硫磺制酸工艺安全毕业设计.doc

目目 录录 第一章第一章 绪论绪论 1 1 1 硫磺制酸产业的发展和安全现状 1 1 1 1 产业发展现状 1 1 1 2 产业安全现状 2 1 2 安全评价简介 2 1 2 1 安全评价定义 2 1 2 2 安全评价目的 3 1 2 3 安全评价分类 3 1 2 4 安全评价方法简介 4 第二章第二章 硫磺制酸工艺概况硫磺制酸工艺概况 6 2 1 中盐湖南株洲化工集团简介 6 2 2 硫酸厂产品及主要原料 装置简介 6 2 2 1 产品介绍 6 2 2 2 原料介绍 7 2 2 3 硫磺制酸工艺设备介绍 8 2 3 硫磺制酸工艺流程介绍 11 2 3 1 硫磺制酸原理简介 11 2 3 2 硫酸厂制硫酸各装置概况 13 2 4 本章小结 13 第三章第三章 危险性分析与危险源辨识危险性分析与危险源辨识 14 3 1 基本定义 14 3 1 1 第一类危险源 14 3 1 2 第二类危险源 14 3 1 3 危险源与事故 15 3 2 硫酸厂危险性分析与危险源辨识 15 3 2 1 物的方面 16 3 2 2 生产工艺危险分析 18 3 2 3 人的不安全行为分析 19 3 2 4 环境 19 3 3 本章小结 21 第四章第四章 安全评价安全评价 22 4 1 作业条件危险性评价法在硫磺制酸工序安全评价中的应用 22 4 1 1 评价步骤 22 4 1 2 评价过程 22 4 2 道化学火灾爆炸指数法在液硫工序安全评价中的应用 27 4 2 1 评价程序 27 4 2 2 划分各单元的危险程度 31 4 3 安全检查表的制定 32 4 3 1 车间安全检查表 32 4 3 2 熔硫阶段的安全检查表 35 4 3 3 SO2 风机阶段的安全检查表 36 4 3 4 焚硫工艺安全检查表 37 4 3 4 余热锅炉工艺安全检查表 38 4 3 5 转化工艺安全检查表 43 4 3 6 干吸工艺安全检查表 44 主鼓风机停车后 停止酸循环 关闭所有的酸冷却器的阳极保护 44 停车期间检查泵槽中的酸浓度 根据需要换酸 45 4 3 7 循环工艺安全检查表 45 4 3 8 成品工艺安全检查表 45 4 4 本章小结 46 第五章第五章 安全生产对策措施与建议安全生产对策措施与建议 47 5 1 工艺操作要求介绍 47 5 2 防火防爆措施 51 5 2 1 易燃易爆物质的安全处理 51 5 2 2 点火源的安全控制 52 5 3 岗位安全规定 53 5 4 加强安全管理的措施 54 5 4 1 建立健全安全管理机构 54 5 4 2 建立健全安全生产责任制 54 5 4 3 编制安全技术措施技术 制定安全操作规程 54 5 4 4 加强安全监督和检查 55 5 4 5 加强职工安全教育 55 结束语结束语 56 致致 谢谢 57 参参 考考 文文 献献 58 第一章第一章 绪论绪论 1 11 1 硫磺制酸产业的发展和安全现状硫磺制酸产业的发展和安全现状 1 1 11 1 1 产业发展现状产业发展现状 由于我国硫铁矿资源较丰富 国内的硫酸企业基本采用矿石制酸工艺 但随 着社会对环境质量要求的不断提高 人们的环保意识越来越强 矿石制酸工艺 存在的对环境污染大的问题越来越突出 到了必须进行工艺改进的地步 硫磺 制酸比较简单 它把硫磺燃烧后变成二氧化硫 用水吸收 而硫磺的浓度又比 较高 对里边杂质的清除就比较简化 而硫铁矿要把二硫化铁烧成氧化铁 然 后二氧化硫出来 又要在沸腾炉内 后期的除尘 净化等工序非常繁琐 过去 硫铁矿含硫量很高 现在硫铁矿的含硫量很低 而且运输成本越来越高 这些 因素都促使硫磺制酸工艺的不断推广 从而选择清洁生产工艺 硫磺制酸 但 随着我国磺制酸工艺的普及 我国对硫磺需求量也不断加大 2009 年我国硫资 源消费量约 2000 万 t 占世界总消费量的 2 5 进口硫 硫磺 硫酸 占国内 硫消费量的 90 左右 随着硫需求的不断上升 供应价格不断上涨 企业生产 成不也不断提高 这些都促使我们改进生产工艺 提高硫磺利用效率 中国硫酸生产由硫磺制酸 硫铁矿制酸和冶金烟气制酸构成 2006 年硫酸 产量构成是硫磺制酸占 44 硫铁矿制酸占 32 冶金烟气制酸占 23 其它约 1 目前我国硫酸生产问题之一是我国硫磺需求量的 90 依靠进口 硫磺制酸 基本上是为磷肥企业配套建设的 因此我国磷肥生产严重地受控于国际硫磺市 场 问题之二是硫铁矿制酸前景黯淡 一方面是硫铁矿制酸即耗能又排酸渣污 染环境 世界上几乎只有中国利用硫铁矿制酸 随着全球加强环境保护 硫铁 矿制酸很可能被淘汰 另一方面是硫铁矿制酸受制于硫磺价格 2008 年国际市 场硫磺价格暴涨 我国硫铁矿制酸产能扩张 目前国际市场硫磺价格回落到合 理价位 部分硫铁矿制酸被迫停产或关闭 虽然硫铁矿制酸是利用本国丰富的 硫铁矿资源 但是硫铁矿制酸没有竞争力 依靠硫铁矿资源并不能保障我国硫 供应平稳 表 1 中国硫酸产量与构成 2002200320042005200620072008 硫酸产量 万吨 3052337139954615503354135133 硫磺进口量 万吨 409409677831881965841 硫铁矿制酸 39 5238 6535 8435 9731 65 硫磺制酸 36 4437 4140 6542 8044 37 烟气制酸 22 7122 3122 1521 2423 11 其他制酸 1 341 631 3350 