全對策措施

硝基復合肥因其肥效快、適合旱地作物等特點，近年來發展非常迅速[1]，已逐步取代傳統的單質氮肥。硝基復合肥生產技術可分為團粒法、擠壓法、轉鼓噴漿造粒法、流化床造粒法和熔體塔式法等，目前應用最為廣泛的是熔體造粒法[2]。熔體造粒法生產技術是將硝酸銨熔融后與磷銨、鉀鹽進行充分混合，經離心造粒器噴出成細流，再呈單個液滴冷卻結晶的復合肥生產技術[3]。

熔體塔式法具有節能、環保、產品質量高等優點[4]。但在硝酸銨溶液濃縮時，混合物料容易過熱分解；在摻鉀混合工序中，KCl的添加也會使混合物的熱穩定性變差，以及超標返料均會帶來危險隱患[5]；硝酸銨與酸混合并加熱亦會產生有毒氣體[6]。因此，分析硝基復合肥熔體造粒法生產工藝的危險并提出預防對策，對其安全生產具有一定的參考價值。

1　生產工藝

圖1　硝基復合肥熔體塔式法生產工藝流程

硝銨溶液送至造粒塔頂的硝銨蒸發器，經濃縮熔融，注入造粒系統。磷銨、鉀鹽經稱量、篩分，加熱到一定溫度(90～100 ℃)后送至混合槽。將原料充分混合，混合后的原料進入專用的造粒噴頭，噴頭從塔頂將熔融料漿噴淋成液滴，液滴在造粒塔中與上升的空氣熱交換后凝結，冷卻成為1～4 mm的顆粒，經篩分、冷卻、防結塊處理，即得成品。硝基復合肥熔體塔式法生產工藝流程見圖1。

2　危險有害因素分析

2.1主要物質的危險有害因素分析

根據《危險化學品目錄(2015版)》[7]，硝基復合肥生產工藝涉及的危險化學品有硝酸銨，若在使用或儲運過程中硝酸銨發生摩擦、撞擊，或混有可燃物料，則容易發生爆炸事故；熔融槽溫度較高，純凈的高溫硝酸銨溶液相對穩定和安全，但混入氯化物、硝酸或可燃物等雜質后，則呈現分解放熱反應，會發生劇烈分解甚至爆炸，故在使用中應當特別注意。

2.2生產工藝中危險有害因素分析

熔融槽、混合槽的操作溫度較高，若操作人員沒有按規定穿戴勞動防護用品，直接接觸上述設備，會造成高溫燙傷。熔融的硝酸銨溶液具強氧化性，若直接接觸皮膚，會導致化學灼傷。此外，硝酸銨、硫酸鉀還具有一定的腐蝕性，若設備材質不符合要求，則會造成設備腐蝕甚至引發事故。

熔融的硝酸銨溶液中混有氯化物、硝酸、可燃物等雜質，或受到猛烈撞擊，均可能發生劇烈的分解爆炸。若忽視氯離子是硝酸銨分解的強氧化劑的特征，將含有氯化鉀的返料(以氯化鉀作為鉀源)重新加入制漿系統以進行再造粒，則會誘發硝酸銨溶液的分解爆炸。

此外，在投料、冷卻、篩分、包裝等工序中，因存在原料的破碎、篩分和輸送，或在成品的冷卻、篩分過程中均可能產生生產性粉塵，對人體健康造成職業危害。

2.3生產設備的危險有害因素分析

為了省去加熱磷酸銨以及鉀鹽的專用粉體加熱裝置，目前普遍采取的方式是直接在混合槽內布置換熱面積足夠的蒸汽盤管，以彌補由于常溫粉體物料對熔體造成的溫降。由于增大了混合槽的體積，以及部分物料在蒸汽盤管表面結垢，使得高溫硝酸銨在容器內的停留時間延長和分解反應的概率增大[5]。

硝酸銨溶液輸送管道內有雜物，或保溫蒸汽壓力過低，或開車前未對輸送管道進行預熱，均可能發生管道堵塞。造粒噴頭未定期清洗或物料粘度大造成噴頭堵塞，導致物料未及時排出，可能會造成冒罐現象發生。

