煤气生产安全防护对策_王贵鲜.pdf

2023年05月|85因为煤气的物理和化学性质，煤气生产企业煤气装置存在诸多危险因素以及危险源，在煤气生产使用过程中相应的煤气事故频发，煤气泄漏造成的中毒、燃烧、爆炸事故形势非常严峻，严重制约企业安全生产发展。所以，要求煤气生产、加工企业必须采取有效的安全防范措施保证安全生产，切实提高煤气生产安全与质量，使工业煤气能够更好的被开发和利用。本文旨在以首朗新能源科技公司采用冶金尾气特殊生物发酵技术制变性燃料乙醇项目煤气输送、净化处理、压缩、制醇等使用过程提出若干安全措施，希望可以为冶金工业企业在生产安全和事故预防方面提供一定的参考和帮助。该技术是以冶金煤气作为原料气，经除杂压缩净化后通过特殊生物发酵技术生产变性燃料乙醇，设计处理煤气量约 50 000 Nm3/h，年可生产变性燃料乙醇4.5 余万吨，蛋白饲料 6 000 吨，实现年营业收入 4.1 亿0 引言随着我国经济快速发展，能源需求日渐增长，同时也带来了环境污染。全国冶金工业煤气具有面广、量大、纯度高的特点，综合利用前景广阔，直接排放不仅造成资源浪费，还对环境造成污染。虽然已有部分企业利用煤气直接燃烧发电，但投资较大，利用效率仅 30%50%，同时产生 NOx、SO2等污染物处理难度大、成本高，以致燃烧发电经济效益较低。首朗新能源科技公司是一家以工业煤气特殊生物发酵制变性燃料乙醇的煤气深加工企业，该技术不仅可提高煤气利用效率达 80%，将变性燃料乙醇掺配到汽油中可强化汽油燃烧，减少汽车尾气污染物排放，有效降低大气污染，在节能降耗增效方面效果显著。在“碳达峰、碳中和”新时代背景下为煤气安全生产作出了显著贡献，对新能源开发应用起到了巨大的推动作用。煤气生产安全防护对策王贵鲜1*，陈超超2，王兴凯2，李龙伟1，杜佳民1 (1.贵州金泽新能源科技有限公司，贵州 遵义 563300；2.北京首钢朗泽科技股份有限公司，北京 100000)摘要：目前，国际能源供不应求，能源形势日趋紧张，在“碳达峰、碳中和”新形势背景下，中国已部署低碳技术和新能源项目研发投建，对高耗能、高污染、高排放生产企业采取限制、关停等措施，越来越多先进能源被鼓励开发利用。文章主要从首朗新能源科技公司将冶金煤气研发深加工为二次清洁能源的压缩净化制醇工艺入手，依靠企业技术创新、管理和工艺革新，奠定安全基石，大力研发冶金尾气的安全综合利用技术，积极采取行之有效的防范措施，从根本上消除煤气系统的不安全因素，并防患事故于未然，解决了煤气生产过程中的安全难题，推动生产企业煤气开发利用向大规模、高产能、高效益发展。关键词：煤气生产；安全管理；事故防范中图分类号：X938 文献标志码：A 文章编号：1008-4800(2023)14-0085-04DOI:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2023.14.026Safety Protection Measures for Gas ProductionWANG Gui-xian1*,CHEN Chao-chao2,WANG Xing-kai2,LI Long-wei1,DU Jia-min1(1.Guizhou Jinze New Energy Technology Co.,Ltd.,Zunyi 563300,China;2.Beijing Shougang Langze Technology Co.,Ltd.,Beijing 100000,China)Abstract:At present,international demand for energy exceeds supply,energy situation is increasingly tense,under the new situation of“carbon peak,carbon neutral”,our country has deployed low carbon technology and new energy project research and development and construction,high energy consumption,high pollution,high emissions production enterprises take restrictions,shut down and other measures,more and more advanced energy is encouraged development and use.This paper mainly starts with the process of developing and deep processing metallurgical gas into secondary clean energy by Shulang New Energy Technology Company.Relying on enterprise technological innovation,management and process innovation,this paper lays the safety foundation,vigorously develops the safe and comprehensive utilization technology of metallurgical exhaust gas,and actively takes effective preventive measures to fundamentally eliminate the unsafe factors in the gas system.And prevent accidents,solve the safety problems in the process of gas production,promote the production enterprises to develop to large-scale,high-yield,high-benefit development of gas development.Keywords:gas production;safety management;accident prevention安全管理86|2023年05月艺需求。