82 1 1 21 1 2 产业安全现状产业安全现状 近两年来尽管国家有关部门和企业在安全生产方面做了大量工作 但目前 硫磺制酸行业安全生产形势依然十分严峻 大大小小的安全事故不断发生 例 如 2005 年 10 月 15 日 18 时 53 分 青岛东方化工股份有限公司一个 1750 立 方米硫酸储罐在正常使用过程中突然发生上下贯穿性破裂 罐内 2800 多吨硫酸 顷刻泄漏 造成 6 名职工死亡 13 人受轻伤 2006 年 1 月 8 日凌晨 一艘宿迁籍硫酸船从江苏省张家港市双溪码头装载 浓硫酸 465 吨 途经长江扬中段的二墩港扬中自来水厂取水口 直线距离仅 60 米左右 时沉没 2008 年 1 月 13 日凌晨 西山区海口镇境内的云天化国际化工股份有限公 司三环分公司硫酸厂内的硫磺装卸库 在硫磺装卸过程中 硫磺粉尘发生爆炸 引起燃烧 该事故造成 7 人死亡 32 人受伤 2008 年 1 月 27 日 湖南省怀化市辰溪县孝坪煤矿发生一起硫酸污染地下 水致居民中毒事件 数千人中毒 3 人死亡 在社会引起恐慌 严重影响居民 生活 这几起事故是近年来比较有代表性的安全事故 也反映了当前制酸行业存在的 问题和现状 1 2 安全评价简介安全评价简介 1 2 11 2 1 安全评价定义 安全评价定义 安全评价 国外也称为风险评价或危险评价 它是以实现工程 系统安全为 目的 应用安全系统工程原理和方法 对工程 系统中存在的危险 有害因素 进行辨识与分析 判断工程 系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度 从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据 1 2 2 安全评价目的 安全评价目的 安全评价目的是查找 分析和预测工程 系统存在的危险 有害因素及危 险 危害程度 提出合理可行的安全对策措施 指导危险源监控和事故预防 以达到最低事故率 最少损失和最优的安全投资效益 安全评价分为安全预评 价 安全验收评价 安全现状综合评价 安全专项评价 1 2 3 安全评价分类 安全评价分类 1 根据 安全评价通则 AQ8001 2007 分类 将安全评价分为如下四种 1 安全预评价 安全预评价是根据建设项目可行性研究报告的内容 分析和预测该建 设项目可能存在的危险 有害因素的种类和程度 提出合理可行的安全对 策措施及建议 2 安全验收评价 安全验收评价是在建设项目竣工 试运行正常后 通过对建设项目的 设施 设备 装置实际运行状况及管理状况的安全评价 查找该建设项目 投产后存在的危险 有害因素 确定其程度并提出合理可行的安全对策措 施及建议 3 安全现状综合评价 安全现状综合评价是针对某一个生产经营单位总体或局部的生产经营 活动的安全现状进行安全评价 查找其存在的危险 有害因素并确定其程 度 提出合理可行的安全对策措施及建议 4 专项安全评价 专项安全评价是针对某一项活动或场所 以及一个特定的行业 产品 生产方式 生产工艺或生产装置等存在的危险 有害因素进行的安全评价 查找其存在的危险 有害因素 确定其程度并提出合理可行的安全对策措 施及建议 2 按评价对象系统的阶段分类可分为 事先评价 中间评价 事后评价和跟踪评价 3 按评价性质分类可分为 系统固有危险性评价 系统安全状况评价和系统现实危险性评价 4 按评价的内容分类可分为 设计评价 安全管理评价 生产设备安全可靠性评价 行为安全性评价 作业环境评价和重大危险 有害因素危险性评价 5 按评价对象分类可分为 劳动安全评价和劳动卫生评价 6 按评价方法的特征分类可分为 定性评价 定量评价和综合评价 1 2 4 安全评价方法简介安全评价方法简介 1 安全检查表 安全检查表 Safety Checklist Analysis 缩写 SCA 是依据相关的标准 规范 对工程 系统中已知的危险类别 设计缺陷以及与一般工艺设备 操作 管理有关的潜在危险性和有害性进行判别检查 为了避免检查项目遗漏 事先 把检查对象分割成若干系统 以提问或打分的形式 将检查项目列表 这种表 就称为安全检查表 它是系统安全工程的一种最基础 最简便 广泛应用的系 统危险性评价方法 目前 安全检查表在我国不仅用于查找系统中各种潜在的 事故隐患 还对各检查项目给予量化 用于进行系统安全评价 2 专家评议法 专 家评议法是一种吸收专家参加 根据事物的过去 现在及发展趋势 进 行积极的创造性思维活动 对事物的未来进行分析 预测的方法 3 预先危险分析 预先危险分析 Preliminary Hazard Analysis 缩写 PHA 又称初步危险 分析 预先危险分析是系统设计期间危险分析的最初工作 也可运用它作运行 系统的最初安全状态检查 是系统进行的第一次危险分析 通过这种分析找出 系统中的主要危险 对这些危险要作估算 或许要求安全工程师控制它们 从 而达到可接受的系统安全状态 最初 PHA 的目的不是为了控制危险 而是为了 认识与系统有关的所有状态 PHA 的另一用处是确定在系统安全分析的最后阶 段采用怎样的故障树 当开始进行安全评价时 为了便于应用商业贸易研究中 的这种研究成果 在系统研制的初期或在运行系统情况中都非常重要 及安全状 态的早期确定 在系统概念形成的初期 或在安全的运行系统情况下 就应当 开始危险分析工作 所得到的结果可用来建立系统安全要求 供编制性能和设 计说明书等 另外 