若設備設施質量低劣、密封不良、未配備相應的安全附件(安全閥、壓力表、溫度計等)和安全防護裝置、不具備指示性安全技術措施(超限報警、故障報警、狀態異常報警等)、未設置緊急停車裝置、未設置檢修時連鎖功能等的安全裝置，則緊急情況時不能規避風險。

此外，設備在使用或維修過程中若未遵守操作規程，則有可能引起機械傷害、高處墜落以及火災爆炸等事故。

2.4重大危險源辨識及其他

根據《危險化學品重大危險源辨識》標準[8]規定，本工藝列入辨識名單的危險化學品有硝酸銨(含可燃物≤0.2%)。其臨界量為300 t，裝置區最大儲量若為15 t，則未構成重大危險源。但考慮到硝酸銨屬于首批重點監管的危險化學品[9]，若發生爆炸，事故后果極其嚴重。因此，企業應加強員工安全教育培訓，加強硝酸銨儲存和使用的管理，并嚴格控制硝酸銨的儲存量和使用量。

此外，根據《危險化學品安全使用許可適用行業目錄》，硝基復合肥的生產屬于“化學原料和化學制品制造業”中的“肥料制造”，根據《危險化學品使用量的數量標準》，硝酸銨的最低年設計使用量為180噸，因此，若生產企業年設計使用量不低于該用量，則應當依法申請領取危險化學品安全使用許可證。

3　安全措施與建議

3.1安全管理對策措施

落實安全責任制，完善安全管理制度及安全操作規程。職工應嚴格遵守安全操作規程及勞動紀律，熟悉本崗位潛在的危險有害因素及應急救援措施。定期參加安全教育培訓，經考核合格后方能上崗作業。特種作業人員應參加國家有關規定的安全作業培訓，取得特種作業操作資格證書，方可上崗作業。

配置個體防護用品，并督促作業人員佩戴。制定并實施安全事故應急救援預案，定期開展應急救援演練，掌握應急救援措施，提高事故發生時的自救互救能力。

按照國家有關規定，特種設備必須由專業生產單位生產，壓力管道由專業單位安裝施工，并由取得專業資質的檢測、檢驗機構檢驗合格，取得安全使用證后方可投入使用。按照《危險化學品安全管理條例》[10]，各種危險化學品由企業統一集中管理。對設備故障、工藝異常、操作失誤等應做詳細記錄，及時分析原因并找出改進措施。

3.2主要工藝技術和裝置安全措施

嚴禁高空拋物，高處作業平臺應加設防護欄；嚴禁在平臺上堆放雜物，防止高空墜物。高速轉動的機械設備，應加設防護罩等防護裝置。破碎結塊的硝酸銨不得使用重錘打擊。

熔融工藝中硝酸銨嚴禁配入氯化鉀、氯化銨或有機肥料等，防止傳動設備的機油滴入熔融槽內。嚴格控制加熱蒸汽壓力，防止熔融槽、混合槽溫度過高，從而物料發生急劇分解導致爆炸事故。若突遇停電事故，應立即切換到自備電源狀態，否則應將熔融槽、混合槽等設備內的物料排空，并關閉蒸汽進氣閥停止加熱。

采用自動化控制，根據工藝布置和操作特點，各工序采用一系列儀表進行集中控制和檢測。現場儀表定期巡視，并設有完善的報警及自動連鎖系統，以防事故發生。

3.3重點監管危險化學品管理措施

硝酸銨屬于《首批重點監管的危險化學品名錄》所列危險化學品，應當按照《首批重點監管的危險化學品安全措施和事故應急處置原則》[11]的有關規定進行操作：

(1)操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴化學安全防護眼鏡，穿聚乙烯防毒服，戴橡膠手套。

(2)避免產生粉塵。避免與還原劑、酸類、活性金屬粉末接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。

