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2011年安全生产月 6月1日-6月31日

安评师:热法磷酸工艺过程火灾爆炸危险分析

  2011-7-8 9:25:50  来源:互联网   作者:佚名
【导读】根据《建筑设计防火规范》,热法磷酸生产工艺的火灾危险性为甲类。其火灾爆炸危险性分析如下:

          根据《建筑设计防火规范》,热法磷酸生产工艺的火灾危险性为甲类。其火灾爆炸危险性分析如下:

1)特种燃磷炉的燃烧、爆炸危险

特种燃磷炉同时具备两个功能,其一,能满足磷化工生产的要求,相当于化工设备中的一个燃烧塔,其二,能满足余热回收的要求,相当于热工设备中的余热锅炉。特种燃磷炉燃烧、爆炸的原因很多也很复杂,有设计制造的问题,有总图布置、环境污染问题,也有操作运行、管理制度以及分析化验、对易燃易爆物的控制等方面的原因。燃磷炉的爆炸分为物理性爆炸和化学性爆炸,且大部分为化学性爆炸。

物理性爆炸:物理性爆炸主要发生在高压蒸汽包及蒸汽管道部位。黄磷自燃过程中产生大量热量,这些热能通过热辐射的形式被燃烧塔内的上升管中水吸收,产生大量高温高压蒸汽,最后经导汽管进入汽包。如果各种操作失误;设计、制造、安装质量差;设备长期运行,存在缺陷而又未及时修复,长期超负荷生产,导致设备、管道疲劳损坏;压力表、温度计和安全阀未定期校验而失效,致压力表不能正确指示,安全阀超压不能起跳,运行前压力表阀未开(或开度很小)等使指示压力与实际压力不符;冷却水供应不足、温度过高、压力超限等均可导致压力容器(蒸汽包)及压力管道(蒸汽管道)超压爆炸。

化学性爆炸:化学性爆炸主要发生在黄磷燃烧塔内。其原因主要为:

(1)特种燃烧塔内存在热量集中区,如果塔体结构设计不合理,形成了传热死角可引起塔壁过烧,引起燃烧爆炸。

(2)氧化反应失控导致火灾、爆炸:黄磷在特种燃磷炉接触空气燃烧发生氧化反应,在生成P2O5的同时放出大量热量。反应温度可高达1000℃左右。如果反应热未能及时移去,将会使温度迅速升高发生爆炸。

(3)冷却系统异常导致火灾、爆炸:冷却设备密闭不严,物料窜入冷却剂中或冷却剂窜入被冷却的物料中;冷却的水中断或供应不足,使反应热不能及时导出反应异常;开车前先通高温物料后打开冷却水;冷却管道或阀门堵塞等均会导致系统温度、压力超限;冷凝管高度约有十几米,在冷却过程水体下流存在静位压,静位压力过大易击穿锅底,导致黄磷泄漏,发生火灾爆炸事故。

 (4)设备腐蚀控制失效导致火灾爆炸:黄磷燃烧生成腐蚀性气体P2O5,而P2O5与空气中的水分反应生成腐蚀性的磷酸,如果设备防腐蚀缺陷、工艺异常等导致腐蚀控制失效,致使燃烧塔腐蚀泄漏,可发生火灾爆炸事故;泄漏的黄磷遇空气发生燃烧爆炸;燃烧塔金属外壳与酸性腐蚀品磷酸或五氧化二磷接触产生易燃易爆的氢气与空气形成爆炸性混物,遇火源(明火、静电、雷电等)发生燃烧爆炸。燃磷炉腐蚀泄漏原因为:a.设备未采用等离子喷涂防腐技术或防腐技术不合格。b.设计缺陷、安装不当。c. 燃烧塔内出口的操作温度及P2O5含量控制不当,不能保证在塔内形成良好的结膜物保护层;d. 换热器与燃烧塔之间的密封不严等。

