硝基復(fù)合肥熔體造粒法的風(fēng)險分析與預(yù)防措施*

常　敏，何偉平

(1 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院安全技術(shù)管理132，江蘇　徐州　221140；2 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，江蘇　徐州　221140)

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安全與管理

硝基復(fù)合肥熔體造粒法的風(fēng)險分析與預(yù)防措施*

常敏1，何偉平2

(1 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院安全技術(shù)管理132，江蘇徐州221140；2 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，江蘇徐州221140)

介紹了硝基復(fù)合肥熔體造粒法生產(chǎn)工藝，分析了其生產(chǎn)過程中的物質(zhì)、工藝、設(shè)備、重大危險源等危險有害因素。分析表明，其生產(chǎn)過程中存在火災(zāi)爆炸、化學(xué)灼傷、高溫灼傷、粉塵、機械傷害、高處墜落等危險有害因素。提出了安全管理對策措施、主要工藝技術(shù)和裝置安全措施、重點監(jiān)管危險化學(xué)品管理措施、應(yīng)急救援措施等安全對策措施，建議安全設(shè)計和生產(chǎn)活動中應(yīng)充分考慮這些危險有害因素，加強安全預(yù)防。

硝基復(fù)合肥；熔體造粒法；硝酸銨；危險有害因素；安全對策措施

硝基復(fù)合肥因其肥效快、適合旱地作物等特點，近年來發(fā)展非常迅速[1]，已逐步取代傳統(tǒng)的單質(zhì)氮肥。硝基復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)可分為團粒法、擠壓法、轉(zhuǎn)鼓噴漿造粒法、流化床造粒法和熔體塔式法等，目前應(yīng)用最為廣泛的是熔體造粒法[2]。熔體造粒法生產(chǎn)技術(shù)是將硝酸銨熔融后與磷銨、鉀鹽進行充分混合，經(jīng)離心造粒器噴出成細(xì)流，再呈單個液滴冷卻結(jié)晶的復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)[3]。

熔體塔式法具有節(jié)能、環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點[4]。但在硝酸銨溶液濃縮時，混合物料容易過熱分解；在摻鉀混合工序中，KCl的添加也會使混合物的熱穩(wěn)定性變差，以及超標(biāo)返料均會帶來危險隱患[5]；硝酸銨與酸混合并加熱亦會產(chǎn)生有毒氣體[6]。因此，分析硝基復(fù)合肥熔體造粒法生產(chǎn)工藝的危險并提出預(yù)防對策，對其安全生產(chǎn)具有一定的參考價值。

1　生產(chǎn)工藝

圖1　硝基復(fù)合肥熔體塔式法生產(chǎn)工藝流程

硝銨溶液送至造粒塔頂?shù)南蹁@蒸發(fā)器，經(jīng)濃縮熔融，注入造粒系統(tǒng)。磷銨、鉀鹽經(jīng)稱量、篩分，加熱到一定溫度(90～100 ℃)后送至混合槽。將原料充分混合，混合后的原料進入專用的造粒噴頭，噴頭從塔頂將熔融料漿噴淋成液滴，液滴在造粒塔中與上升的空氣熱交換后凝結(jié)，冷卻成為1～4 mm的顆粒，經(jīng)篩分、冷卻、防結(jié)塊處理，即得成品。硝基復(fù)合肥熔體塔式法生產(chǎn)工藝流程見圖1。

2　危險有害因素分析

2.1主要物質(zhì)的危險有害因素分析

根據(jù)《危險化學(xué)品目錄(2015版)》[7]，硝基復(fù)合肥生產(chǎn)工藝涉及的危險化學(xué)品有硝酸銨，若在使用或儲運過程中硝酸銨發(fā)生摩擦、撞擊，或混有可燃物料，則容易發(fā)生爆炸事故；熔融槽溫度較高，純凈的高溫硝酸銨溶液相對穩(wěn)定和安全，但混入氯化物、硝酸或可燃物等雜質(zhì)后，則呈現(xiàn)分解放熱反應(yīng)，會發(fā)生劇烈分解甚至爆炸，故在使用中應(yīng)當(dāng)特別注意。

