氨水應用於水泥脫硝的安全性研究與實踐

2021-01-15 北極星環保網

北極星大氣網訊:SNCR脫硝技術在國內外水泥行業爐窯煙氣脫硝工程中的運用最為廣泛。水泥爐窯SNCR脫硝系統還原劑主要有氨水和尿素兩種:在國內水泥生產線除福建龍麟水泥、都江堰拉法基水泥等項目採用尿素作為還原劑外,其他水泥企業大部分採用氨水作為還原劑。

2012年10月,福建某水泥廠發生氨水爆炸事故造成2人死亡,2013年6月3日,吉林禽業有限公司液氨特大爆炸事故致119人遇難。因此,水泥脫硝系統使用氨水作為還原劑的系統安全性應得到重視。

浙江杭州大馬水泥有限公司所在地浙江臨安,有飲用水水源地青山湖水庫。本文結合飲用水水源地保護和水環境功能區劃的相關條款,對於企業是否可以使用氨水作為還原劑,以及氨水在運輸、貯存、使用中存在的危險因素進行全面分析,並提出安全保障措施及方案。

1氨水的理化性質及危險性

氨水是易燃、有毒且具有刺激性的危險化學品,當人體吸入低濃度氨對黏膜有刺激作用,吸入高濃度氨可造成組織溶解壞死;液氨或高濃度氨可致眼灼傷;液氨可致皮膚灼傷。氨水易分解放出氨氣,溫度越高,分解速度越快,可形成爆炸性氣氛。若遇高熱,容器內壓增大,有開裂和爆炸的危險。SNCR採用作還原劑氨水濃度在20%~25%,沒有達到國家將氨溶液列為重大危險化學品的濃度(35%<含氨≤50%),但由於存在氨水氨氣揮發體積濃度爆炸極限15%~20%的因素,對氨水系統需考慮防爆、防腐蝕和事故應急救援預案。

根據《危險化學品名錄》(2008),20%~25%氨水屬於危險化學品;根據GB18218—2009《危險化學品重大危險源辨識》,氨水未被劃歸為重大危險源;根據《首批危險化學品使用量的數量標準》,氨水並未被列入名錄,未規定企業辦理「危險化學品安全使用許可證」;作為使用企業,需滿足《危險化學品安全管理條例》(國務院令第591號)的相關儲存和使用條例。

2使用氨水作為還原劑的安全可行性分析

根據《浙江省飲用水源地管理條例》,在飲用水水源一級保護區內,禁止建設與水源保護無關的項目及可能汙染水源的項目。在飲用水水源二級保護區內,禁止貯存、堆放可能造成水體汙染的固體廢物和其他汙染物。水泥爐窯SNCR脫硝存在氨洩漏汙染飲用水源的危險性,需遵從項目所在地水功能區規劃及其管理要求。

根據《浙江省水功能區、水環境功能區劃表(苕溪)》,浙江杭州大馬水泥有限公司所處板橋鄉,為編號苕溪11的水系,水功能區為靈溪臨安農業用水區,水環境功能區為多功能區,現狀水質為Ⅲ類,目標水質為Ⅲ類,並非飲用水水源保護區。浙江杭州大馬水泥使用氨水作為還原劑,不在《浙江省飲用水源地保護條例》中規定的禁止或是限定的建設項目範圍內,即可以使用氨水作為還原劑。

3氨水採購、運輸和儲存安全管理措施探索

3.1氨水採購運輸管理制度的建立健全

由於項目鄰近飲用水水源保護區,根據《浙江省飲用水水源保護條例》第二十六條,縣級以上人民政府公安機關在劃定、調整危險化學品運輸車輛通行區域或者指定劇毒化學品運輸車輛線路時,應當避開飲用水水源保護區;確實無法避開的,縣級以上人民政府及其有關部門應當按照相關規定採取相應的安全防護措施。

為進一步提高企業自身及與企業運行相關的安全性措施,企業採購氨水時,在氨水供應廠家選擇的管理上要做到:

1)氨水供應廠家需具備「安全生產許可證」;

2)氨水供應廠家需提供「危險化學品公路運輸通行證」複印件。辦理此證,氨水運輸企業需提交的資料:《運輸單位危險貨物道路運輸經營許可證》、《運輸車輛危險貨物道路運輸證》、《駕駛人從事危險貨物道路運輸的上崗資格證》、《押運人員從事危險貨物道路運輸的上崗資格證》、運輸車輛的《行駛證》、車輛駕駛人的《駕駛證》;

3)氨水供應廠家按照《危險化學品安全管理條例》(國務院令第591號)進行生產、儲存和運輸,並能提供相應的證明文件。氨水運輸和卸載安全由氨水供應廠家保證並提供運輸方案,企業初審後,提交相關部門溝通確認並予以善。

3.2氨水儲存管理制度的建立健全

企業在氨水儲存的內部管理制度上要做到:

1)應當委託具備國家規定的資質條件的機構,對本企業的安全生產條件每三年進行一次安全評價,提出安全評價報告,並將安全評價報告以及整改方案的落實情況報所在地縣級人民政府安全生產監督管理部門備案;

2)氨水應當儲存在專用儲罐內,並由專人負責管理;

3)應當建立危險化學品(氨水)出入庫核查、登記制度;

4)氨水儲罐應當符合國家和行業標準的要求,並設置明顯的標誌;

5)應當對氨水儲罐配套的安全設施、設備定期進行檢測、檢驗。

4氨水使用的危險源分析及安全措施

4.1水泥脫硝使用氨水的主要危險源分析

危險主要在於氨水的洩漏,洩漏點主要在儲罐及管路管件連接處,如:

1)在充裝過程中由於操作不慎或誤操作造成洩漏;

2)儲罐、閥門、管道及附件因腐蝕損壞造成洩漏;

3)運行巡視不到位或檢修質量問題,造成設備洩漏。

另外,還有不常發生但潛在的危險源,如:

1)因高溫、雷擊、過量儲存或其他不可抗力引發儲罐爆炸;

2)運行和定期檢修工作不到位,造成氨區設備損壞,不能正常運行;

3)運輸槽車運輸量超限或設備維護不當,發生洩漏,爆炸起火。

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