氨水应用于水泥脱硝的安全性分析

01氨水的理化性质及危险性氨水是易燃、有毒且具有刺激性的危险化学品，当人体吸入低浓度氨对黏膜有刺激作用，吸入高浓度氨可造成组织溶解坏死；液氨或高浓度氨可致眼灼伤；液氨可致皮肤灼伤。氨水易分解放出氨气，温度越高，分解速度越快，可形成爆炸性气氛。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。SNCR采用作还原剂氨水浓度在20%~25%，没有达到国家将氨溶液列为重大危险化学品的浓度(35%<含氨≤50%)，但由于存在氨水氨气挥发体积浓度爆炸极限15%~20%的因素，对氨水系统需考虑防爆、防腐蚀和事故应急救援预案。根据《危险化学品名录》(2008)，20%~25%氨水属于危险化学品；根据GB18218-2009《危险化学品重大危险源辨识》，氨水未被划归为重大危险源；根据《首批危险化学品使用量的数量标准》，氨水并未被列入名录，未规定企业办理“危险化学品安全使用许可证”；作为使用企业，需满足《危险化学品安全管理条例》(国务院令第591号)的相关储存和使用条例。02水泥脱硝使用氨水的主要危险源分析·在充装过程中由于操作不慎或误操作造成泄漏；·储罐、阀门、管道及附件因腐蚀损坏造成泄漏；·运行巡视不到位或检修质量问题，造成设备泄漏；·因高温、雷击、过量储存或其他不可抗力引发储罐爆炸；·运行和定期检修工作不到位，造成氨区设备损坏，不能正常运行；·运输槽车运输量超限或设备维护不当，发生泄漏，爆炸起火；·取样过程中，取样人员操作不慎，造成人体伤害。03水泥脱硝安全性设计1)总平面布置时，氨区远离电控室和输煤栈道等对消防要求较高的区域，氨区选取布置在靠近路边的生料均化库边上，离热辐射较大的回转窑50m以上，离主配电室最短距离20m以上，卸氨及氨区环境通风良好。2)配置氨气吸收储罐，用于吸收氨水卸载时储罐排空气体中所含的NH3，采用Φ4m×13m的卧式氨水储罐，容积150m³，可满足脱硝系统最大耗量使用5d以上。储罐设置有事故池及围堰，地下部分尺寸为L13500mm×B5800mm×H2000mm，容积为156.6m³，地上部分为围堰，与事故池为一体化结构，尺寸为L13500mm×B5800mm×H300mm，事故池设置有事故排出泵，故障排除后，将氨水泵送回氨水储罐，做到节约资源和不产生二次污染。3)设置事故喷淋装置，当出现大面积泄漏、环境温度＞50℃时，氨气浓度＞500ppm时，连锁启动喷淋用水量和水压要能满足消防用水要求。氨水储罐的保护面积约165m²。灭火及冷却方面的喷淋要求见表1。图片系统采用灭火及冷却一体化装置，按照最大用水量和压力等级设计，喷淋水引自业主生活用水口，增设增压泵，流量60m³/h，扬程45m，克服管道阻力损失后，喷嘴工作压力0.35MPa以上。具体喷淋持续时间根据警报来源不同而有所不同，根据应急处理情况，运行人员可以手动关闭喷淋。喷淋系统示意见图1。图片共选用10个喷嘴，120°实心锥喷嘴，单只喷嘴流量10m³/h，工作压力0.35MPa，喷淋系统母管距离罐体表面700mm，对称分布。事故池设置泵坑，喷淋用废水进入事故池，可以通过事故排出泵排去废水处理系统，事故排出泵流量60m³/h，与喷淋的最大用水强度一致。4)为氨水储罐配置遮阳棚进行隔热，并对氨水储罐包覆30~50mm保温岩棉予以隔热，氨水储罐所处空间需具备较好的通风效果。5)连锁保护，一旦高温风机停止运行，连锁脱硝装置停止运行并能自动启动软水冲洗系统，对氨水流经的设备和管道上残留的氨水进行洗涤，洗涤时间通常控制在60s以上，可通过程序予以调整。6)加强氨泄漏检测：对于易于出现氨水泄漏的点位，如卸氨模块、氨水计量分配模块、氨水输送模块等处，需设置氨气泄漏检测仪，当环境中氨气浓度超过报警上限(500ppm)时，启动系统警报系统和喷淋系统。目前水泥企业大部分都是人工取样滴定分析，安全性保障不够，建议在线连续的分析氨水浓度，大程度减少人的接触，尽量减少安全隐患。同时配备留样装置，保证了数据比对的可能。7)阀门、仪表选型需为防爆型设备，氨水流通路径上均为气动阀，避免电动阀可能出现电火花引起爆炸，而且气动阀动作力矩比电动阀门大，关断性更优。8)加强系统外部的安全性配置：氨区设置安全标识和护栏避免主干道可能发生的不必要的机械撞击；卸氨划定专门的区域，卸氨过程中，卸氨区域需放置警示牌；足够的水源及处理事故用的通风设施；配备足够的事故抢救物品专用柜--柜内设有空气呼吸器、防毒衣、过滤罐、防毒面具、橡胶防护手套和胶皮水管等防护用具；配备必要的抢修工具，放置易取处，如管钳子、活扳手、各种规格管卡子、橡胶板、石棉板、阀门、填料、铁丝、改锥和克丝钳子等；配备足够数量的抢救药品，其中包括：柠檬酸、硼酸和酸性浓缩柠檬汁、酸梅汁或食用醋等。9)在安全性管理上，可采取如下措施：做好运行人员安全培训，氨的危害性描述，安全操作规程，