增設(shè)安裝氨液緊急處理裝置改進(jìn)氨液安全處理

楊文彬

摘 要：本文結(jié)合涉氨企業(yè)的專項(xiàng)治理，對(duì)氨液的排放、處理進(jìn)行了研究分析。并通過氨液緊急處理裝置使用，對(duì)其處理方式及處理效果進(jìn)行了探討，這一研究對(duì)于氨制冷企業(yè)在日常生產(chǎn)維護(hù)和事故時(shí)及時(shí)進(jìn)行安全有效地氨液處理有一定的借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞：氨 制冷 處理器 壓力管道

中圖分類號(hào)：TH49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（b）-0132-01

1 氨使用和泄漏的危害

氨（NH3）為無色、有剌激性辛辣味惡臭的氣體，常溫下加壓易液化，稱為液氨。與水反應(yīng)形成氨水，呈弱堿性。氨用于制冷劑代號(hào)為R717，是一種理想的制冷工質(zhì)，具有良好的熱力學(xué)性質(zhì)。氨又屬于火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)，氨泄漏易造成多種危害，2013年吉林寶源和上海翁牌冷藏實(shí)業(yè)先后發(fā)生氨泄漏事故，造成大量人員傷亡。這其中，如何在管道、設(shè)備故障需應(yīng)急檢修時(shí)安全處理容器和管道內(nèi)的氨液，是一個(gè)值得重點(diǎn)研究的課題。

1.1 氨泄漏的危害

（1）氨液易氣化擴(kuò)散。發(fā)生泄漏時(shí)，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，液氨會(huì)迅速氣化，體積迅速擴(kuò)大，沒有及時(shí)氣化的液氨以液滴的形式霧化在蒸汽中；氨氣隨風(fēng)飄移，易形成大面積染毒區(qū)和燃燒爆炸區(qū)。（2）易中毒傷亡。 氨有毒，泄漏至大氣中，易造成急性中毒和灼傷，當(dāng)空氣中氨的含量達(dá)到0.5%～0.6%，30 min內(nèi)即可造成人員中毒。（3）易燃燒爆炸。氨是一種可燃?xì)怏w，在空氣中的含量達(dá)11%～14%時(shí)，遇明火即可燃燒；當(dāng)空氣中氨的含量達(dá)15.7%～27.4%時(shí)，遇火源就會(huì)引起爆炸。（4）易污染環(huán)境。在風(fēng)力的作用下，這種有毒氣體隨風(fēng)飄移，可造成大范圍的空氣污染，對(duì)人畜產(chǎn)生危害；液氨大量泄漏流到河流等水域，則造成水污染。

1.2 氨對(duì)人體的危害

氨對(duì)人體的危害主要有吸入性危害和接觸性危害兩種。氨氣危害人體的主要是皮膚、感覺器官、呼吸道和消化道等部位。發(fā)生輕度中毒癥狀為：眼口有干辣感、流淚、流鼻涕、咳嗽、聲音嘶啞，吞咽食物困難，頭昏疼痛；重度中毒癥狀為在高濃度氨氣作用下，外露部位皮膚造成重二度化學(xué)灼傷，還可出現(xiàn)昏迷，精神錯(cuò)亂，痙攣，也可造成心肌炎或心力衰竭或呼吸停止死亡。

1.3 原有的簡(jiǎn)單處理方式

我公司是小型氨制冷企業(yè)，制冷主要是用于雪糕生產(chǎn)、短期貯藏。原有的排放方式是將氨液或氣液混和體通過排放管排入排水溝，此種處理方式存在極大的安全隱患，氨不能和水充分混和反應(yīng)，大量氨氣易泄漏飄逸在空氣中，一來對(duì)工作人員造成傷害，二來也會(huì)對(duì)周邊環(huán)境形成污染，必須進(jìn)行改造。

2 改造方案

經(jīng)過對(duì)原有排氨方式和氨液處理的研究分析，我們決定改進(jìn)氨液處理設(shè)施，增設(shè)了氨液緊急處理裝置。處理裝置主要有氨液處理器、氨氣處理器、事故池、不間斷水源及相關(guān)管道組成。