预先危险分析还是建立其他危险分析的基础 是基本的危 险分析 英国 ICI 公司就是在工艺装置的概念设计阶段 或工厂选址阶段 或 项目发展过程的初期 用这种方法来分析可能存在的危险性 3 故障假设分析 故障假设分析 What If Analysis 方法是对某一生产过程或工艺过程的 创造性分析方法 使用该方法时 要求人员应对工艺熟悉 通过提出一系列 如果 怎么办 的问题 来发现可能和潜在的事故隐患从而对系统进行 彻底检查的一种方法 4 危险与可操作性研究 危险与可操作性研究 Hazard and Operability Analysis 简称 HAZOP 是英国帝国化学工业公司 ICI 于 1974 年开发的 是以系统工程为基础 主 要针对化工设备 装置而开发的危险性评价方法 该方法研究的基本过程是以 关键词为引导 寻找系统中工艺过程或状态的偏差 然后再进一步分析造成该 变化的原因 可能的后果 并有针对的提出必要的预防对策措施 5 故障树分析法 故障树分析法 Fault Tree Analysis 缩写 FTA 是 60 年代以来迅速发 展的系统可靠性分析方法 它采用逻辑方法 将事故因果关系形象的描述为一种 有方向的 树 把系统可能发生或已发生的事故 称为顶事件 作为分析起 点 将导致事故原因的事件按因果逻辑关系逐层列出 用树性图表示出来 构 成一种逻辑模型 然后定性或定量的分析事件发生的各种可能途径及发生的概 率 找出避免事故发生的各种方案并优选出最佳安全对策 FTA 法形象 清晰 逻辑性强 它能对各种系统的危险性进行识别评价 既适用于定性分析 又能 进行定量分析 6 事件树分析法 事件树分析 Event Tree Analysis 缩写 ETA 的理论基础是决策论 它 是一种从原因到结果的自上而下的分析方法 从一个初始事件开始 交替考虑 成功与失败的两种可能性 然后再以这两种可能性作为新的初始事件 如此继 续分析下去 直到找到最后的结果 因此 ETA 是一种归纳逻辑树图 能够看到 事故发生的动态发展过程 提供事故后果 7 道化学分析法 1964 年美国道 DOW 化学公司根据化工生产的特点 首先开发出 火灾 爆炸危险指数评价法 用于对化工生产装置进行安全性评价 方法经过多次修 订 不断完善 它是以以往的事故的统计资料 物质的能量和现行的安全防护 措施的状况为依据 以单元重要危险物质在标准状态下的火灾 爆炸或释放出 危险性潜在能量大小为基础 同时考虑工艺过程的危险性 计算单元火灾 爆 炸指数 确定危险等级 还对特定物质 一般工艺及特定工艺的危险修正系数 求出火灾爆炸指数 定量的对工艺过程和生产装置及所含物料的实际潜在火灾 爆炸和反应性危险逐步推算进行客观的评价 再根据指数的大小分成几个等级 按等级的要求及火灾爆炸危险的分组采取相应的安全措施的一种方法 由于该 评价方法切合实际 科学合理 并提供了火灾 爆炸总体的关键数据 因此 已经被世界化学工业及石油化学工业公认为最主要的危险指数评价法 8 蒙德分析法 1974 年英国帝国化学工业公司 ICI 蒙德 Mond 部在道化学指数评价 法的基础上引进了毒性概念 并发展了一些新的补偿系数 提出了 蒙德火灾 爆炸 毒性指标评价法 第二章第二章 硫磺制酸工艺概况硫磺制酸工艺概况 2 12 1 中盐湖南株洲化工集团简介中盐湖南株洲化工集团简介 企业始建于 1956 年 经湖南省人民政府批准 于 1997 年 12 月以原株洲化 工厂为母体改制成为湖南株洲化工集团有限责任公司 2007 年 5 月 中国盐业总公司增资 3 7 亿元 持股比例占 65 重组原湖 南株洲化工集团有限责任公司 成为中盐湖南株洲化工集团有限公司 目标是 将其打造成为中国盐业总公司在中南地区的盐化工基地 中盐株化注册资本 56923 万元人民币 是中国盐业总公司的第二大二级企 业 拥有盐化工 硫化工 精细化工及化学建材四条生产线 生产 株化牌 翡翠牌 晶晶牌 三种品牌 50 多种产品 主要产品有 硫酸 36 万吨 年 磷肥 36 万吨 年 烧碱 24 万吨 年 PVC 20 万吨 年 金红石型和锐钛型钛白 粉 3 万吨 年 复混肥 10 万吨 年 液氯 4 万吨 年 盐酸 6 万吨 年 水合肼 3 万吨 年 PVC 塑钢型材 1 5 万吨 年 PVC 芯层发泡管 0 6 万吨 年等 硫酸制造是株化集团的重要项目 该厂硫酸生产大多为间歇性操作 长期 以来岗位人员已经养成了按部就班的习惯 每个单元操作之间还有较多的空余 时间 随着生产负荷逐步提高 变 间歇 为 连续 性生产就成为当务之急 为了实现这一根本性的生产观念和生产流程上的转变 中盐株化硫酸厂厂领导 工序管理人员深入每个生产岗位 认真摸索连续生产的每个条件 先后在酸解 水解岗位实现了连昼转操作 即酸解投料不空罐 投料周期由 12 小时缩短为 10 小时以内 水解进料交班生产 水解罐不歇气 同时 老水洗改变倒班模式 由三班倒改为两班倒 水洗操作也由每天三轮改为每天四轮 转窑进料通过压 滤机进料管改造提高进料压力 日产量从 45 吨达到了 55 吨以上 以上一系列 转变为硫酸的达产达标创造 2 22 2 硫酸厂产品及主要原料 装置简介硫酸厂产品及主要原料 装置简介 2 2 12 2 1 产品介绍产品介绍 一 硫酸 浓硫酸性质 1 脱水性 2 强氧化性 3 吸水性 4 难挥发性 高沸点 5 酸性 制化肥 如氮肥 磷肥等 6 稳定性 浓硫酸与亚硫酸盐反应 稀硫酸性质 化学性质 