煤化工典型工藝蘭炭生產(chǎn)過程中存在的危險(xiǎn)性分析

(新疆維吾爾自治區(qū)安全科學(xué)技術(shù)研究院，新疆烏魯木齊，830011)

蘭炭俗稱半焦，被認(rèn)為是一種新型的碳素材料、理想的可燃物[1]和良好的吸附材料[2-3]，廣泛地使用于電石制備、鐵合金制備和環(huán)境治理等領(lǐng)域，但由于近些年產(chǎn)能飽和[4-5]，蘭炭生產(chǎn)企業(yè)普遍存在重經(jīng)濟(jì)效益，輕安全生產(chǎn)的情況，對(duì)蘭炭生產(chǎn)過程中存在危險(xiǎn)性缺乏必要的辨識(shí)分析，因此通過本文的研究，有利于提高對(duì)蘭炭生產(chǎn)過程中存在的危險(xiǎn)性辨識(shí)分析。

1 蘭炭生產(chǎn)工藝流程

蘭炭生產(chǎn)主要包括備煤、炭化、蘭炭儲(chǔ)運(yùn)、鼓冷、荒煤氣脫硫等工序。

1.1 備煤工序工藝流程

原料煤經(jīng)中間受煤坑、皮帶機(jī)到篩煤樓，通過圓振篩把煤篩分，篩上≥8mm的煤經(jīng)皮帶機(jī)及其上的卸料器，卸入煤塔的料倉內(nèi)，篩下<8mm的粉煤經(jīng)其下的皮帶機(jī)卸到粉煤倉。

1.2 炭化工序工藝流程

原料煤經(jīng)犁煤器將煤裝入爐頂上料倉中，再經(jīng)加煤閥和輔助煤箱裝入炭化室內(nèi)。加入炭化室的塊煤自上而下移動(dòng)，與燃燒室送入炭化室的高溫廢氣逆流接觸。炭化室的上部為預(yù)熱段，塊煤在此段被加熱到250℃左右；塊煤繼續(xù)向下移動(dòng)進(jìn)入炭化室中部的干餾段，塊煤通過此段被加熱到680℃，干餾為蘭炭。

1.3 蘭炭儲(chǔ)運(yùn)工序

炭化爐排出的蘭炭經(jīng)干熄焦后，匯至皮帶輸送機(jī)，經(jīng)過圓振篩進(jìn)行篩分，篩分破碎后粒度合適的蘭炭經(jīng)皮帶輸送到儲(chǔ)焦倉儲(chǔ)存并裝車外運(yùn)，粒度較小的經(jīng)皮帶機(jī)輸送到焦粉倉，制成焦球外運(yùn)。

1.4 鼓冷工序工藝流程

自炭化爐出來的荒煤氣經(jīng)氣液分離器進(jìn)入文氏塔頂部；氨水由文氏塔上部噴淋，下部帶有煤焦油的氨水進(jìn)入冷環(huán)水池；煤氣由文氏塔下部排出進(jìn)入旋流板塔下部與頂部來的冷循環(huán)氨水逆向洗滌冷卻；經(jīng)過文氏塔和旋流板塔的洗滌冷卻將煤氣由70℃冷卻到35～40℃。

1.5 荒煤氣脫硫工序工藝流程

荒煤氣先經(jīng)間冷塔，通過循環(huán)水將荒煤氣冷卻降溫至40℃，煤氣中的冷凝液進(jìn)行循環(huán)沖洗，荒煤氣冷卻后會(huì)產(chǎn)生冷凝液用于間冷塔的洗滌水，多出的部分外排到鼓冷工序熱循環(huán)池。煤氣出間冷塔進(jìn)入脫硫強(qiáng)化反應(yīng)器，與強(qiáng)化脫硫泵送來的脫硫富液進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的氣液混合物，一并進(jìn)入脫硫塔底部，經(jīng)塔底分離裝置將氣液兩相分離。

