4.2.1　火災(zāi)、爆炸

4.2.1.1　氫氣制備

氫氣制備崗位主要涉及的危險(xiǎn)化學(xué)品為氫氣、氧氣,主要設(shè)備有電解槽、除氧器、吸附干燥器和氫、氧儲(chǔ)罐等。

(1)電解時(shí)有強(qiáng)大的電流通過,如果電氣的絕緣不良或防爆電器質(zhì)量達(dá)不到要求極易產(chǎn)生電火花,電解車間往往容易發(fā)生氫氣泄漏,遇到電火花或其它明火就會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。

(2)在水電解制氫裝置運(yùn)行中,必須確保氫、氧側(cè)(陰極、陽(yáng)極側(cè))的壓力差不能過大,若超過某一設(shè)定值后,就會(huì)造成某一電解小室或多個(gè)電解小室的“干槽”現(xiàn)象,從而使氫氣、氧氣互相摻混,降低氫氣或氧氣的純度,嚴(yán)重時(shí)形成爆炸混合氣。這是十分危險(xiǎn)的,極易引起事故的發(fā)生。

(3)水電解槽入口應(yīng)設(shè)堿液過濾器，如果失效,電解液中雜質(zhì)堵塞進(jìn)液孔或出氣孔,使電解槽中氫、氧透過隔膜混合形成爆炸性混合氣體,極易引起事故的發(fā)生。

?(4)氧氣直接排入大氣時(shí),對(duì)常壓型水電解制氫系統(tǒng)需設(shè)置氧氣調(diào)節(jié)水封；利用水封高度,保持氫側(cè)、氧側(cè)的壓力平衡；壓力型水電解制氫系統(tǒng)可設(shè)氧氣排空水封,以便壓力調(diào)節(jié)裝置的正常運(yùn)行,保持氫側(cè)、氧側(cè)壓力平衡。

4.2.1.2氯硅烷分離提純

本工序是整套裝置的核心工序,操作嚴(yán)格,產(chǎn)品純度要求極高。氯硅烷的提純直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量。本工序主要涉及的物料為三氯氫硅、四氯化硅和氯化氫等。主要設(shè)備有精餾塔、中間儲(chǔ)槽和加熱、冷換設(shè)備以及機(jī)泵。

(1)三氯氫硅精餾過程中的主要危險(xiǎn)在于三氯氫硅泄漏后引起的火災(zāi)爆炸和中毒事故。

(2)在精餾過程中空氣進(jìn)入塔器、容器與三氯氫硅形成爆炸性混合物,遇火源可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故。加熱熱水漏入設(shè)備,遇三氯氫硅劇烈反應(yīng)發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。

(3)四氯化硅及氯化氫遇水生成鹽酸都屬于酸性腐蝕品,對(duì)機(jī)泵、設(shè)備有腐蝕性,如果設(shè)備選型不當(dāng),材質(zhì)不過關(guān),可能由于腐蝕造成易燃液體泄漏。

4.2.1.3三氯氫硅氫還原

三氯氫硅還原崗位汽化的三氯氫硅與氫氣發(fā)生還原反應(yīng)硅沉積到硅芯上,同時(shí)產(chǎn)生氯化氫氣體。主要涉及的設(shè)備有還原爐。為加大硅沉積速度,爐內(nèi)壓力在0. 5MPa左右,還原爐屬于高耗能設(shè)備,硅的沉積需要電能加熱并維持高溫狀態(tài)(約1090℃) 。要得到高純度的硅,還原爐必須出于潔凈廠房?jī)?nèi)。

(1)本工序主要危險(xiǎn)性在于氫氣泄漏,并且積聚以及三氯氫硅泄漏引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。

(2)循環(huán)冷卻系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障,冷卻水進(jìn)入還原爐內(nèi)與三氯氫硅劇烈反應(yīng),發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。

（3）還原爐在運(yùn)行過程中一旦出現(xiàn)負(fù)壓，會(huì)使得空氣介入與三氯氫硅氣體形成爆炸性混合物發(fā)生爆炸。

4.2.1.4 還原氣分離

還原尾氣干法分離系統(tǒng)采用美國(guó)CDI公司的工藝流程和主要設(shè)備,崗位中主要涉及的設(shè)備有洗滌塔、混合氣壓縮機(jī)、氯化氫解析塔、氫氣吸附設(shè)備等。整套裝置不接觸水分,把氫氣、氯氣、三氯氫硅分離再送回各自工序循環(huán)使用。