2.2生產(chǎn)工藝中危險有害因素分析

熔融槽、混合槽的操作溫度較高，若操作人員沒有按規(guī)定穿戴勞動防護用品，直接接觸上述設(shè)備，會造成高溫燙傷。熔融的硝酸銨溶液具強氧化性，若直接接觸皮膚，會導(dǎo)致化學(xué)灼傷。此外，硝酸銨、硫酸鉀還具有一定的腐蝕性，若設(shè)備材質(zhì)不符合要求，則會造成設(shè)備腐蝕甚至引發(fā)事故。

熔融的硝酸銨溶液中混有氯化物、硝酸、可燃物等雜質(zhì)，或受到猛烈撞擊，均可能發(fā)生劇烈的分解爆炸。若忽視氯離子是硝酸銨分解的強氧化劑的特征，將含有氯化鉀的返料(以氯化鉀作為鉀源)重新加入制漿系統(tǒng)以進行再造粒，則會誘發(fā)硝酸銨溶液的分解爆炸。

此外，在投料、冷卻、篩分、包裝等工序中，因存在原料的破碎、篩分和輸送，或在成品的冷卻、篩分過程中均可能產(chǎn)生生產(chǎn)性粉塵，對人體健康造成職業(yè)危害。

2.3生產(chǎn)設(shè)備的危險有害因素分析

為了省去加熱磷酸銨以及鉀鹽的專用粉體加熱裝置，目前普遍采取的方式是直接在混合槽內(nèi)布置換熱面積足夠的蒸汽盤管，以彌補由于常溫粉體物料對熔體造成的溫降。由于增大了混合槽的體積，以及部分物料在蒸汽盤管表面結(jié)垢，使得高溫硝酸銨在容器內(nèi)的停留時間延長和分解反應(yīng)的概率增大[5]。

硝酸銨溶液輸送管道內(nèi)有雜物，或保溫蒸汽壓力過低，或開車前未對輸送管道進行預(yù)熱，均可能發(fā)生管道堵塞。造粒噴頭未定期清洗或物料粘度大造成噴頭堵塞，導(dǎo)致物料未及時排出，可能會造成冒罐現(xiàn)象發(fā)生。

若設(shè)備設(shè)施質(zhì)量低劣、密封不良、未配備相應(yīng)的安全附件(安全閥、壓力表、溫度計等)和安全防護裝置、不具備指示性安全技術(shù)措施(超限報警、故障報警、狀態(tài)異常報警等)、未設(shè)置緊急停車裝置、未設(shè)置檢修時連鎖功能等的安全裝置，則緊急情況時不能規(guī)避風(fēng)險。

此外，設(shè)備在使用或維修過程中若未遵守操作規(guī)程，則有可能引起機械傷害、高處墜落以及火災(zāi)爆炸等事故。

2.4重大危險源辨識及其他

根據(jù)《危險化學(xué)品重大危險源辨識》標(biāo)準(zhǔn)[8]規(guī)定，本工藝列入辨識名單的危險化學(xué)品有硝酸銨(含可燃物≤0.2%)。其臨界量為300 t，裝置區(qū)最大儲量若為15 t，則未構(gòu)成重大危險源。但考慮到硝酸銨屬于首批重點監(jiān)管的危險化學(xué)品[9]，若發(fā)生爆炸，事故后果極其嚴(yán)重。因此，企業(yè)應(yīng)加強員工安全教育培訓(xùn)，加強硝酸銨儲存和使用的管理，并嚴(yán)格控制硝酸銨的儲存量和使用量。

此外，根據(jù)《危險化學(xué)品安全使用許可適用行業(yè)目錄》，硝基復(fù)合肥的生產(chǎn)屬于“化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)”中的“肥料制造”，根據(jù)《危險化學(xué)品使用量的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)》，硝酸銨的最低年設(shè)計使用量為180噸，因此，若生產(chǎn)企業(yè)年設(shè)計使用量不低于該用量，則應(yīng)當(dāng)依法申請領(lǐng)取危險化學(xué)品安全使用許可證。

3　安全措施與建議

3.1安全管理對策措施

落實安全責(zé)任制，完善安全管理制度及安全操作規(guī)程。職工應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程及勞動紀(jì)律，熟悉本崗位潛在的危險有害因素及應(yīng)急救援措施。定期參加安全教育培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后方能上崗作業(yè)。特種作業(yè)人員應(yīng)參加國家有關(guān)規(guī)定的安全作業(yè)培訓(xùn)，取得特種作業(yè)操作資格證書，方可上崗作業(yè)。

