一、 情況介紹:
吉林化纖股份有限公司有立式濃硫酸貯罐三臺,規(guī)格相同,材質(zhì)為普通碳鋼,外部尺寸為Φ8000mm×10000mm,側(cè)壁厚16mm,頂板厚8mm,現(xiàn)底部有約300mm厚的含硫酸污泥。進行設(shè)備檢修,需要在貯罐頂部開一個直徑約2000mm的泄爆口,作業(yè)過程中涉及的?;钒饬蛩?、氫氣、二氧化硫等。
二、 過程危害性:
1、 濃硫酸:
六大無機強酸之一,不揮發(fā),具有強氧化性,在加熱條件下能與絕大多數(shù)金屬發(fā)生化學反應(yīng),生成高價硫酸鹽和二氧化硫。
濃硫酸在加熱條件下與碳鋼中的鐵能發(fā)生化學反應(yīng),生成二氧化硫(或氫氣),反應(yīng)方程式如下:
2Fe + 6H2SO4(濃)=△= Fe2(SO4)3+ 3SO2↑ + 6H2O
2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3+ 3H2↑
理論上,應(yīng)該是發(fā)生第一種化學反應(yīng),最終生成二氧化硫,但根據(jù)以往處理硫酸貯罐或管路時,會有燃爆現(xiàn)象發(fā)生,所以本次處理應(yīng)按第二種化學反應(yīng)來對待。
2、 氫氣:
燃點:580℃;
氣體密度(101.325kPa,0℃):0.0899g/L(空氣密度1.293 g/L,是空氣密度的1/14);
爆炸范圍4.0%~74.2%;
最低點火能量:0.02mJ。
3、 二氧化硫:
不燃,窒息性氣體,有刺激性氣味。
密度:2.551g/L。
另據(jù)硫酸廠相關(guān)人員介紹,硫酸貯罐的酸性污泥中會含有硫化氫,硫化氫的理化性質(zhì)如下:
4、 硫化氫
爆炸范圍:4.3%~45.5 %;
燃點:260℃;
自燃點:292℃;
密度:相對空氣密度1.54 g/L。
氣味:有刺激性(臭雞蛋)氣味;
毒性:劇毒。
但硫化氫作為強還原劑是能夠與強氧化劑濃硫酸反應(yīng)的,方程式如下:
H2S+ H2SO4(濃)= SO2↑+S↓+2H2O
三、 作業(yè)方式:
1、 用手鉆排布鉆眼開口,此方法耗時較長,一個人作業(yè)全部完成大約需要十天以上的時間。
2、 用砂輪或無齒鋸開口,耗時稍短,一個人作業(yè)需要三天以上。
3、 用氣焊開口,耗時最短,一個人作業(yè)半個工作日即可。
三種方法都不能解決高溫鐵屑落入酸泥的問題,但使用氣焊作業(yè)用時最短,由于冬季在室外高處作業(yè)也具有一定風險,所以決定認真研究制定并落實安全措施后,在確保安全的前提下進行氣焊作業(yè)。
四、 安全措施:
為確保絕對安全,本次作業(yè)須一并考慮氫氣和硫化氫的危害;二氧化硫密度較大,只能積累在貯罐底部,不會對本次作業(yè)造成危害,故不作考慮。
1、 打開貯罐上部人孔,使產(chǎn)生的氫氣直接進入大氣;
2、 作業(yè)人員佩戴防毒用具;
3、 上罐頂人員只限兩人,一人動火,一人監(jiān)護;
4、 清理貯罐上方雜物,保持作業(yè)現(xiàn)場無妨礙物;
5、 確認罐頂護欄安全可靠;
6、 氧氣瓶和乙炔瓶放置在圍堰外,并確認氧氣帶、乙炔帶可靠連接;
7、 作業(yè)范圍內(nèi)禁止其他工藝處理和設(shè)備檢修;
8、 設(shè)隔離帶,禁止無關(guān)人員靠近作業(yè)現(xiàn)場;
9、 每臺貯罐作業(yè)前,對貯罐內(nèi)部硫化氫濃度進行取樣化驗,在貯罐下部取樣,濃度在硫化氫爆炸下限的1/50以下方可動火(硫化氫爆炸下限為65.28g/m3,所以濃度在1.3 g/m3以下可以確保安全);
10、 對第一臺貯罐進行切割之前,將一小塊鐵燒紅,投入貯罐,2分鐘后再次對貯罐內(nèi)部硫化氫含量進行取樣化驗,并確認安全;
11、 切割過程中采取間斷切割方式,一是切割點不連續(xù),二是切割時間不連續(xù);
12、 第一臺貯罐切割一半時,進行硫化氫濃度化驗,如無明顯上升,其余兩臺可不再做化驗;
13、 切割最后部分應(yīng)留在爬梯處,監(jiān)護人員先行撤離貯罐,頂板掉落后,作業(yè)人員迅速撤離。
五、 其它事項:
1、 因為氫氣極易燃,在氣割處產(chǎn)生之后立即燃燒,不存在積累形成爆炸性氣體的可能,其危害性在可承受范圍內(nèi);而且其燃燒速度極快,故罐頂可不設(shè)滅火器材,給作業(yè)人員留出盡可能大的閃避空間;
2、 濃硫酸遇水后即與鐵發(fā)生劇烈反應(yīng),產(chǎn)生大量氫氣,反而增加危險性,故現(xiàn)場可不設(shè)消防水;
3、 取樣時應(yīng)考慮貯罐高度,保證取樣結(jié)果真實可靠;
4、 氣焊作業(yè)人員的作業(yè)資質(zhì)必須符合國家相關(guān)法律法規(guī);
5、 安全措施和作業(yè)所需材料由相關(guān)雙方協(xié)商后分別落實;
6、 作業(yè)過程中現(xiàn)場發(fā)生的本方案之外狀況,立即停止作業(yè),由相關(guān)雙方研究安全措施并落實后方可繼續(xù)作業(yè)。