可与多数金属 比铜活泼 氧化物反应 生成相应的硫酸盐和水 可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应 生成相应的硫酸盐 和弱酸 可与碱反应生成相应的硫酸盐和水 可与氢前金属在一定条件下反应 生成相应的硫酸盐和氢气 加热条件下可催化蛋白质 二糖和多糖的水解 强电解质 在水中发生电离 H2SO4 2H SO4 2 2 2 22 2 2 原料介绍原料介绍 1 硫磺 形态 斜方晶系 晶体的锥面发达 偶尔呈厚板状 常见者为致密块状 钟乳状 被膜状 土状等 颜色有黄 浅黄 淡绿黄 灰黄 褐色和黑色等 条痕白色至浅黄色 晶面具金刚光泽 断口呈脂肪光泽 半透明 解理不完全 断口呈贝壳状或参差状 硬度 1 2 比重 2 05 2 08 性脆 易碎 用手握紧 置于耳旁 可闻轻微的爆裂声 体轻 有特异的臭气 味淡 硫磺水悬液呈微 酸性 不溶于水 与碱反应生成多硫化物 硫磺燃烧时发出青色火焰 伴随燃 烧产生二氧化硫气体 它对人 畜安全 不易使作物产生药害 2 二氧化硫 色态 常温下为无色 熔点 72 4 度 200 75K 沸点 10 度 263K 无色 有刺激性气味的有毒气体 密度比空气大 易液化 易溶于水 约为 1 40 3 化学性质 二氧化硫可以在硫磺燃烧的条件下生成 S s O2 g 可逆符号 SO2 g 健康危害 易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸 硫酸 对眼及呼吸道粘膜有 强烈的刺激作用 大量吸入可引起肺水肿 喉水肿 声带痉挛而致窒息 急性 中毒 轻度中毒时 发生流泪 畏光 咳嗽 咽 喉灼痛等 严重中毒可在数 小时内发生肺水肿 极高浓度吸入可引起反射性声门痉挛而致窒息 皮肤或眼 接触发生炎症或灼伤 慢性影响 长期低浓度接触 可有头痛 头昏 乏力等 全身症状以及慢性鼻炎 咽喉炎 支气管炎 嗅觉及味觉减退等 少数工人有 牙齿酸蚀症 4 三氧化硫 三氧化硫是一种硫的氧化物 分子式为 SO3 它的气体形式是一种严重的 污染物 是形成酸雨的主要来源之一 无色透明油状液体 具有强刺激性臭味 相对密度 1 97 20 熔点 16 83 沸点 101 3kPa 44 8 强氧化剂 能被硫 磷 碳还原 较硫酸 发烟硫酸的脱水作用更强 对金属的腐蚀性比硫酸 发烟硫酸为弱 化学反应 和水化合成硫酸 SO3 l H2O l H2SO4 l 88 kJ mol 1 这个反应进行得非常迅速 而且是放热反应 在大约 340 C 以上时 硫酸 三氧化硫和水才可以在平衡浓度下共存 健康危害 其毒性表现与硫酸同 对皮肤 粘膜等组织有强烈的刺激和腐 蚀作用 可引起结膜炎 水肿 角膜混浊 以致失明 引起呼吸道刺激症状 重者发生呼吸困难和肺水肿 高浓度引起喉痉挛或声门水肿而死亡 口服后引 起消化道的烧伤以至溃疡形成 严重者可能有胃穿孔 腹膜炎 喉痉挛和声门 水肿 肾损害 休克等 慢性影响有牙齿酸蚀症 慢性支气管炎 肺气肿和肝 硬变等 5 含 SO2的制酸尾气 该尾气有刺激性气味 含有 N2 O2 SO3 CO2 水蒸气 酸雾等混合气体 有一定的回收价值 对环境和人体有一定危害 6 硫酸污水 硫酸生产硫铁矿制酸系统和冶炼烟气制酸系统排放的废水中 含有不同程 度的有害物质 砷 氟 汞 铅 锌及硫酸 亚硫酸和矿尘 其中尤以砷 氟 硫酸 矿尘含量高 超过国家排放标准 2 2 32 2 3 硫磺制酸工艺设备介绍硫磺制酸工艺设备介绍 硫磺制酸工序生产装置是一套较为先进的 自动化程度较高的现代化设备 投入生产以来 工人劳动强度降低 生产量明显提高 表 2 是该工序主要生产 设备一览表 表 2 设备一览表 1 设备名称型号规格台数主要技术参数 2 硫磺料仓 V 2 5m31 3 石灰料仓 V 0 5m31 4 皮带输送 机 DJB650 电子皮带 称 DJB65015KW 5 手动单梁 起重机 SDQ 31Q 3t Lk 4 5m H 5m 续表 6 熔硫三槽 附 熔硫 槽加热器 1 7 5 4 2 4 2 2 1m F 225 m2 7 过滤槽加 热器 1F 35 m2 8 助滤槽加 热器 1F 31 m2 9 熔硫槽搅 拌器 附 摆线 针轮减速 机 电动机 BLD37 46A 17 5 LSJ110A YB2 250M 6 1 1 1 BLD37 46A 17 5 37kW 980r min 10 粗硫槽搅 拌器 附 摆线 针轮减速 机 电动机 BLD11 5 23 BLD37 46A 17 5LSJ90 YB2 16M 4 1 1 111kW 1460r min 11 助滤槽搅 拌器 附 摆线 针轮减速 机 电动机 BLD11 5 23 BLD37 46A 17 5LSJ90 YB2 16M 4 1 1 111kW 1460r min 12 过滤器进 料泵 附 电动 机 YS65 40A YB2 160M2 2 1 1 Q 10m3 h H 25m 11kW 2960r min 13 过滤器助 滤泵 附 电动 机 YS65 25A YB2 160M1 2 1 1 Q 25m3 h H 25m 11kW 2930r min 14 液硫过滤 器 WYB YL 601 15 液硫贮罐 1V 2000n3 16 鼓风机 电机 S1200 112 YK1300 2 990 1 54566Nm3 h 标态 1300 kW 2982r min 17 