(5)燃烧塔内物料配比不合理,反应不充分,反应区上移导致火灾、爆炸。

2)司磷釜燃烧爆炸危险:建设项目磷酸司磷釜釜体及连接附件(泄压阀、加压阀、压磷管道、投磷阀、喷磷枪等)破裂造成大量黄磷外泄漏,导致火灾爆炸。

3)黄磷熔融时如投料过多、搅拌不当、温度过高,易造成黄磷外溢,甚至沸腾喷溅而引起火灾。

4)各种原因导致黄磷逸出,如放磷桶、胶管、放磷阀、喷磷枪泄漏,放磷时因多放而致使黄磷漫出桶外,输压磷设备、管道泄漏均可能引起黄磷燃烧;磷从容器中取出时如果用直接蒸汽加热有燃烧危险,即使使用夹套和加热管,蒸气中的磷和磷化氢仍会通过加热管的连接处泄漏,也是很危险的。

5)氧化产物五氧化二磷遇易燃物、有机物会引起燃烧。

6)磷酸与金属反应放出氢气,能与空气形成爆炸混合物,火灾时形成有毒的蒸气。

7)空气在压缩过程中若机件冷却不良或在排气管路中形成积炭氧化自燃,会在空气压缩机的轴瓦、电机及排气管路(管道、冷却器、油分离器)中发生着火可爆炸事故。造成冷却不良的原因主要是:冷却水中断或供应量不足;电动机温度高于100℃;注油泵或油路系统出现故障,导致润滑油中断或供应量不足等。排气管路内积炭的形成较复杂,通常由排气温度过高、润滑油用量过大、空气净化不好造成。

 

 

(4)设备腐蚀控制失效导致火灾爆炸:黄磷燃烧生成腐蚀性气体P2O5,而P2O5与空气中的水分反应生成腐蚀性的磷酸,如果设备防腐蚀缺陷、工艺异常等导致腐蚀控制失效,致使燃烧塔腐蚀泄漏,可发生火灾爆炸事故;泄漏的黄磷遇空气发生燃烧爆炸;燃烧塔金属外壳与酸性腐蚀品磷酸或五氧化二磷接触产生易燃易爆的氢气与空气形成爆炸性混物,遇火源(明火、静电、雷电等)发生燃烧爆炸。燃磷炉腐蚀泄漏原因为:a.设备未采用等离子喷涂防腐技术或防腐技术不合格。b.设计缺陷、安装不当。c. 燃烧塔内出口的操作温度及P2O5含量控制不当,不能保证在塔内形成良好的结膜物保护层;d. 换热器与燃烧塔之间的密封不严等。

(5)燃烧塔内物料配比不合理,反应不充分,反应区上移导致火灾、爆炸。

2)司磷釜燃烧爆炸危险:建设项目磷酸司磷釜釜体及连接附件(泄压阀、加压阀、压磷管道、投磷阀、喷磷枪等)破裂造成大量黄磷外泄漏,导致火灾爆炸。

3)黄磷熔融时如投料过多、搅拌不当、温度过高,易造成黄磷外溢,甚至沸腾喷溅而引起火灾。

4)各种原因导致黄磷逸出,如放磷桶、胶管、放磷阀、喷磷枪泄漏,放磷时因多放而致使黄磷漫出桶外,输压磷设备、管道泄漏均可能引起黄磷燃烧;磷从容器中取出时如果用直接蒸汽加热有燃烧危险,即使使用夹套和加热管,蒸气中的磷和磷化氢仍会通过加热管的连接处泄漏,也是很危险的。

5)氧化产物五氧化二磷遇易燃物、有机物会引起燃烧。

6)磷酸与金属反应放出氢气,能与空气形成爆炸混合物,火灾时形成有毒的蒸气。

7)空气在压缩过程中若机件冷却不良或在排气管路中形成积炭氧化自燃,会在空气压缩机的轴瓦、电机及排气管路(管道、冷却器、油分离器)中发生着火可爆炸事故。造成冷却不良的原因主要是:冷却水中断或供应量不足;电动机温度高于100℃;注油泵或油路系统出现故障,导致润滑油中断或供应量不足等。排气管路内积炭的形成较复杂,通常由排气温度过高、润滑油用量过大、空气净化不好造成。

(中国职业安全网)

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