配置個體防護用品，并督促作業(yè)人員佩戴。制定并實施安全事故應(yīng)急救援預(yù)案，定期開展應(yīng)急救援演練，掌握應(yīng)急救援措施，提高事故發(fā)生時的自救互救能力。

按照國家有關(guān)規(guī)定，特種設(shè)備必須由專業(yè)生產(chǎn)單位生產(chǎn)，壓力管道由專業(yè)單位安裝施工，并由取得專業(yè)資質(zhì)的檢測、檢驗機構(gòu)檢驗合格，取得安全使用證后方可投入使用。按照《危險化學(xué)品安全管理條例》[10]，各種危險化學(xué)品由企業(yè)統(tǒng)一集中管理。對設(shè)備故障、工藝異常、操作失誤等應(yīng)做詳細(xì)記錄，及時分析原因并找出改進措施。

3.2主要工藝技術(shù)和裝置安全措施

嚴(yán)禁高空拋物，高處作業(yè)平臺應(yīng)加設(shè)防護欄；嚴(yán)禁在平臺上堆放雜物，防止高空墜物。高速轉(zhuǎn)動的機械設(shè)備，應(yīng)加設(shè)防護罩等防護裝置。破碎結(jié)塊的硝酸銨不得使用重錘打擊。

熔融工藝中硝酸銨嚴(yán)禁配入氯化鉀、氯化銨或有機肥料等，防止傳動設(shè)備的機油滴入熔融槽內(nèi)。嚴(yán)格控制加熱蒸汽壓力，防止熔融槽、混合槽溫度過高，從而物料發(fā)生急劇分解導(dǎo)致爆炸事故。若突遇停電事故，應(yīng)立即切換到自備電源狀態(tài)，否則應(yīng)將熔融槽、混合槽等設(shè)備內(nèi)的物料排空，并關(guān)閉蒸汽進氣閥停止加熱。

采用自動化控制，根據(jù)工藝布置和操作特點，各工序采用一系列儀表進行集中控制和檢測?，F(xiàn)場儀表定期巡視，并設(shè)有完善的報警及自動連鎖系統(tǒng)，以防事故發(fā)生。

3.3重點監(jiān)管危險化學(xué)品管理措施

硝酸銨屬于《首批重點監(jiān)管的危險化學(xué)品名錄》所列危險化學(xué)品，應(yīng)當(dāng)按照《首批重點監(jiān)管的危險化學(xué)品安全措施和事故應(yīng)急處置原則》[11]的有關(guān)規(guī)定進行操作：

(1)操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴化學(xué)安全防護眼鏡，穿聚乙烯防毒服，戴橡膠手套。

(2)避免產(chǎn)生粉塵。避免與還原劑、酸類、活性金屬粉末接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

(3)嚴(yán)格執(zhí)行工藝指標(biāo)，按工藝規(guī)程或操作法進行操作，各種設(shè)備禁止超溫、超壓、超負(fù)荷運行。禁止將油和氯離子帶入硝酸銨溶液系統(tǒng)，防止熔融液噴濺到人體上導(dǎo)致接觸部位嚴(yán)重?zé)齻仨毝ㄆ诘貙C械上(尤其轉(zhuǎn)動與擦油部分)所沉積的硝酸銨和油等除去，生產(chǎn)中凡遇到危及人身或設(shè)備安全或可能發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故等緊急情況，操作人員有權(quán)先停車后報告，停車后操作人員需要詳細(xì)說明所遇到的緊急情況，等隱患消除后方能開車。

3.4事故應(yīng)急救援措施

企業(yè)要根據(jù)《生產(chǎn)經(jīng)營單位安全生產(chǎn)事故應(yīng)急預(yù)案編制導(dǎo)則》[12]的要求，編制本單位的事故應(yīng)急救援預(yù)案。本著預(yù)防為主的原則，以預(yù)案為教材，以演練為手段，教育職工在平時注重積累應(yīng)急救援的相關(guān)知識，做到一旦發(fā)生事故，能正確判別事故種類、性質(zhì)和可能影響的范圍，采取正確的應(yīng)急援救措施，實現(xiàn)防、控結(jié)合的目標(biāo)。并應(yīng)根據(jù)本企業(yè)的發(fā)展和周邊的變化，不斷完善事故應(yīng)急救援預(yù)案。