2 蘭炭裝置生產(chǎn)過程危險(xiǎn)性辨識(shí)分析

蘭炭裝置生產(chǎn)工藝過程因其涉及煤氣、煤焦油等易燃易爆和有毒物質(zhì)，工藝過程比較復(fù)雜，在生產(chǎn)過程中存在很多不安全因素，若設(shè)計(jì)不當(dāng)、安裝質(zhì)量差、操作失誤、設(shè)備未定期維修、生產(chǎn)管理缺陷，不遵守勞動(dòng)保護(hù)安全技術(shù)生產(chǎn)規(guī)程等因素，均有可能發(fā)生火災(zāi)、爆炸、中毒等事故。

圖1 蘭炭生產(chǎn)工藝流程圖

2.1 備煤工序存在的危險(xiǎn)性[6]

(1)煤自燃：煤是可燃性固體燃料，易發(fā)生自燃，煤堆內(nèi)部接觸空氣所發(fā)生的氧化反應(yīng)所引起。

(2)粉塵爆炸：原料煤、蘭炭在倒運(yùn)、堆取作業(yè)中，會(huì)散發(fā)出大量煤塵，煤塵在封閉環(huán)境中，濃度達(dá)到爆炸極限，遇點(diǎn)火源可發(fā)生煤塵爆炸。

2.2 炭化工序存在的危險(xiǎn)性

(1)炭化爐正常生產(chǎn)過程中，爐頂料倉必須確保滿料，絕不允許料位下降至陣傘以下，否則炭化爐內(nèi)高溫煤氣逸出，遇空氣即發(fā)生著火，當(dāng)周圍有可燃物時(shí)(如輸煤皮帶)，可引發(fā)火災(zāi)。

(2)在送煤氣點(diǎn)火供熱時(shí)，采取不正當(dāng)?shù)某绦颍坏┬纬杀ㄐ曰旌蠚怏w后進(jìn)入燃燒室，遇火源可導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生。

(3)在設(shè)備運(yùn)行過程中，由于疲勞損傷、磨損、腐蝕以及操作不當(dāng)、結(jié)構(gòu)和材料的缺陷，有可能產(chǎn)生穿孔泄漏等現(xiàn)象，可能造成火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)。

(4)炭化爐在點(diǎn)爐前未對(duì)進(jìn)爐煤氣進(jìn)行爆發(fā)試驗(yàn)，煤氣管道未吹掃完全就直接點(diǎn)爐，可發(fā)生爆炸事故。

(5)煤氣主管壓力波動(dòng)大，當(dāng)煤氣主管壓力過小時(shí)，可引發(fā)回火發(fā)生煤氣管道爆炸事故。

(6)炭化爐加熱煤氣管道內(nèi)壓力過低，止回閥失效時(shí)易引起回火爆炸。

(7)炭化爐的放散管，未高出走臺(tái)5m以上，有造成人員中毒、灼傷危害的可能。

2.3 鼓冷工序

(1)煤氣易燃易爆且有毒，如果煤氣大量積聚，通風(fēng)不好，極易導(dǎo)致中毒和火災(zāi)爆炸事故。

(2)煤氣管道、塔器內(nèi)以及煤氣鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)如含氧量超標(biāo)，形成爆炸性混合氣體，當(dāng)遇到靜電火花、電極放電等點(diǎn)火源時(shí)，就會(huì)造成爆炸事故。

(3)煤氣吹掃排擠空氣和易爆混合氣體驅(qū)逐于鼓風(fēng)機(jī)工序范圍以外時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)或其他明火、靜電可能導(dǎo)致管路及設(shè)備內(nèi)易爆混合氣體燃燒爆炸。

(4)在煤氣凈化區(qū)違章動(dòng)火或使用易產(chǎn)生火花的工具和設(shè)備，易引起火災(zāi)爆炸。

(5)煤氣循環(huán)系統(tǒng)使用的風(fēng)機(jī)電機(jī)無防爆、防靜電措施，若管線、閥門、密封措施、設(shè)備或焊接不符合規(guī)范要求，造成煤氣泄露，存在中毒、爆炸等危險(xiǎn)。

