密闭电石炉尾气净化中CO隐患分析及对策_彭军.pdf

2023 年第 3 期 工作研讨 CHEMICAL SAFETY&ENVIRONMENT 45 密闭电石炉尾气净化中 CO 隐患分析及对策 彭 军 宜宾天原集团股份有限公司 四川宜宾 644000 摘 要：在电石生产企业，密闭电石炉以电石生产副产炉气作为气烧石灰窑燃料具有环保和节能的双重意义，但电石炉净化中存在尾气输送系统焦油析出吸附粉尘粘结造成设备堵塞等问题，存在 CO 中毒隐患。对净化工序 CO 产生、危险性以及生产过程危险和有害因素分析，提出针对性对策措施，供行业参考。关键词：CO；中毒；电石炉；有毒有害因素 密闭电石炉具有焦耗及电耗低、装置易大型化、生产能力大、炉况稳定、产品质量好、炉气可全部回收利用等特点，是国家行业准入炉型。采用电石炉尾气作为热源燃料，可就近利用电石炉尾气煅烧石灰，直接降低电石能耗，国内已有多家企业采用该技术。但电石炉尾气的成分复杂，尾气中含有 CO、H2、CH4、C2H2、硫化物、磷化物、氰化物、煤焦油等十几种成分，具有易燃、易爆、有毒、有害等特性。在生产运行中如果炉尾气焦油析出，易发生 CO中毒生产安全事故。1 CO 产生及危害分析 1.1 CO 产生原因 电石炉产生的高温炉气主要成分为 CO，其主要化学反应方程式：CaO+3CCaC2+CO，其中 CO 约占气体总量的 75%80%。在电石生产的过程当中，由于使用挥发分较高的兰炭、焦炭，使尾气含有一定量煤焦油。电石炉尾气降温使用两级降温措施，在电石生产过程中，会产生高温电石炉尾气，其温度在600800，首先使用水冷管把烟气温度降至450 以下，再经一级、二级空气冷却器冷器后，精准控制在 220240 之间，高于 220（根据电石企业使用经验，焦油析出温度在220 及以下）是为了防止焦油析出，低于240 是为了保护除尘器滤袋、过滤器及风机设备等1。当尾气管道炉气温度低于焦油凝结呈液体析出的温度 220，长时间运行会导致炉气输送系统中聚结大量焦油，破坏管道、阀门等设备的密封，如不及时治理，焦油会粘结粉尘并堵塞管道，导致尾气输送管路堵塞，易造成系统 CO 逆流或在管道连接处泄漏。1.2 CO 危害性分析 1.2.1 毒性 CO 无色、无味、无臭、有毒，当空气中CO 浓度在 0.16%0.2%时，人吸入 11.5 h后会中毒死亡；浓度增加到 1.5%以上时，则人吸入 15 min 即会中毒死亡；在浓度 0.01%以下为安全浓度。1.2.2 易燃性 CO 和空气混合达到一定的浓度比例时，会引起燃烧及爆炸，在 1819 时，CO 在空气中的浓度达到 12.5%74.2%范围内时即发生爆炸；在 650 时，CO 与空气接触会自燃着火2。2 CO 风险辨识和分析 将 CO 作为危险物质，由上述工艺分析，若发生事故须同时满足 2 个条件，一是焦油析出导致 CO 逆流或泄漏；二是未对进入厂房的CO 进行有效控制。结合这 2 个因素，运用生 作者简介：彭军，男，注册安全工程师，毕业于宜宾学院化学专业，现任宜宾天原集团股份有限公司安全工程师，从事安全生产技术管理工作，兼任四川宜宾市应急管理局专家库专家，宜宾市经济和信息化局工业项目评审专家库专家。工作研讨 2023 年第 3 期 46 CHEMICAL SAFETY&ENVIRONMENT 产过程危险和有害因素分类与代码（GB/T 138612022）进行了分类。2.1 物的不安全状态 2.1.1 耐腐蚀性差 尾气输送系统管道设备绝热保温层被腐蚀、破损、沉降、吸水等导致其丧失保温效果，设备管道热量损失过大，温降过快。2.1.2 传感器缺陷 温度仪器部件测试精度不够、灵敏度过高或过低，致使数据存在偏差，造成炉气净化系统的温度、压力的控制出现偏差。2.1.3 防护装置、设施缺陷 有毒可燃检测报警仪器、安全联锁以及个人防护装备设施（如便携式 CO 检测仪、空气呼吸器等）失效。2.2 人的不安全行为 2.2.1 违章指挥 在电石炉尾气输送系统焦油析出未辨识风险，未排除故障，强令冒险继续生产过程中，造成人员 CO 中毒，爆炸性混合物达到爆炸极限范围后，遇明火、高热引起燃烧爆炸。2.2.2 误操作 操作人员随意调整工艺参数，未严格执行工艺操作规程，长时间将炉气温度控制在 220 以下运行，造成尾气输送系统温度过低，焦油凝结呈液体析出。