(3)嚴格執行工藝指標，按工藝規程或操作法進行操作，各種設備禁止超溫、超壓、超負荷運行。禁止將油和氯離子帶入硝酸銨溶液系統，防止熔融液噴濺到人體上導致接觸部位嚴重燒傷，必須定期地將機械上(尤其轉動與擦油部分)所沉積的硝酸銨和油等除去，生產中凡遇到危及人身或設備安全或可能發生火災、爆炸事故等緊急情況，操作人員有權先停車后報告，停車后操作人員需要詳細說明所遇到的緊急情況，等隱患消除后方能開車。

3.4事故應急救援措施

企業要根據《生產經營單位安全生產事故應急預案編制導則》[12]的要求，編制本單位的事故應急救援預案。本著預防為主的原則，以預案為教材，以演練為手段，教育職工在平時注重積累應急救援的相關知識，做到一旦發生事故，能正確判別事故種類、性質和可能影響的范圍，采取正確的應急援救措施，實現防、控結合的目標。并應根據本企業的發展和周邊的變化，不斷完善事故應急救援預案。

4　結　論

硝基復合肥熔體造粒法的生產過程中存在火災爆炸、化學灼傷、高溫灼傷、粉塵、機械傷害、高處墜落等危險有害因素，安全設計和生產活動中應充分考慮這些危險有害因素，落實安全對策措施。加強安全管理，落實安全責任制；完善安全技術措施，實現自動化控制；制定事故應急救援預案，并加強演練，持續改進。

[1]李旭初.硝基復合肥行業的現狀及其發展趨勢[J].化肥工業,2013,40(2),17-18.

[2]朱法廳.硝基復合肥生產現狀及發展趨勢[J].山東化工,2015,44(11),56-57.

[3]蓋麗芳,李建峰.高塔硝基復合肥工藝技術[J].煤炭與化工,2015,38(2):136-138.

[4]曹廣峰.塔式熔體造粒復合肥技術總結[J].化肥工業,2008,35(2):46-48.

[5]孔亦周.高塔硝基復合肥生產中值得注意的安全問題[J].化肥工業,2014,41(6):21-22.

[6]陸曉龍.管式反應器生產硝基復合肥的安全性研究[D].南京:南京理工大學,2014.

[7]國家安全監督管理總局,工業和信息化部,公安部,等.危險化學品目錄[Z].2015-02-27.

[8]GB18218-2009,危險化學品重大危險源辨識[S].

[9]國家安全監督管理總局.首批重點監管的危險化學品名錄[Z].2011-06-21.

[10]中華人民共和國國務院.危險化學品安全管理條例[Z].2011-03-02.

[11]國家安全監督管理總局.首批重點監管的危險化學品安全措施和事故應急處置原則[Z].2011-07-01.

[12]GB/T29639-2013.生產經營單位安全生產事故應急救援預案編制導則[S].

Hazard Analysis and Safety Measures of Granulation Technology for the Production of Nitro Compound Fertilizers*

CHANGMin1,HEWei-ping2

(1 Class 132, Safety Management Technology, Xuzhou College of Industrial Technology, Jiangsu Xuzhou 221140;2 School of Chemical Engineering, Xuzhou College of Industrial Technology, Jiangsu Xuzhou 221140, China)

The production process of granulation technology for the production of nitro compound fertilizers was introduced briefly. The material hazardous factors, process hazardous factors, equipment hazardous factors and major hazard installations in the production were analyzed. The results showed that the production process involved hazardous chemicals such as ammonium nitrate. If there were serious problems in the production process and equipments, the chemical leak could cause fire, explosion in the production. There were dangerous and harmful factors such as chemical burn, high temperature burn, dust hazard, mechanical injury and high falling injury in the production as well. Safety measures were put forward for the security management, major production processes and installations, equipment maintenance, regulations on safe management of hazardous chemicals and emergency rescue to prevent hazardous factors. To strengthen the security precautions, it was necessary to take these hazardous factors into fully consideration into the safety design and the production activities.

nitro compound fertilizers; melt granulation; ammonium nitrate; hazardous factors; safety measures

江蘇省大學生實踐創新計劃訓練項目(No: 201513107033H)。

常敏(1995-)，女，徐州工業職業技術學院 化學工程技術學院大專生。研究方向：化工安全技術管理。

何偉平(1983-)，男，講師。

TQ444.5

A

1001-9677(2016)02-0209-03