工藝設(shè)備、管線、法蘭、閥門等發(fā)生泄漏或水進(jìn)入設(shè)備內(nèi)；遇火花等誘因,尤其是遇水發(fā)生劇烈反應(yīng)導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。

4.2.1.5四氯化硅氫化

改良西門子法生產(chǎn)多晶硅時(shí),在氯硅烷分離提純崗和還原崗都產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物四氯化硅,將四氯化硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅?？梢猿浞掷觅Y源。該崗位中主要設(shè)備有氫化爐、氫氣緩沖罐以及冷換設(shè)備等。主要涉及的物質(zhì)包括氫氣、四氯化硅、三氯氫硅等。

工藝設(shè)備、管線、法蘭、閥門等發(fā)生氫氣、三氯氫硅泄漏或水進(jìn)入設(shè)備內(nèi)；遇火花等誘因,尤其是遇水發(fā)生劇烈反應(yīng)導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。

4.2.1.6　氯硅烷貯存

本工序設(shè)置以下貯槽：氯硅烷貯槽、工業(yè)級(jí)三氯氫硅貯槽、工業(yè)級(jí)四氯化硅貯槽、氯硅烷緊急排放槽、精制三氯氫硅儲(chǔ)槽等。

罐體、附屬管閥因材質(zhì)或焊縫缺陷開裂,或法蘭密封損壞；操作不當(dāng)。均有可能致使三氯氫硅溢漏：三氯氫硅儲(chǔ)罐如果發(fā)生泄漏,其危險(xiǎn)性遠(yuǎn)大于工藝流程管道泄漏引起的危險(xiǎn)性,因?yàn)閮?chǔ)罐多,儲(chǔ)量大,一旦泄漏,如果不及時(shí)堵漏,影響可能不斷擴(kuò)大。儲(chǔ)罐區(qū)有大量的冷卻用水,泄漏的三氯氫硅遇水反應(yīng)生

成大量的氯化氫,并放出大量的熱,放出的熱量很容易使三氯氫硅達(dá)到自燃點(diǎn),從而引起燃燒爆炸事故; 同時(shí)生成的HC1,向周圍擴(kuò)散,給搶險(xiǎn)救援工作帶來困難。

4.2.1.7卸車棧臺(tái)

卸車棧臺(tái)的設(shè)施主要有：鶴管、管道，卸車物料主要是三氯氫硅。

卸車過程中由于槽車出料口與鶴管連接處密封不嚴(yán)，操作不當(dāng)，靜電接地失靈或沒有接地，使用鐵質(zhì)扳手。會(huì)使得從連接處溢出的三氯氫硅泄漏遇空氣形成爆炸性混合物遇火花、靜電等爆炸。泄露出的三氯氫硅未能與空氣形成爆炸性混合物遇火花、明火等會(huì)引起火災(zāi)。

夏天中午時(shí)分進(jìn)行卸車操作，由于操作不當(dāng)可能引起槽罐車溫度和壓力的上升，在槽罐車充裝量過高或靜置時(shí)間不符合要求的情況下會(huì)發(fā)生罐車的爆炸。

4.2.1.8其他崗位

其他崗位主要在檢修過程中、電氣設(shè)備使用過程因使用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生；如硅芯爐會(huì)因電流過載導(dǎo)致線圈燒毀，冷凍機(jī)、空壓機(jī)因電流過載使得電機(jī)燒毀。電纜線路磨損可能會(huì)使得線路短路、檢修過程中易燃物清理不干凈，電氣設(shè)備使用不當(dāng)都會(huì)造成火災(zāi)事故的發(fā)生。

4.2.2中毒、窒息

發(fā)生中毒、窒息事故的主要原因?yàn)? 設(shè)備、管道密封不好或因腐蝕泄漏,操作、檢修失誤或處理不及時(shí),防護(hù)用品配備不當(dāng)或失效,不會(huì)使用防護(hù)器具或取用不方便,導(dǎo)致三氯氫硅、四氯化硅泄漏水解產(chǎn)生的大量有毒氯化氫氣體等有毒有害物質(zhì)與操作人員接觸,發(fā)生中毒、窒息事故,并迅速外泄污染環(huán)境,導(dǎo)致周邊敏感區(qū)內(nèi)人員的中毒事故。事故的后果將導(dǎo)致人員傷亡、造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。