(6)檢修煤氣鼓風(fēng)機(jī)負(fù)壓系統(tǒng)設(shè)備時(shí)，沒有預(yù)先把通向鼓風(fēng)機(jī)的管線堵上盲板，引發(fā)中毒、爆炸等危險(xiǎn)。

(7)電捕焦油器未安裝氧含量監(jiān)測儀，送入電捕焦油器中的煤氣含氧量超標(biāo)，氧含量儀未與電捕焦油器電源聯(lián)鎖，氧含量超標(biāo)時(shí)不能自動(dòng)斷電，將會(huì)造成火災(zāi)爆炸事故。

2.4 蘭炭儲(chǔ)運(yùn)工序

蘭炭儲(chǔ)運(yùn)工序主要是對(duì)從干餾爐爐底通過干熄焦、刮板機(jī)排出的蘭炭輸送到中間貯焦倉儲(chǔ)存，貯焦倉蘭炭由皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送到篩焦樓進(jìn)行篩分，主要存在機(jī)械傷害、坍塌、車輛傷害、粉塵爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 荒煤氣脫硫工序

(1)煤氣易燃易爆且有毒，如果煤氣大量積聚，通風(fēng)不好，極易導(dǎo)致中毒和火災(zāi)爆炸事故。

(2)煤氣管道、塔器內(nèi)以及煤氣鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)如果含氧量超標(biāo)，形成爆炸性混合氣體，當(dāng)遇到靜電火花、電極放電等點(diǎn)火源時(shí)，就會(huì)造成爆炸事故。如某廠煤氣凈化系統(tǒng)不嚴(yán)密，漏入空氣，形成爆炸性混合氣體，風(fēng)機(jī)內(nèi)因檢修留有金屬屑，高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生火花引起風(fēng)機(jī)爆炸。

(3)調(diào)壓煤氣放散管應(yīng)控制放散，但其管口高度未高出周圍建筑物，且距離地面小于30m，所放散的煤氣未點(diǎn)燃或點(diǎn)燃后熄滅未采取措施，未設(shè)置滅火設(shè)施，會(huì)造成人員中毒、灼傷、火災(zāi)等危害。

(4)循環(huán)噴淋系統(tǒng)設(shè)備焊接不符合要求、無防腐蝕措施，有導(dǎo)致煤氣泄露的危險(xiǎn)。

(5)煤氣吹掃排擠空氣和易爆混合氣體驅(qū)逐于鼓風(fēng)機(jī)工序范圍以外時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)或其他明火、靜電可能導(dǎo)致管路或設(shè)備內(nèi)易爆混合氣體燃燒爆炸。

(6)在煤氣凈化區(qū)違章動(dòng)火或使用易產(chǎn)生火花的工具和設(shè)備，易引起火災(zāi)爆炸。

(7)集氣管設(shè)置的或煤氣管道設(shè)置的自動(dòng)放散煤氣裝置失效，造成壓力上升，易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。

3 蘭炭生產(chǎn)工藝中危險(xiǎn)有害因素分布的主要作業(yè)場所

蘭炭生產(chǎn)危險(xiǎn)性分布的主要場所，如表1。

表1 蘭炭生產(chǎn)工藝中危險(xiǎn)有害因素分布的主要作業(yè)場所

4 蘭炭生產(chǎn)工藝危險(xiǎn)性分析結(jié)果

通過預(yù)先危險(xiǎn)性分析法，蘭炭生產(chǎn)過程中存在火災(zāi)爆炸、煤氣中毒事故，其危險(xiǎn)等級(jí)達(dá)III級(jí)，是蘭炭生產(chǎn)中應(yīng)該重點(diǎn)預(yù)防的方面；蘭炭生產(chǎn)過程中還存在機(jī)械傷害、高溫灼燙、車輛傷害、坍塌、高處墜落及粉塵危害，其危險(xiǎn)等級(jí)達(dá)到II級(jí)，應(yīng)高度關(guān)注。