4　結(jié)　論

硝基復(fù)合肥熔體造粒法的生產(chǎn)過程中存在火災(zāi)爆炸、化學(xué)灼傷、高溫灼傷、粉塵、機械傷害、高處墜落等危險有害因素，安全設(shè)計和生產(chǎn)活動中應(yīng)充分考慮這些危險有害因素，落實安全對策措施。加強安全管理，落實安全責(zé)任制；完善安全技術(shù)措施，實現(xiàn)自動化控制；制定事故應(yīng)急救援預(yù)案，并加強演練，持續(xù)改進。

[1]李旭初.硝基復(fù)合肥行業(yè)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].化肥工業(yè),2013,40(2),17-18.

[2]朱法廳.硝基復(fù)合肥生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].山東化工,2015,44(11),56-57.

[3]蓋麗芳,李建峰.高塔硝基復(fù)合肥工藝技術(shù)[J].煤炭與化工,2015,38(2):136-138.

[4]曹廣峰.塔式熔體造粒復(fù)合肥技術(shù)總結(jié)[J].化肥工業(yè),2008,35(2):46-48.

[5]孔亦周.高塔硝基復(fù)合肥生產(chǎn)中值得注意的安全問題[J].化肥工業(yè),2014,41(6):21-22.

[6]陸曉龍.管式反應(yīng)器生產(chǎn)硝基復(fù)合肥的安全性研究[D].南京:南京理工大學(xué),2014.

[7]國家安全監(jiān)督管理總局,工業(yè)和信息化部,公安部,等.危險化學(xué)品目錄[Z].2015-02-27.

[8]GB18218-2009,危險化學(xué)品重大危險源辨識[S].

[9]國家安全監(jiān)督管理總局.首批重點監(jiān)管的危險化學(xué)品名錄[Z].2011-06-21.

[10]中華人民共和國國務(wù)院.危險化學(xué)品安全管理條例[Z].2011-03-02.

[11]國家安全監(jiān)督管理總局.首批重點監(jiān)管的危險化學(xué)品安全措施和事故應(yīng)急處置原則[Z].2011-07-01.

[12]GB/T29639-2013.生產(chǎn)經(jīng)營單位安全生產(chǎn)事故應(yīng)急救援預(yù)案編制導(dǎo)則[S].

Hazard Analysis and Safety Measures of Granulation Technology for the Production of Nitro Compound Fertilizers*

CHANGMin1,HEWei-ping2

(1 Class 132, Safety Management Technology, Xuzhou College of Industrial Technology, Jiangsu Xuzhou 221140;2 School of Chemical Engineering, Xuzhou College of Industrial Technology, Jiangsu Xuzhou 221140, China)

The production process of granulation technology for the production of nitro compound fertilizers was introduced briefly. The material hazardous factors, process hazardous factors, equipment hazardous factors and major hazard installations in the production were analyzed. The results showed that the production process involved hazardous chemicals such as ammonium nitrate. If there were serious problems in the production process and equipments, the chemical leak could cause fire, explosion in the production. There were dangerous and harmful factors such as chemical burn, high temperature burn, dust hazard, mechanical injury and high falling injury in the production as well. Safety measures were put forward for the security management, major production processes and installations, equipment maintenance, regulations on safe management of hazardous chemicals and emergency rescue to prevent hazardous factors. To strengthen the security precautions, it was necessary to take these hazardous factors into fully consideration into the safety design and the production activities.

nitro compound fertilizers; melt granulation; ammonium nitrate; hazardous factors; safety measures

江蘇省大學(xué)生實踐創(chuàng)新計劃訓(xùn)練項目(No: 201513107033H)。

常敏(1995-)，女，徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 化學(xué)工程技術(shù)學(xué)院大專生。研究方向：化工安全技術(shù)管理。

何偉平(1983-)，男，講師。

TQ444.5

A

1001-9677(2016)02-0209-03