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,規格相同,材質為普通碳鋼,外部尺寸為Φ8000mm×10000mm,側壁厚16mm,頂板厚8mm,現底部有約300mm厚的含硫酸污泥。進行設備檢修,需要在貯罐頂部開一個直徑約2000mm的泄爆口,作業過程中涉及的危化品包括濃硫酸、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,具有強氧化性,在加熱條件下能與絕大多數金屬發生化學反應,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生化學反應,生成二氧化硫(或氫氣),反應方程式如下:
2Fe + 6H2SO4(濃)=△= Fe2(SO4)3+ 3SO2↑ + 6H2O
2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3+ 3H2↑
理論上,應該是發生第一種化學反應,最終生成二氧化硫,但根據以往處理硫酸貯罐或管路時,會有燃爆現象發生,所以本次處理應按第二種化學反應來對待。
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。
另據硫酸廠相關人員介紹,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的,方程式如下:
H2S+ H2SO4(濃)= SO2↑+S↓+2H2O
三、 作業方式:
1、 用手鉆排布鉆眼開口,此方法耗時較長,一個人作業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,一個人作業需要三天以上。
3、 用氣焊開口,耗時最短,一個人作業半個工作日即可。
三種方法都不能解決高溫鐵屑落入酸泥的問題,但使用氣焊作業用時最短,由于冬季在室外高處作業也具有一定風險,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。
四、 安全措施:
為確保絕對安全,本次作業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,不會對本次作業造成危害,故不作考慮。
1、 打開貯罐上部人孔,使產生的氫氣直接進入大氣;
2、 作業人員佩戴防毒用具;
3、 上罐頂人員只限兩人,一人動火,一人監護;
4、 清理貯罐上方雜物,保持作業現場無妨礙物;
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、 作業范圍內禁止其他工藝處理和設備檢修;
8、 設隔離帶,禁止無關人員靠近作業現場;
9、 每臺貯罐作業前,對貯罐內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,二是切割時間不連續;
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、 切割最后部分應留在爬梯處,監護人員先行撤離貯罐,頂板掉落后,作業人員迅速撤離。
五、 其它事項:
1、 因為氫氣極易燃,在氣割處產生之后立即燃燒,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;而且其燃燒速度極快,故罐頂可不設滅火器材,給作業人員留出盡可能大的閃避空間;
2、 濃硫酸遇水后即與鐵發生劇烈反應,產生大量氫氣,反而增加危險性,故現場可不設消防水;
3、 取樣時應考慮貯罐高度,保證取樣結果真實可靠;
4、 氣焊作業人員的作業資質必須符合國家相關法律法規;
5、 安全措施和作業所需材料由相關雙方協商后分別落實;
6、 作業過程中現場發生的本方案之外狀況,立即停止作業,由相關雙方研究安全措施并落實后方可繼續作業。
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