再经扩容分离除水，对压缩后的煤气进行高压低温吸附系统、脱毒系统进行二级净化处理，去除细微尘粒、苯、萘等苯系杂质，再经后续装置加热至290 后进入氧化脱氧装置除去煤气中含氧，使煤气含氧量小于 1.0%，满足安全要求。然后经冷却器冷却并进行气水分离、精细过滤后获得洁净煤气，为生物发酵制变性燃料乙醇工序提供合格的原料煤气。如图 1 所示，煤气压缩净化生产工艺具有煤气装置设备多、工艺管线长、系统复杂等特点，且压力高，净化处理气量大，以至于煤气泄漏可能性较大，潜在危险因素较多，中毒、燃烧爆炸危险性较高。元，经济价值是直接燃烧发电的 2.53 倍，生产工艺过程一次减排 CO2达 30%，每生产 1 吨变性燃料乙醇可减少 CO2排放2.5 吨，项目每年减排CO2达 15 万吨，氮氧化物 640 吨，颗粒物排放减少 67%，经济效益显著且有效降低环境污染。1 煤气净化、压缩处理工艺简介冶金煤气来自外界钢铁生产企业，煤气初压力约20 kPa，通过管道输送进入一级净化装置去除较大固体颗粒和焦油，经焦油清洗装置在高压静电场作用下去除焦油和含尘，然后压缩增压至 0.6 MPa，满足工图1 煤气净化、压缩处理工艺2 煤气的危险特性2.1 煤气产生及主要成分冶金煤气是指焦炭在工业炉的高热环境下，与炉底通入的高温空气和蒸汽混合物发生剧烈的氧化与还原反应过程所生成的气体，其主要成分是 CO、H2S、CO2、SO2、H2、N2、CH4等。其中 CO 和 H2S 均是高毒气体，CO 无色无味，极易造成血液中毒，而 H2S 是无色、易燃的酸性气体，有臭鸡蛋气味，容易侵害人体呼吸系统和中枢神经；主要易燃易爆组分有 CO、H2S、CH4和H2等。因此，冶金工业炉煤气是一种易燃、易爆、易中毒的毒性气体，其生产和加工使用过程中最容易发生煤气中毒和煤气泄漏着火爆炸恶性安全事故。2.2 煤气中毒事故特性煤气中毒是因为煤气中的 CO、CO2是没有颜色和气味气体，它与血红蛋白亲和力较强，结合速度快，比氧与血红蛋白高 200300 倍，而碳氧血红蛋白的分离速度比氧血红蛋白慢 3 600 倍，人体内一旦形成碳氧血红蛋白就不易分离。因此，CO 被人体呼吸后，极容易形成碳氧血红蛋白，从而阻碍血液的氧气输送和氧气供应功能。如果 CO 吸入过多，血液将完全失去氧气输送功能，导致人体缺氧。轻者头晕、头痛、全身无力、呕吐，重者意识丧失、昏迷甚至死亡，对人体组织细胞有损伤，尤其是对大脑皮层等部位较为敏感。2.3 煤气着火爆炸事故特性爆炸是一种非常快速的物理或化学能量释放过程。爆炸可分为物理和化学爆炸，煤气爆炸属于化学爆炸。其特点是：当煤气与空气或氧气的混合浓度含量在 12.5%74.2%之间时，遇静电火花、明火或高温会产生剧烈反应，瞬间释放大量高热能，产生大量气体，体积迅速膨胀。如果在封闭容器中，压力会急剧上升，超过封闭容器承压极限时发生爆炸。煤气事故不仅仅发生在整个生产运营过程，在装置启、停及检修动火作业时因置换不彻底氧量超标或点燃聚集的煤气也会发生爆炸事故。3 煤气事故原因分析据不完全统计，仅 2005 年至 2021 年工业企业发生煤气事故 50 起，其中重大伤人事故 5 起，较大危害事故 19 起，一般影响事故 26 起，造成 269 人死亡，受伤 391 人，总经济损失超过 2.8 亿元。通过对近年来我国发生的煤气事故分析，不难发现造成煤气生产事故，究其原因主要有以下 5 方面1。3.1 管理制度缺陷，执行力不足，现场管理混乱很多煤气生产企业在安全管理制度方面未制定专业、详细的安全管理制度，甚至有的企业只是停留在纸上，挂在墙上，搞形式主义，在实际生产过程中可2023年05月|873.5 相关业务承包单位管理不规范目前，大多煤气生产企业大量使用外协工，将施工、检修及部分生产任务外包给外协单位，同时将安全管理的责任也一并交由外协单位负责，存在“以包代管”，未履行安全管理职责的现象，对外协施工作业没有实施有效的监管和协调。甚至有的煤气生产企业在实际操作过程中，将工程项目发包给不具备相应资质的单位进行施工而导致煤气事故。由于外协单位作业人员文化程度和安全意识普遍不高，安全生产技能低下，安全管理缺位，对生产现场不熟悉，因此，发生安全事故也就难于避免。如：河北某公司“1 04”煤气中毒造成 9 人受伤，21 人死亡重大事故的间接原因为选用无资质的外协单位对风机管道改造安装。4 煤气生产净化、压缩安全防范对策本装置煤气净化压缩工艺复杂，设备多、压力高、工艺管线长、煤气装置涉及面广、净化压缩处理气量大等特点，危险因素以及潜在危险隐患较多，以至于煤气泄漏可能性较大，中毒、爆炸危险性较高。尤其是离心压缩工序及后续高压净化、高温脱氧等工艺，对煤气设备运行状态监视，氧含量控制、温度调节控制平稳达标尤为重要2。目前首朗新能源科技公司已在全国各地建成多家燃料乙醇生产基地，年产燃料乙醇约 30 万吨，通过制定科学的安全管理制度与可靠的安全防范措施，自2018 年建成投产以来，未发生一起煤气伤亡事故，实现了重伤和死亡事故为零，重大中毒、火灾爆炸、环境污染事故为零的安全生产目标。做好煤气安全生产，必须严格按照相关标准执行3，其装置从建设安装到投产使用，遵守安全第一，预防为主，以人为本，做到管、查、培、创等几个重点方面工作：管理：贯彻煤气安全管理标准，加强设备缺陷管理，保障煤气安全生产。煤气安全生产管理必须按“事事有人管，人人有事做”的原则，严格落实煤气安全标准化，规范系统生产管理，针对作业人员技能水平高低不一的现状，公司实施以下管理措施来规范大家的作业行为和习惯。(1)制定煤气作