液力偶和YOCHZ500 3000 567012982 r min 器 18 油 泵 电机 YHB260 0 6F Y132M2 6 4 Q 260l min 5 5kw 960r min 19 电动单梁 起重机 Q 10t Lk 6 5m LDA 型1 附 电葫芦 CD1 型 H 4 5m 20 大车电机ZDY121 42 0 8kW 1380r min 21 小车电机ZDY121 42 0 8kW 1380r min 22 升降电机ZD151 4113 kW 23 精硫槽 4 2 4 2 2 1m1 24 焚硫炉进 料泵 附 电动 机 YS50 80 YB2 1800M 2 1 1 Q 5m3 h H 80m 22kW 2940r min 25 余热锅炉QF54 1029 31 3 82 450 10450 3683 4395 1 Q 31T h P 4 21Mpa 27 加药泵 电机 JX 50 6 4 2 Q 50ml min 0 75KW 28 软水大罐 8000 120001V 600m3 29 余热锅炉QF54 1029 31 3 82 450 10450 3683 4395 1 Q 31T h P 4 21Mpa 30 高压给水 泵 配电机 DGR46 50 11 Y315M 2 2 2 Q 46 m3 hr H 550m 132KW 2980 r min 32 软水大罐 8000 120001V 600m3 35 加药泵 电机 JX 50 6 4 2 Q 50ml min 0 75KW 36 软水大罐 8000 120001V 600m3 37 余热锅炉QF54 1029 31 3 82 450 10450 3683 4395 1 Q 31T h P 4 21Mpa 38 高压给水 泵 配电机 DGR46 50 11 Y315M 2 2 2 Q 46 m3 hr H 550m 132KW 2980 r min 39 加药泵 电机 JX 50 6 4 2 Q 50ml min 0 75KW 40 软水大罐 8000 120001V 600m3 41 余热锅炉QF54 1029 31 3 82 450 10450 3683 4395 1 Q 31T h P 4 21Mpa 42 高压给水 泵 配电机 DGR46 50 11 Y315M 2 2 2 Q 46 m3 hr H 550m 132KW 2980 r min 43 加药泵 电机 JX 50 6 4 2 Q 50ml min 0 75KW 44 软水大罐 8000 120001V 600m3 45 余热锅炉QF54 1029 31 3 82 450 10450 3683 4395 1 Q 31T h P 4 21Mpa 46 高压给水 泵 配电机 DGR46 50 11 Y315M 2 2 2 Q 46 m3 hr H 550m 132KW 2980 r min 47 加药泵 电机 JX 50 6 4 2 Q 50ml min 0 75KW 48 软水大罐 8000 120001V 600m3 49 余热锅炉QF54 1029 31 3 82 450 10450 3683 4395 1 Q 31T h P 4 21Mpa 50 93 酸计量 槽 5500 26001 52 送磷肥计 量槽 送磷肥酸 泵 附电机 5500 1900 40HP JQ3 200M4 4 1 1 1 Q 100m3 hr H 24m 40KW 53 地下槽 地下槽泵 附电机 4500 2000 15HP JQ352 4 1 1 1 Q 20m3 hr H 24m 11KW 54 98 酸汽车 高位槽 2600 35001 55 105 酸汽 车高位槽 2400 40001 2 3 硫磺制酸工艺流程介绍硫磺制酸工艺流程介绍 2 3 1 硫磺制酸原理简介硫磺制酸原理简介 造气 造 SO2 用燃烧单质硫黄 催化氧化 使 SO2 变成 SO3 吸收 用浓硫酸 不用水 怕发烟 吸收 SO3 如图 1 过热器1 废热锅炉 冷 热 换 热 器 转化器 省煤器4 省煤器4 4 省煤器3 热 热 换 热 器 一吸塔 二吸塔 尾气烟囱 烟酸塔 循 环 槽 成品酸槽 地下酸槽 循环槽 干燥塔 焚硫炉主鼓风机 干燥塔空气过滤器空气 图 图一 一 硫 硫磺 磺制 制酸 酸工 工艺 艺流 流程 程 硫磺 液态硫 焚硫炉 余热锅炉 转化炉 一 吸塔 二吸塔 尾气处理 2 3 22 3 2 硫酸厂制硫酸各装置概况硫酸厂制硫酸各装置概况 制硫酸装置按工序划分分为以下几个阶段 熔硫阶段 SO2 风机阶段 焚硫阶 段 余热锅炉阶段 转化阶段 干吸阶段 循环阶段 成品阶段 1 熔硫阶段 硫磺料仓 石灰料仓 皮带输送机 电子皮带称 手动单梁起重机 熔硫三槽 助滤 槽加热器 熔硫槽搅拌器 粗硫槽搅拌器 助滤槽搅拌器 过滤器进料泵 过 滤器助滤泵 液硫过滤器 液硫贮罐 2 SO2 风机阶段 鼓风机 电机 液力偶和器 油 泵 电机 电动单梁起重机 大车电机 小车电机 升降电机 3 焚硫阶段 精硫槽 焚硫炉进料泵 焚硫炉 4 余热锅炉阶段 余热锅炉 高压给水泵 加药泵 软水大罐 5 转化阶段 转化器 热热换热器 冷热换热器 热管换热器 过热器 省煤器 6 干吸阶段 干燥塔 第一吸收塔 第二吸收塔 烟酸塔 酸循环泵 QY 冷却器 排酸泵 98 成 品酸板式换热器 105 成品酸板式换热器 烟酸板式换热器 污水池 污水泵 硫 酸贮罐 