两段式煤气发生炉是我国八十年代发展起来的一种新型的煤气生产设备,该设备集焦化、气化于一身,所产煤气质量好、热值高、成本底。然而,该发生炉也存在一些职业危害因素,下面就以某肥业公司的煤气发生炉为例进行详细介绍。
煤气生产工艺简述
本项目的两段式煤气发生炉中,其水蒸气由煤气炉加热脱盐水站过来的水产生。双段煤气发生炉是在单段煤气发生炉的基础上增加一个干馏段,使煤在气化之前通过充分干馏,将煤中挥发分(Vdaf)在进入氧化还原之前大部分析出,并且随上段煤气引出炉体。而进入下段参与反应的煤基本为焦煤或者半焦,基本不含焦油,通过水冷箱体经下段炉出口排出炉外,经煤气净化除尘装置,与上段炉所产经电捕焦油器除焦油后的上段煤气汇合,再经管道输送至窑炉。
两段式热脱焦油煤气站工艺流程:上段煤气进入电气滤清器,其工作温度为90℃~℃之间。煤气中的焦油雾滴及灰尘被极化,汇集到极管管壁,自流至焦油罐。下段煤气经过落灰斗,除去大颗粒的灰尘后再进入旋风除尘器被离心除尘,除尘后的温度大约在℃~℃。上段煤气和下段煤气混合后,通过煤气输送管道送入加热炉。煤气发生炉的工艺流程见图1。
主要危险因素分析
主要危险有害物质特性
煤气的主要危险有害物质有CO(26%~32%)、H2(13%~15%)、CO2(2%~6%)、CH4(1%~4%)、O2(≤0.6%)、N2(≤20%)等。根据GB—《化学品分类和危险性公示 通则》,一氧化碳、甲烷、氢气为第2.1类易燃气体,火灾危险分级为甲类或乙类。
煤焦油主要是酚类、芳香烃和杂环化合物的混合物,有致癌性,根据GB—《化学品分类和危险性公示 通则》,属于国际癌症研究机构IARC(InternationalAgencyforResearchonCancer,)确定的第一类致癌物质。煤焦油为第3.2类闪点易燃液体。主要化学物质危险特性见表1。
主要危险有害物质分析
一氧化碳(CO)是煤、石油等含碳物质不完全燃烧的产物,是一种无色、无臭、无刺激性的有毒气体,几乎不溶于水,在空气中不易与其他物质产生化学反应。
健康危害:一氧化碳在血中与血红蛋白结合而造成组织缺氧。
急性中毒:轻度中毒者出现头痛、头晕、耳鸣、心悸、恶心、呕吐、无力。中度中毒者除上述症状外,还有面色潮红、口唇樱红、脉快、烦躁、步态不稳、意识模糊,可有昏迷。重度中毒者昏迷不醒、瞳孔缩小、肌张力增加,频繁抽搐、大小便失禁等。深度中毒可致死。
慢性影响:长期反复吸入一定量的一氧化碳可致神经和心血管系统损害。
本项目一氧化碳来源于煤气发生炉造气产生的水煤气,煤气中毒主要是煤气发生泄漏,可能产生煤气泄漏的设备有煤气发生炉、电捕焦油器、旋风除尘器及煤气管道。主要从呼吸道进入人体,可以引起职业性一氧化碳中毒、职业性急性化学物中毒性心脏病。
煤焦油是一种黑色或褐色粘稠液体,气味与萘或芳香烃相似,主要含有苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烃,以及芳香族含氧化合物(如苯酚等酚类化合物),含氮、含硫的杂环化合物等多种有机物,微溶于水,溶于苯、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮等多数有机溶剂,有致癌性,属于IARC第一类致癌物质。
健康危害:作用于皮肤,引起皮炎、痤疮、毛囊炎、光毒性皮炎、中毒性黑皮病、疣赘及癌肿。可引起鼻中隔损伤。
危险、有害因素分类
煤气站在生产运行中,如果设备、设施、仪器仪表等存在质量缺陷;操作人员违章作业、操作失误等,都有可能造成人员伤亡及财产损失。煤气站存在的危险因素很多,如中毒窒息、火灾爆炸、电气伤害、机械伤害、高处坠落及物体打击伤害、有限空间作业伤害、烫伤、噪声等。
中毒窒息。一氧化碳为高毒物质,接触极限为30mg/m3,如在生产、使用过程中发生泄漏,或工艺指标控制不当,设备、管道腐蚀损坏发生泄漏时,人体接触则会造成中毒、窒息等伤害事故。进入设备进行检维修,设备内的煤气未置换完全,检维修人员进入时,未按要求佩戴好防护用品,未采取安全监护措施等,极易发生中毒事故。