4.2.2.1氯硅烷分離提純

氯硅烷分離提純過程中使用的精餾塔及輸、出料管線因損壞會(huì)造成氯硅烷物料的泄漏；操作人員在取樣的過程中操作不規(guī)范、未佩戴防護(hù)用具等會(huì)造成作業(yè)人員中毒，半敞開式的區(qū)域還可能會(huì)導(dǎo)致窒息；塔內(nèi)、管線內(nèi)在運(yùn)行過程中存留有氯硅烷殘液在檢修過程中或是設(shè)備清理過程中操作不當(dāng)未按規(guī)程作業(yè)都會(huì)造成作業(yè)人員中毒窒息事故的發(fā)生。

4.2.2.2三氯氫硅氫還原

還原反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化氫氣體如大量泄漏極易造成中毒、窒息事故。還原爐內(nèi)壁上附著的氯硅烷物質(zhì)，在清洗過程中如果置換不到位會(huì)造成作業(yè)人員中毒窒息。

4.2.2.3還原氣分離

氯化氫解析塔在工作過程中管線、法蘭或塔體本身腐蝕泄漏，會(huì)造成作業(yè)人員的中毒窒息。該崗位輸送氯化氫的管線因腐蝕泄漏造成氯化氫的泄漏；塔體、管線內(nèi)存留有氯化氫氣體在檢修過程中因置換不到位、操作不當(dāng)?shù)葧?huì)造成作業(yè)人員中毒以及窒息。

4.2.2.4四氯化硅氫化

工藝設(shè)備、管線、法蘭、閥門等發(fā)生三氯氫硅泄漏會(huì)造成作業(yè)人員中毒，氯化氫加熱器、三氯氫硅加熱器溫度在500℃以上，法蘭處泄漏造成作業(yè)人員中毒。

4.2.2.5氯硅烷貯存

（1）在該崗位取樣時(shí)，應(yīng)操作不當(dāng)、防護(hù)用具佩戴不齊全會(huì)造成取樣工的因三氯氫硅泄漏揮發(fā)為氯化氫或四氯化硅、氯硅烷等泄漏而中毒。

（2）管道由于腐蝕會(huì)使得管道泄漏，致使作業(yè)人員中毒；法蘭密封不嚴(yán)使得物料泄漏造成作業(yè)人員中毒。

（3）受限空間作業(yè)置換不合格或未按操作規(guī)程進(jìn)行對(duì)進(jìn)入受限空間的作業(yè)人員中毒、窒息。

4.2.2.6硅芯制備

硅芯清洗主要使用氫氟酸等物質(zhì)，氫氟酸進(jìn)入大氣中揮發(fā)為氟化氫；因通風(fēng)不暢等原因會(huì)致使氟化氫氣體集聚，當(dāng)濃度較高時(shí)會(huì)造成作業(yè)人員身體不適。另外酸腐蝕處理中使用的硝酸和氫氟酸在處理過程中會(huì)產(chǎn)生氮氧化物，如一氧化氮、二氧化氮，會(huì)造成作業(yè)人員中毒。

4.2.2.7冷凍站、空壓站

冷凍站為三氯氫硅生產(chǎn)提供冷凍氯化鈣鹽水,所使用的是氟利昂制冷劑,雖無毒性,如果泄漏,在通風(fēng)不好的情況下,易造成人員窒息事故的發(fā)生。

氮?dú)廨斔瓦^程中因管道強(qiáng)度減弱、老化等原因會(huì)使得氮?dú)庑孤?；法蘭連接處由于密封不好也會(huì)導(dǎo)致氮?dú)庑孤?，氮?dú)庑孤┖笤谟邢蘅臻g內(nèi)集聚會(huì)使得作業(yè)人員窒息。

4.2.2.8卸車棧臺(tái)

裝卸物料作業(yè)過程中槽車出料管口與鶴管連接處密封不嚴(yán)使得物料泄漏，造成操作人員中毒、窒息。

物料輸送過程中管道泄漏會(huì)造成三氯氫硅的泄漏，三氯氫硅揮發(fā)為氯化氫會(huì)造成作業(yè)人員中毒窒息。