烟囱 7 循环阶段 冷却水泵 玻璃钢冷却塔 重力无阀过滤池 冷却塔风扇 8 成品阶段 93 酸计量槽 93 酸计量泵 送磷肥计量槽 送磷肥酸泵 98 酸计量槽 98 酸计量 泵 滴下槽 地下槽泵 98 酸汽车高位槽 105 酸汽车高位槽 1 硫酸贮罐 2 3 4 硫酸贮罐 5 硫酸贮罐 6 7 硫酸贮罐 9 8 硫酸贮罐 硫酸贮罐 11 12 硫酸贮罐 105 酸计量槽 105 酸计量泵 2 42 4 本章小结本章小结 本章系统介绍了中盐洲化工集团的发展历程 发展现状和发展前景 并介绍了 株化硫酸厂硫磺制酸工序的产品及主要原料和生产装置 以表格的形式列出了 详细的硫磺制酸工艺设备 同时介绍了硫磺制酸的工艺流程和原理 这对我们 从理论上掌握这项技术有实质性的帮助 在本章最后我介绍了各道工序的具体 工艺要求 这对了解这项工艺工序的各个环节有非常大的帮助 也为我们在下 一章中危险性分析提供了依据 第三章第三章 危险性分析与危险源辨识危险性分析与危险源辨识 3 13 1 基本定义基本定义 危险源 简单地说 危险源就是导致事故的根源 根据能量意外释放论 事故是能量或危险物质的意外释放 能量或危险物质不能孤立存在 它们必须 处于一定的载体中 而该载体也必须处于一定的环境中 为此 把系统中存在 的 可能发生意外释放能量或危险物质的设备 设施或场所称作危险源 影响 危险源安全性的因素种类繁多 非常复杂 它们在导致事故发生 造成人员伤 害和财物损失方面所起的作用不相同 根据危险源在事故发生 发展中的作用 把危险源划分为两大类 即第一类危险源和第二类危险源 3 1 13 1 1 第一类危险源第一类危险源 作用在人体的过量的能量或干扰人体与外界能量交换的危险物质是造成人 员伤害的直接原因 于是 把系统中存在的 可能发生意外释放的能量或危险 物质称作第一类危险源 实际工作中往往把产生能量的能量源或拥有能量的能 量载体看作第一类危险源来处理 例如 带电的导体 奔驰的车辆 常见的第 一类危险源如下 a 产生 供给能量的装置 设备 b 使人体或物体具有较高势能的装置 设备 场所 能量载体 c 一旦失控可能产生巨大能量的装置 设备 场所 如强烈 放热反应 的化工装置等 d 一旦失控可能发生能量蓄积或突然释放的装置 设备 场所 如各种 压力容器等 e 危险物质 如各种有毒 有害 可燃烧炸的物质等 f 生产 加工 储存危险物质的装置 设备 场所 g 人体一旦与之接触将导致人体能量意外释放的物体 第一类危险源具有的能量越多 一旦发生事故其后果越严重 相反 第一 类危险源处于低能量状态时比较安全 同样 第一类危险源包含的危险物质的 量越多 干扰人的新陈代谢越严重 其危险性越大 3 1 23 1 2 第二类危险源第二类危险源 在生产 生活中 为了利用能量 让能量按照人们的意图在系统中流动 转换和做功 必须采取措施约束 限制能量 既必须控制危险源 约束 限制 能量的屏蔽应该可靠地控制能量 防止能量意外地释放 实际上 绝对可靠的 控制措施并不存在 在许多因素的复杂作用下约束 限制能量的控制措施可能 失效 能量屏蔽可能破坏而发生事故 导致约束 限制能量措施失效或破坏的 各种不安全因素称作第二类危险源 从系统安全的观点来观察 使能量或危险物质的约束 限制措施失效 破 坏的原因因素 即第二类危险源 包括人 物 环境三个方面的问题 a 人失误可能直接破坏对第一类危险源的控制 造成能量或危险物质的意外 释放 例如 和错了开关使检修中的线路带电 误开阀门使有害气体泄放 等 人失误也可能造成物的故障 物的故障进而导致事故 例如 超载起 吊重物造成钢丝绳断裂 发生重物坠落事故 b 物的因素问题可以概括为物的故障 物的故障可能直接使约束 限制能量 或危险物质的措施失效而发生事故 例如 管路破裂使其中的有害介质泄 露等 有时一种物的故障可能导致另一种物的故障 最终造成能量或危险 物质的意外释放 例如 压力容器的泄压装置故障 使容器内部压力上升 最终导致容器破坏 物的故障有时回诱发人失误 人失误会造成物的故障 实际情况比较复杂 c 环境因素只要指系统运行的环境 包括温度 湿度 照明 粉尘 通风换 气 噪声和振动等物理环境 以及企业和社会的软环境 不良的物理环境 会引起物的故障或人失误 例如 潮湿的环境会加速金属腐蚀而降低结构 或容器的强度 工作场所强烈的噪声影响人的情绪 分散人的注意力而发 生人失误 企业的管理制度 人际关系或社会环境影响人的心理 可能引 起人失误 3 1 33 1 3 危险源与事故危险源与事故 一起事故的发生是两类危险源共同作用的结果 第一类危险源的存在是事 故发生的前提 没有第一类危险源就谈不上能量或危险物质的意外释放 也就 无所谓事故 另一方面 如果没有第二类危险源破坏对第一类危险源的控制 也不会发生能量或危险物质的意外释放 第二类危险源的出现是第一类危险源 导致事故的必要条件 在事故的发生 发展过程中 两类危险源相互依存 相辅相成 第一类危 险源在事故时释放出的能量是导致人员伤害或财物损坏的能量主体 决定事故 后果的严重程度 第二类危险源出现的难易决定事故发生的可能性的大小 两 类危险源共同决定危险源的危险性 危险源辩识 Hazard identification 是发现 识别系统中危险源的工作 这是一件非常重要的工作 它是危险源控制的基础 只有识别了危险源之后 才能有的放矢地考虑如何采取措施控制危险源 由于危险源是 潜在的 不安全因素 比较隐蔽 所以危险源辨识是件非 