火灾爆炸。煤气站装置中煤气是易燃易爆的多种气体的混合物,其与空气混合可形成爆炸性气体混合物,达到爆炸极限后,遇明火、高热即可发生火灾爆炸。
触电事故。煤气站装置为露天布置,有很多电气设备,电源线路和设备易老化、腐蚀进而引起损坏;各电器开关易吸潮而造成短路。若电气设备元件缺少必要的维护维修,则极易发生电气伤害事故。
机械伤害。生产装置中,有各种机泵等运转机械,若运转部分缺少防护设施,则可能导致机械伤害事故的发生。
高空坠落。煤气站有位置较高的操作平台、斜梯,设备有较高的人孔等,如果防护设施安装不规范,在生产操作、检修作业中又不注意安全管理及自我防护,很容易发生坠落事故,造成人员伤害。
有限空间作业伤害。煤气发生炉经过一段时间的运行使用后,由于介质的腐蚀、磨损等原因,需要维修工进入炉内进行检查、维修和清扫等工作。在有限空间作业,易发生火灾、爆炸、中毒、窒息等意外事故。
灼伤。蒸汽管道、发生炉、汽包、净化设备、煤气管道等设施温度非常高,未根据现场情况采取隔温措施,有可能造成高温烫伤。
噪声。机泵等是产生噪声的主要设备。噪声会引起听觉功能敏感度下降,甚至造成耳聋,或引起神经衰弱、心血管和消化系统疾病;噪声同时干扰和影响信息的交流,导致操作失误率上升,引发意外事故。
安全防范措施
定期安全培训
企业法人、分管负责人、专职安全员按照安监部门的要求,定期参加安全培训,并经考核合格,取得相应的安全资格证书,并按照要求进行安全资格的复审。煤气站工作人员必须经过煤气安全教育,经过有关岗位安全技术培训,了解有关规章制度,考核合格后持证上岗。所有操作人员应了解煤气站的特点、煤气性质,掌握煤气中毒的急救方法和消防灭火知识,会使用氧气呼吸器等气防用品。
加强检测检验
在有可能造成煤气中毒的工作场所,设置一氧化碳检测报警器,信号引至相应仪表间PLC系统集中监测报警。所有煤气设备与管道应保持良好的密封性,煤气设备和管道的气密性试验,应符合GB—《工业企业煤气安全规程》第6.4节“煤气管道的试验”的相关规定。设备与管道按规定定期进行维护保养,防止电气火花的产生。防止线路老化或绝缘破坏造成漏电或发生线路着火。
严格控制工艺指标
及时检测煤气中及电气滤清器的氧含量,确保氧含量不超过0.5%,并设置声光报警信号装置。
工艺自控连锁
煤气排送机的电动机,必须与空气鼓风机的电动机进行连锁;与煤气排送机前低压煤气总管的煤气压力传感装置进行连锁;连续式机械化运煤和排渣系统,其各机械之间应设电气联锁。
作好检修动火监护
设备和管道检修动火前,应切断气源,对管道进行蒸汽吹扫或用氮气等惰性气体置换,检测空间爆炸性混合气体浓度,符合相关条件,才能动火。进入煤气炉内检修作业,使用安全电压防爆照明灯具,并作好监护,有抢救措施,防止照明设施造成触电伤害。
设置人员和设施防护
煤气站为敞开式结构,相关装置设置了安全阀、仪表等安全附件;现场设置了消防报警、有毒气体报警、防雷防静电、自动点火等装置;周围设置了消防栓、灭火器;所有电气设备皆为防爆电气;操作部位设置了洗眼器、工艺水管等;岗位配备防护服、正压式空气呼吸器、防毒面具、防护手套、消防水带及喷枪和所需工器具。该项目有针对性的事故应急救援预案,并保证定期演练,针对实际情况以及预案中暴露的缺陷,不断地更新、完善与改进。
当生产过程中出现大量泄漏、火灾、爆炸、中毒等重大事故时,应按照制定的事故应急救援预案进行应急救援抢险,及时隔离危险区域,组织人员疏散,进行事故救援。
小结
煤气站存在中毒窒息、火灾爆炸、电气伤害、机械伤害、高处坠落及物体打击伤害、有限空间作业伤害、烫伤、噪声等,只要加强职工安全防范意识和安全操作技能的培训,采取有效的措施进行有效防范,加强设备设施维护保养,强化隐患排查治理,生产安全事故是可以有效防范的。
来源:《现代职业安全》第6期
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