- 硫酸裝置存在氫氣爆炸的風(fēng)險源
1. 氫氣的危害
氫氣是無色、無味難溶于水的可燃?xì)怏w,其密度只有空氣的1/14,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度為0.089g/L。氫氣的燃點為574°C,爆炸極限為4.1%-74.1%。在硫酸裝置中,氫氣會聚集在設(shè)備的頂部空間,遇明火發(fā)生爆炸事故。
2. 硫酸裝置氫氣形成原因
稀硫酸與鐵反應(yīng)會生成氫氣,方程式:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。硫酸裝置在運行過程中,水泄漏進硫酸,酸泄漏進水,都會形成大量稀硫酸,稀硫酸與鐵反應(yīng)產(chǎn)生氫氣;硫酸裝置在檢修過程中,濃硫酸吸收空氣中水分變成稀硫酸,稀硫酸與鐵反應(yīng)生產(chǎn)氫氣。由于設(shè)備處于密封狀態(tài)或者設(shè)備頂部存在死角,氫氣得不到有效釋放,越聚越多,達到爆炸極限,遇明火發(fā)生爆炸事故。
3. 硫酸裝置那些設(shè)備可能聚集氫氣及防范意見
1) 液硫區(qū)域:液硫中殘留少量的氫離子,這些氫離子會漂浮在液硫表面,液硫區(qū)域的設(shè)備多數(shù)以碳鋼為主,氫離子與碳鋼材質(zhì)接觸就會生成氫氣,氫氣在設(shè)備頂部聚集,達到爆炸極限,遇明火發(fā)生爆炸。因此熔硫槽、過濾槽內(nèi)襯耐酸磚,加熱盤管選擇不銹鋼,或者與液硫接觸面的為不銹鋼盤管,防止設(shè)備腐蝕和氫氣的產(chǎn)生,且在槽的頂部均設(shè)置排氣口。液硫大罐為碳鋼的材質(zhì),正常情況熔硫過程中會對液硫酸度進行嚴(yán)格的控制,但是仍有微量的氫離子與大罐接觸,產(chǎn)生少量的氫氣,這些氫氣需從大罐頂部的排氣口排入大氣。
2) 酸管道:硫酸裝置在檢修過程中,為防止硫酸對人員的腐蝕,會排盡管道中的硫酸,但酸管壁上仍殘余的微量硫酸,這些殘余的硫酸會吸收空氣中的水分,時間長了就形成稀酸,稀酸會破壞管壁上的鈍化膜,同時與管道反應(yīng)生產(chǎn)氫氣。這些氫氣若得不到釋放,越劇越多,達到爆炸極限,遇明火發(fā)生爆炸。因此對長時間停用的硫酸管道,要對其進行維護保養(yǎng),可以用98%濃硫酸間隔時間打酸循環(huán),或者管道中充滿濃硫酸,防止空氣進入,既保護了設(shè)備不被腐蝕,也減少了氫氣的產(chǎn)生。
3) 酸塔:干燥和二吸塔除霧器下部為襯磚結(jié)構(gòu),除霧器上部空間為不銹鋼,高溫吸收塔為特殊材質(zhì)不銹鋼,在裝置正常運行過程中,不會有稀酸出現(xiàn)。若裝置加水量不當(dāng),會導(dǎo)致酸濃降低;若酸水換熱設(shè)備泄漏,水漏進酸中,形成稀酸,生成氫氣;在檢修過程中,塔中酸被排盡,塔壁上殘留的濃硫酸吸潮,形成稀酸,也會生成氫氣。部分塔的煙氣出口未在設(shè)備的頂端,就會在塔頂出現(xiàn)一個死角,氫氣容易聚集,同時部分煙氣管道會出現(xiàn)一個死角頂點,氫氣也容易聚集,達到爆炸極限,遇明火發(fā)生爆炸。因此裝置運行過程中要對酸濃進行嚴(yán)格控制,同時酸水換熱設(shè)備要進行監(jiān)控,出現(xiàn)泄漏立即處理;對于停車狀態(tài)的酸塔也要進行維護保養(yǎng),可以用98%濃硫酸間隔時間打酸循環(huán)。
4) 煙氣管道:裝置在運行過程中,煙氣管道或多或少會形成酸泥,這些酸泥在裝置停車后吸收空氣中的水分,形成稀酸,與管道反應(yīng)生成氫氣,氫氣在煙氣管道的頂點死角聚集,達到爆炸極限,遇明火發(fā)生爆炸。
5) 給水設(shè)備:裝置生產(chǎn)過程中,為提高熱量的利用率,脫鹽水經(jīng)過酸水換熱器加熱后進入除氧器。脫鹽水箱、除氧器、省煤器、鍋爐等設(shè)備都是碳鋼材質(zhì),若酸水換熱器出現(xiàn)泄漏,酸大量進入水中,水變成稀酸,水所經(jīng)過設(shè)備均會被腐蝕,產(chǎn)生氫氣,若氫氣得不到有效釋放,聚集在某處,達到爆炸極限,遇明火發(fā)生爆炸。因此對酸水換熱器的監(jiān)控尤為重要,發(fā)現(xiàn)泄漏必須立即處理,防止設(shè)備損壞的同時也防止安全事故的發(fā)生。