常困难的工作 在系统比较复杂的场合 需要利用专门的方法 3 23 2 硫酸厂危险性分析与危险源辨识硫酸厂危险性分析与危险源辨识 硫酸厂涉及的主要物质是二氧化硫 硫酸 三氧化硫 硫等组分 通常情 况下主要由硫 二氧化硫 液体二氧化硫 硫酸组成 而设备主要是气体储 罐 吸收塔解吸塔 根据具体的情况 本厂主要的危险事故是中毒 腐蚀等 下面对整个硫酸厂进行分析辨识 3 2 13 2 1 物的方面物的方面 物的方面的危险源辩识主要是污水处理厂生产过程中的危险物质分析 危 险物质的分析属于第一类危险源辨识 第一类危险源的危险性主要表现为导致 事故而造成后果的严重程度方面 主要考察这几方面的情况 危险物质的量 危险物质的种类和其性质 危险物质的危险性主要取决与自身的物理化学性 质 及其导致事故及事故后果严重程度 工业毒物主要取决自身毒性的大小 危险物质以外释放的能量和严重程度 要分析其危险特性首先的是对其性质的了解 化学危险品是具有爆炸 燃 烧 毒害 腐蚀 放射性等物质 在运输 装卸 储存和保管过程中 容易造 成人身伤亡和财产损害而需要特别防护的物品 下面是对化学危险物品的 9 大 类 爆炸品 压缩气体和可燃气体 易燃液体 易燃固体 氧化剂 和有机过氧化物 毒害品和感染性物品 放射性物品 腐蚀品 杂品 系指在运输中呈现危险性 不包括在上述 8 类危险品中的物品 下面对污水 处理厂在生产过程中涉及的一些主要危险物质进行分析 1 二氧化硫 液体二氧化硫 理化性质 无色气体 有强烈刺激性气味 分子量 64 07 相对密度 2 264 0 熔点 72 7 沸点 10 蒸气压 338 32kPa 2538mmHg 21 11 在 338 32kPa 水中溶解度 8 5 25 易溶于甲醇和乙醇 溶于硫酸 乙酸 氯仿和乙醚等 潮湿时 对金属有腐蚀作用 不能与下列物质共存 卤素或卤 素相互间形成的化合物 硝酸锂 金属乙炔化物 金属氧化物 金属 氯酸钾 氢化钠 工业企业设计卫生标准 TJ36 1979 中规定其车间卫生标准为 15mg m3 其主要危害如下 危险特性 SO2 吸入后 在呼吸道粘膜表面与水作用生成亚硫酸 再经氧化 而成硫酸 因此 它对呼吸道粘膜具有强烈的刺激作用 轻度中毒者可有眼灼痛 畏光 流泪 流涕 咳嗽 常为阵发性干咳 鼻 咽喉部有烧灼样痛 声音嘶哑 甚至有呼吸短促 胸痛 胸闷 有时还出现消化道症状如恶心 呕吐 上腹痛 和消化不良 以及全身症状如头痛 头昏 失眠 全身无力等 吸入大量高浓 度 SO2后 可使深部呼吸道和肺组织受损 引起肺部充血 肺水肿或产生反射 性喉头痉挛而导致窒息致死 SO2还能与血液中的硫胺素结合破坏酶的过程 导致糖及蛋白质的代谢障碍 从而引起脑 肝 脾等组织发生退行性变 液体 SO2可引起皮肤及眼灼伤 溅入眼内可立即引起角膜混浊 浅层细胞坏死或角膜瘢 痕 皮肤接触后可呈现灼伤 起泡 肿胀 坏死 应急措施 当出现中毒者时 应迅速将患者移离中毒现场至通风处 松开衣 领 注意保暖 安静 观察病情变化 对有紫绀缺氧现象患者 应立即输氧 保 持呼吸道通畅 如有分泌物应立即吸取 如发现喉头水肿痉挛和堵塞呼吸道时 应立即作气管切开 眼损伤 用大量生理盐水或温水冲洗 滴入醋酸可的松溶 液和抗生素 如有角膜损伤者 应由眼科及早处理 本品不燃 若遇高热 容器 内压增大 有开裂和爆炸的危险 消防人员必须佩戴过滤式防毒面具 全面罩 或隔离式呼吸器 穿全身防火防毒服 在上风向灭火 切断气源 喷水冷却容 器 可能的话将容器从火场移至空旷处 灭火剂采用雾状水 泡沫 二氧化碳 出现泄漏时 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处 并立即进行隔离 小泄漏时 隔离 150m 大泄漏时隔离 450m 严格限制出入 建议应急处理人员戴自给正压 式呼吸器 穿防毒服 从上风处进入现场 尽可能切断泄漏源 用工业覆盖层 或吸附 吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方 防止气体进入 合理通风 加速扩散 喷雾状水稀释 溶解 构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水 如有 可能 用捉捕器使气体通过次氯酸钠溶液 漏气容器要妥善处理 修复 检验 后再用 危险品分类 第 类 2 硫酸 理化性质 硫酸纯品为无色透明油状液体 无臭 熔点 10 5 沸点 330 0 相对密度 水 1 1 83 相对蒸气密度 空气 1 3 4 饱和蒸气压 0 13 kPa 145 8 与水混溶 其职业接触限值为 2mg m3 中国 MAC 危险特性 该物质对皮肤 粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用 蒸气或 雾可引起结膜炎 结膜水肿 角膜混浊 以致失明 引起呼吸道刺激 重者发 生呼吸困难和肺水肿 高浓度引起喉痉挛或声门水肿而窒息死亡 口服后引起 消化道烧伤以致溃疡形成 严重者可能有胃穿孔 腹膜炎 肾损害 休克等 皮肤灼伤轻者出现红斑 重者形成溃疡 愈后癍痕收缩影响功能 溅入眼内可 造成灼伤 甚至角膜穿孔 全眼炎以至失明 慢性影响 牙齿酸蚀症 慢性支 气管炎 肺气肿和肺硬化 应急措施 出现泄漏时 迅速撤离泄漏污染区人员至安全区 并进行隔离 严格限制出入 建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器 