2.2.3 违章作业 电石炉尾气输送系统焦油析出工况运行异常，巡检人员未佩戴或未正确佩戴个人防护用品进行仪器装备巡检，造成人员 CO 中毒。2.3 管理缺陷 2.3.1 规章制度和安全操作规程不完善或未落实 规章制度和安全操作规程可操作性不强，作业督促检查不力，导致现场操作人员违章、违规操作。2.3.2 双重预防工作机制不完善或未落实 安全生产相关概念不清，风险辨识不具体；重视程度不够高，未落实全员参与；未实现风险管控与隐患排查的有机联系；隐患排查治理未落到实处。2.3.3 安全教育培训管理不到位 未对从业人员进行全面、系统的岗位操作规程、生产操作技能培训，相关岗位操作工对操作规程、应急处置措施不掌握、不熟悉，操作工处理异常情况的能力差。2.3.4 应急管理有一定缺陷 应急资源调查不充分，应急能力、风险评估不全面，应急救援预案可操作性不强。2.4 作业环境因素 现场主要受冬季及极端寒冷气候影响，室内温度较低导致管道散热量增加，焦油析出增多，造成 CO 逆流或泄漏。3 对策措施 3.1 更换保温层 采用新材料保温技术，如纳米气凝胶等（具体由企业衔接设计单位根据实际情况确定）替代传统的硅酸铝制品、高温玻璃面、岩棉等保温材料。利用其导热率系数低、耐腐蚀性强、抗压强度高、良好的憎水性、使用周期长等优点，有效解决绝热保温层腐蚀、破损、沉降、吸水丧失保温效果问题3。建立设备绝热保温管理制度，开展系统设备设施绝热保温层日常维护保养记录以及定期检测评估报告的检查工作，确保热网保温运行效率4。3.2 改进传感器 采用红外热成像技术，利用其探测能力强、作用距离远、面积广、检测速度快、非接触式检测、通用性强等优势，解决温度仪器部件因测试精度不够、灵敏度过高或过低造成测试值漂移问题4。定期或不定期开展系统测温部件日常检查维护保养记录和检定校准报告证书的检查工作，确保传感器运行正常。3.3 加强防护管理 实施防护装置、设施冗余配置一备二，解决有毒可燃检测报警仪器、安全联锁以及个人防护装备设施失效问题。建立防护装置、设施管理制度，对防护装置、设施日常检查维护保养记录以及检测校验报告进行不定期巡检，确 2023 年第 3 期 工作研讨 CHEMICAL SAFETY&ENVIRONMENT 47 保防护装置、设施完好性。3.4 规范作业行为 严格规章制度和安全操作规程执行，杜绝违章指挥；严格工艺控制指标管理，杜绝误操作；强化尾气输送系统处于非安全状态时人员工作自我防护以及监护管理工作，杜绝违章作业。3.5 减轻管壁散热 输送管道加装电伴热保温装置，通过伴热带散发的热量直接或间接地补偿环境温度低时的管道热损失，实现管道温度的控制，可有效解决焦油析出。3.6 完善管理制度 建立完善的规章制度和安全操作规程；对从业人员进行全面、系统的岗位操作规程、生产操作技能培训考核；增强相关安全生产观念，开展全员培训，落实全员参与并建立隐患排查一岗一清单和闭环管理机制，加强风险分级管控与隐患排查治理的有机结合，加强信息化建设，严格按照国家标准和安全规程进行作业；建立操作性强的现场岗位处置方案、应急处置卡片，并定期组织演练，检验预案的实用性、可操作性，不断提高员工应急处置能力。4 结束语 电石炉净化工序尾气输送系统生产过程容易析出焦油，析出的焦油易粘结粉尘从而堵塞设备管道，尾气输送系统压力上升，进而造成CO 逆流和泄漏。对生产过程进行主要危害和有毒因素的辨识和分析，确定了物、人、环、管中存在的有害因素，最后提出了对应控制措施。采取的 6 项措施有利于控制电石炉使用企业在尾气回用时存在的 CO 泄漏危险，保障企业的生产安全。参考文献 1 刘军,景超,郭盼春.密闭电石炉尾气净化分离用于生产乙二醇的工艺J.化工设计通讯,2022,48(3):144-145+200.2 国家安全生产监督管理总局.电石生产安全技术规程:GB/T 32375-2015 S.北京:中国标准出版社,2015.3 董德志,乔洁,崔玉彪,位朋.煤化工热力管网保温缺陷与整改措施J.河南化工,2016,33(1):58-60.4 陈镜伊,张锋剑.红外热成像技术在烟囱腐蚀检测中的应用J.河南建材,2014,16(6):31-33.