2.1 新增設(shè)氨液處理裝置設(shè)施構(gòu)成

（1）增設(shè)氨液處理器和氨氣處理器。制作氨液處理器和氨氣處理器，結(jié)構(gòu)為密閉罐體（如圖），材質(zhì)選用06Cr19Ni10（304）材料，并保證一定的罐體壁厚，滿足一定壓力和強(qiáng)度的要求。排氨管道從氨液處理器側(cè)上部進(jìn)入，淹沒入處理器內(nèi)的水中，管道底部封閉。管道淹沒的立管部分中下部密布小孔，用于氨液進(jìn)入和水反應(yīng)。氨液處理器頂部設(shè)有收集管道，將未與水完全反應(yīng)溢出的氨氣收集引入氨氣處理器，氨氣處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與氨液處理器類似，用于氨氣與水的反應(yīng)。兩處理器均在右側(cè)上部設(shè)有溢流管，在兩處理器頂部均接有不間斷水源管。

（2）配套事故池。增設(shè)配套的事故池，用于儲(chǔ)存處理后的氨水。池體可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，容量按需要處理氨液的容量配套設(shè)置，必要時(shí)增加一定的富余容量（30%）。事故池下部設(shè)排放閥，在事故池處理處理完氨液后，可將氨水車運(yùn)到指定位置，安全排放。氨水濃度符合要求時(shí)，也可做農(nóng)田施肥使用。

（3）布設(shè)管道連接儲(chǔ)氨器、低循桶等壓力容器首先布設(shè)排氨干管連接氨液處理器，再將儲(chǔ)氨器、低循桶等壓力容器排空管分別與排氨干管連接，排氨支、干管材質(zhì)選用06Cr19Ni10（304）材料。支管閥門選用氨專用閥門，排氨干、支管應(yīng)按要求進(jìn)行無損探傷。

2.2 新裝置氨液處理流程圖（見圖1）

新氨液處理裝置的運(yùn)行方式為：在計(jì)劃和事故應(yīng)急排氨時(shí)，打開儲(chǔ)氨器、低循桶等容器排空閥，氨液通過排氨支管、干管進(jìn)入氨液處理器，在壓力容器壓力推動(dòng)下，以噴射狀通過管道未端小孔噴入氨液處理器中，與水進(jìn)行反應(yīng)，由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，此時(shí)要保證不間斷水源持續(xù)向氨液處理器供水。一方面水起著與氨反應(yīng)的作用，另一方面也起到降溫的效果，保證氨液處理器的溫度不會(huì)持續(xù)升高，反應(yīng)后的氨水混和液通過溢流管進(jìn)入事故池。未完全反應(yīng)的氨氣通過收集管道進(jìn)入氨氣處理器，繼續(xù)與水進(jìn)行反應(yīng)，生成氨水進(jìn)入事故池，以此達(dá)到對(duì)氨液的完全無害化處理。

2.3 氨液處理裝置的使用效果對(duì)比

原有設(shè)施進(jìn)行氨液排放時(shí)，距處理點(diǎn)5 m范圍內(nèi)空氣中的氨氣濃度達(dá)到了140～280 mg/m3，此時(shí)人鼻、咽部位有刺激感，眼睛流淚并有灼痛感，呼吸和脈搏加速，并拌有劇烈咳嗽。周邊30 m范圍內(nèi)氨氣濃度達(dá)到了80～140 mg/m，在此環(huán)境中，人體呼吸明顯不適，出現(xiàn)惡心、頭痛等現(xiàn)象，較長(zhǎng)時(shí)間在此種嚴(yán)重影響工作人員的身心健康。

使用氨液緊急處理進(jìn)行處理，排氨管道沿線未發(fā)現(xiàn)氨氣泄漏，事故池周邊5 m范圍內(nèi)氨氣濃度在5～8 mg/m3，人體可以感覺到有氨氣氣味，但無明顯不適性刺激。此時(shí)的氨為事故池?fù)]發(fā)產(chǎn)生，對(duì)人體和周邊環(huán)境不造成影響，事故池5 m之外基本感覺不到氨氣氣味，實(shí)際使用效果達(dá)到了安全無害化處理的要求。

3 結(jié)語

本文結(jié)合本企業(yè)涉氨系統(tǒng)中氨液處理的相關(guān)改造，分析了原有氨液處置中存在的問題，并采取了積極的解決措施，制定了合理的改造方案，對(duì)氨制冷企業(yè)安全處理氨液，防止氨泄漏事故起到重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐修平.液氨安全知識(shí)培訓(xùn)[R].中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院，2013.

[2] 朱利洪，張勝軍，謝常歡.氨制冷系統(tǒng)壓力管道檢驗(yàn)及安全評(píng)價(jià)[J].制冷，3.第22（2）：34-35.

[3] GB50072-2010，冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范[S].endprint