穿防酸碱工作服 不 要直接接触泄漏物 尽可能切断泄漏源 防止流入下水道 排洪沟等限制性空 间 小量泄漏时可用砂土 干燥石灰或苏打灰混合 也可以用大量水冲洗 洗 水稀释后放入废水系统 大量泄漏时构筑围堤或挖坑收容 用泵转移至槽车或 专用收集器内 回收或运至废物处理场所处置 危险品分类 第 类 3 三氧化硫 理化性质 三氧化硫熔点 16 8 沸点 44 8 相对密度 水 1 1 97 相对蒸气密度 空气 1 2 8 饱和蒸气压 37 32kPa 25 本品不燃 具强 腐蚀性 强刺激性 可致人体灼伤 其职业接触限值为 2mg m3 中国 MAC 危险特性 与氧气 氟 氧化铅 次亚氯酸 过氯酸 磷 四氟乙烯等接 触剧烈反应 与有机材料如木 棉花或草接触 会着火 吸湿性极强 在空气 中产生有毒的白烟 遇潮时对大多数金属有强腐蚀性 其毒性表现与硫酸相同 对皮肤 粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用 可引起结膜炎 水肿 角膜混 浊 以致失明 引起呼吸道刺激症状 重者发生呼吸困难和肺水肿 高浓度引 起胭喉痉挛或声门水肿而死亡 口服后引起消化道的烧伤以至溃疡形成 严重 者可能有胃穿孔 腹膜炎 喉痉挛和声门水肿 肾损害 休克等 慢性影响有 牙齿酸蚀症 慢性支气管炎 肺气肿和肝硬变等 应急措施 出现泄漏时 应迅速撤离泄漏污染区人员至安全区 并立即隔 离 150m 严格限制出入 建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器 穿防酸碱工 作服 尽可能切断泄漏源 小量泄漏时用砂土 蛭石或其它惰性材料吸收 大 量泄漏时构筑围堤或挖坑收容 用泵转移至槽车或专用收集器内 回收或运至 废物处理场所处置 若是固体 用洁净的铲子收集于干燥 洁净 有盖的容器 中 消防人员在处理时必须佩戴过滤式防毒面具 全面罩 或隔离式呼吸器 穿 全身防火防毒服 在上风向灭火 尽可能将容器从火场移至空旷处 喷水保持 火场容器冷却 直至灭火结束 灭火时尽量切断泄漏源 然后根据着火原因选 择适当灭火剂灭火 禁止用水和泡沫灭火 危险品分类 第 类 3 2 23 2 2 生产工艺危险分析生产工艺危险分析 设备的危险分析属于物的因素方面的危险源辨识 物的因素问题可以概括 为物的故障 故障是指由于性能低下不能实现预定功能的现象 物的故障可能 直接使约束 限制能量或危险物质的措施失效而发生事故 在硫酸厂的生产过程中 所涉及的设备主要是压缩机类 塔类 罐类 根 据具体的工艺过程 分别对其进行设备的危险分析 这些设备各自的工艺条件 见第二章内容 表 3 是在此基础上的装置设备危险分析表 表 3 硫酸厂装置设备危险分析表 序号设备名称危害因素 1 精硫槽爆炸 2 地下槽泵爆炸 3 油 泵爆炸 4 93 酸计量槽 93 酸计量泵 98 酸计量槽 98 酸计量泵 98 酸汽车高位槽 105 酸汽车高位槽 送磷肥计量槽 爆炸 5 SO2贮槽 爆炸 6 液硫贮罐爆炸 毒物泄漏 7 液体二氧化硫贮罐爆炸 毒物泄漏 8 高压给水泵 加药泵 送磷肥酸泵 过滤器进料泵 机械伤害 9 余热锅炉 熔硫三槽 烫伤 10 皮带输送机 电子皮带称 手动单梁起重机 机械伤害 电动单梁起重机 从上面的表可以看出 整个硫酸厂的工艺设备危险可能导致的事故主要有 爆炸 泄露 机械伤害等 其中有关泄露 由于在本工艺系统中 涉及到液氨 和液体二氧化硫等有毒物质 这些物质在一定条件下会引起中毒事件 所以 泄露事故可能同时导致中毒事件的发生 3 2 33 2 3 人的不安全行为分析人的不安全行为分析 人的不安全行为导致的事故比设备及危险物料导致的事故多很多 因为人 有自主性 而且 构成劳动集体的每个成员的精神素质和心理特征不同 受环 境条件所造成的心理影响不同 心理承受能力也不一样 从而 不同的人在不 同的工作条件下 可能会做出错误的操作 导致事故的发生 人的不安全行为 属于人失误 人的失误是指人的行为的结果偏离了预定的标准 可能直接破坏 对第一类危险源的控制 造成能量或危险物质的以外释放 人失误也可能造成 物的故障 进而导致事故 如操作不当造成机器的部件走脱 发生伤人事件 污水处理厂在生产过程中 人的不安全行为是指作业人员在操作中的错误 判断 如压缩气体贮罐超压 违章作业 如装置内吸烟 做产生明火的举动 穿带钉的靴子等 精神不集中 疲劳以及身体缺陷等因素导致生产的异常事故 3 2 43 2 4 环境环境 环境因素主要是指系统运行的环境 包括温度 湿度 照明 粉尘 通风 换气 噪声和振动等物理现象 以及企业和社会的软环境 不良的物理环境会 引起物的故障或人失误 例如 潮湿的环境会加速金属的腐蚀而降低结构或容 器的强度 工作场所强烈的噪声影响人的情绪 分散人的注意力而发生人失误 企业的管理制度 人际关系或社会环境影响人的心理 可能引起人失误 在污 水处理厂的生产过程中 环境的因素主要是噪声 振动 静电等 1 噪声 噪声又称无调声 是人们听起来不舒服的嘈杂感觉而且妨害人们正常生活 和工作的声音 噪声会影响工人的正常生活和工作 影响工人的情绪 可能导 致工人心情烦躁 精神不集中 从而降低工作效率 导致生产性伤亡事故率上 升 有时会因为噪声太大使工人不能接受正确的信息或做出错误的判断 导致 事故的发生 噪声对人体的作用可分为特异性作用和非特异性作用两种 1 特异性作