論空氣深冷分離行業危險有害因素的分析與控制

陳晉

摘要：深冷分離法又稱低溫精餾法，在空氣深冷分離過程中由于空氣成分復雜，分離條件要求嚴格，稍有不慎就會引發安全事故，使得分離效果不明顯，無法達到工藝要求。及時發現行業危害因素，對其進行有效控制，對行業發展有著重要意義。基于此，文章主要對空氣深冷分離行業進行了簡單的分析，并提出了相應的控制方法。

關鍵詞：空氣深冷分離行業；危險因素；控制

引言

近年來，隨著我國社會經濟的穩定發展，國家越來越重視工業的安全生產。空氣深冷分離行業是工業的重要組成部分，對其行業的典型危險及有害因素進行分析，及時發現空氣分離存在的安全隱患，并處理能夠提高空氣分離過程的安全性，提升分離效果，推動空氣深冷分離行業的快速發展。因此，相關技術人員應重視空氣深冷分離的研究工作，嚴格控制分離工藝參數，降低安全事故的發生幾率。

1空氣深冷法分離的基本原理及行業現狀

1.1空氣深冷法分離的基本原理

自然形成或人工合成的介質通常為混合物形式，混合物各組分分離提純后均具有不同的利用價值。深冷分離系根據介質各組分沸點的差異，利用傳熱、傳質設備使各組分分離。以空氣分離為例，其基本原理如下：

原料空氣在傳熱設備中進行熱量交換至低溫飽和狀態后送入傳質設備，在塔內逐級熱質交換使各組分在操作壓力和溫度下液化、氣化，空氣在塔內變成液體聚積在塔底，利用氧、氮沸點之差使之分離，成為產品氣和富氧空氣。分離產品經主換熱器復熱后送出分餾塔，產品氣使用點，富氧氣一部分去純化器再生，多于富氧氣出分餾塔直接放空。空氣的深冷分離過程是一個物理過程，空氣冷卻與液化并使冷箱內的各部分冷卻到各自的工作溫度并始終維持在各自的工作溫度，所需要的“冷量”主要是膨脹機提供的。

1.2空氣深冷分離行業行業發展現狀

近年來，由于出現一定程度的產能過剩，我國鋼鐵、有色金屬等下游行業逐漸步入以提高集中度為主線的發展路徑，深冷空分設備的市場需求趨穩。與此同時，本行業開始陸續涌現出一批擁有技術基礎和創新意識的廠商，通過對前階段積累的深冷空分技術進行消化、改進和再創新，深冷技術的應用領域日漸拓展至天然氣行業的天然氣液化和分離、現代煤化工行業的MTO/MTP烯烴分離等工藝，而國家能源結構調整、工業轉型升級戰略又為上述新興工藝提供了良好的市場契機，天然氣、現代煤化工對于深冷技術設備產品的需求量快速提高，有望成為本行業下一個快速增長點。

2空氣深冷分離行業危險因素分析

2.2中毒和窒息危害

在空氣深冷分離系統中，常常伴隨著毒氣的產生，主要指焦化廠來的焦爐煤氣及煤氣化來的水煤氣、凈化氣、變壓吸附提氫解析氣等工藝氣體，以氣態存在于低溫甲醉洗裝置、甲烷深冷分離裝置、等設備及相應管道中。分別含有不同濃度的氫氣、一氧化碳、甲烷、二氧化碳，以及少量硫化氫等。由組分所決定，存在易燃易爆、中毒的特性。火災危險性為甲類。

2.3易燃和爆炸

氧氣和液氧是深冷分離行業的主要產品，氧的化學性質比較活潑，雖然本身不能燃燒但具有強烈的助燃特性，它主要以氣態存在于甲烷深冷分離裝置的設備及相應管道中，易燃，與空氣能形成爆炸性混合物，遇明火或高熱即爆炸，爆炸極限4.1%-75%，與氟、抓、澳等鹵素接觸會發生劇烈化學反應。

2.3其他危險因素

第一，低溫凍傷。甲烷分離裝置運行中冷箱內物流溫度在-162℃-190℃之間，若低溫物料發生泄漏，操作工接觸低溫的物料、設備或管道時可能引起低溫凍傷事故。

第二，機械傷害。壓縮機、泵等轉動設備在運行中可能會對人體造成機械傷害。

第三，高處墜落。生產過程中有位于高處的操作平臺，如高處作業不按規定正確佩戴安全防護用品、違章作業、防墜落安全設施不完善或保養維護不及時等，都有可能造成高處墜落事故。

第四，噪聲傷害，壓縮機、泵等高噪聲的設備在運轉過程中產生的噪聲會對操作工造成危害，長期在強烈的噪聲中從事生產操作，會使人的聽力下降，嚴重者可致噪聲性耳聾，并可能引發神經衰弱、高血壓及心血管疾病。

2.4空壓機的危險因素

早期的空分設備選用活塞式空壓機，氣缸用機械油潤滑；有的選用噴油螺桿式空壓機，單油隨氣流從熱交換器底部和液氧排出閥溢出。一旦具備足夠的激發能源，就會引發爆炸。積炭在冷卻器內積聚，使冷卻器傳熱效率下降，使進人下級氣溫升高，空壓機能耗增加，從而進一步加劇了積炭的形成。這樣惡性循環的結果，使空氣排出管道有效流通直徑逐漸縮小，流速不斷增大，當流速超過極限時，氣流摩擦產生的激發能量點燃結炭，就會使管道燃燒爆炸。

3空氣深冷分離行業危險因素的控制措施

3.1做好防火、防爆控制工作

為了避免火災或爆炸事故的發生，技術人員應做好事故預防工作。如，工藝操作人員需要做好防雷防靜電接地，深冷分離裝置利用設備本體作接閃器，所有工藝生產裝置及其管線，按工藝及管道均作防靜電接地，接地點一般不少于2處，接地電阻；深冷分離裝置周圍，嚴禁吸煙，禁止穿帶鐵釘的鞋進人現場，動火作業嚴格實行許可制度，辦理《動火作業安全許可證》，并將安全措施落實到位后方可動火；裝置周圍禁止堆放油、脂等可燃性物質，尤其不許在裝置原料氣人口附近停放乙炔發生器等物；禁止用三氯乙烯對鋁合金部件脫脂，防止發生反應導致事故。同時，在操作過程中技術人員也可以攜帶便攜式可燃有毒氣體檢測報警儀，隨時檢測空氣中的可燃氣與有毒氣的含量，設置火災探測報警系統，以此來提高事故防范水平。

3.2防噪聲及機械傷害的安全控制措施

首先，對產生較大噪聲和振動的設備，如壓縮機等采取消聲、吸聲、隔聲及減振、防振措施，使操作環境中的噪聲值達到規范要求；對出入噪聲區的人員配備防噪聲耳罩或耳塞，并定期檢測界區噪聲數據，提醒員工規范佩戴防噪聲耳塞；按維護要求對設備定期進行檢修、潤滑，使機器能正常運轉，降低噪聲；定期對員工進行體檢，發現有員工受噪聲傷害現象的及時調整崗位。

其次，對電機、泵等小型轉動機械設置保護殼罩，對壓縮機等大型轉動設備設置防護欄桿。檢修作業時，嚴格執行檢修規程，停機斷電，能量鎖閉后方可作業。

3.3做好其他預防工作

第一，在低溫設備操作過程中，技術人員需要做好防護工作，佩戴低溫手套、防濺面罩、防凍鞋等，來保證自身不受周圍環境影響出現健康問題；同時，在低溫設備檢維修作業時，技術人員還應將設備排空且恢復至常溫。第二，做好防毒工作。在空氣深冷分離行業中，技術人員需要對氧氣生產的室內密閉空間、儲存區域應進行氧氣含量監測。

結束語

總而言之，在空氣深冷分離過程中，深入分析行業危險的有害因素，并做好相應的控制工作，對行業的安全、可持續發展有著重要意義。因此，技術人員應加大對空氣深冷分離技術的研究力度，不斷優化事故預防方案，提高分離效果，降低事故的發生幾率。

參考文獻：

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