論空氣深冷分離行業(yè)危險(xiǎn)有害因素的分析與控制

陳晉

摘要：深冷分離法又稱低溫精餾法，在空氣深冷分離過(guò)程中由于空氣成分復(fù)雜，分離條件要求嚴(yán)格，稍有不慎就會(huì)引發(fā)安全事故，使得分離效果不明顯，無(wú)法達(dá)到工藝要求。及時(shí)發(fā)現(xiàn)行業(yè)危害因素，對(duì)其進(jìn)行有效控制，對(duì)行業(yè)發(fā)展有著重要意義?；诖耍恼轮饕獙?duì)空氣深冷分離行業(yè)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，并提出了相應(yīng)的控制方法。

關(guān)鍵詞：空氣深冷分離行業(yè)；危險(xiǎn)因素；控制

引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，國(guó)家越來(lái)越重視工業(yè)的安全生產(chǎn)。空氣深冷分離行業(yè)是工業(yè)的重要組成部分，對(duì)其行業(yè)的典型危險(xiǎn)及有害因素進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)空氣分離存在的安全隱患，并處理能夠提高空氣分離過(guò)程的安全性，提升分離效果，推動(dòng)空氣深冷分離行業(yè)的快速發(fā)展。因此，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)重視空氣深冷分離的研究工作，嚴(yán)格控制分離工藝參數(shù)，降低安全事故的發(fā)生幾率。

1空氣深冷法分離的基本原理及行業(yè)現(xiàn)狀

1.1空氣深冷法分離的基本原理

自然形成或人工合成的介質(zhì)通常為混合物形式，混合物各組分分離提純后均具有不同的利用價(jià)值。深冷分離系根據(jù)介質(zhì)各組分沸點(diǎn)的差異，利用傳熱、傳質(zhì)設(shè)備使各組分分離。以空氣分離為例，其基本原理如下：

原料空氣在傳熱設(shè)備中進(jìn)行熱量交換至低溫飽和狀態(tài)后送入傳質(zhì)設(shè)備，在塔內(nèi)逐級(jí)熱質(zhì)交換使各組分在操作壓力和溫度下液化、氣化，空氣在塔內(nèi)變成液體聚積在塔底，利用氧、氮沸點(diǎn)之差使之分離，成為產(chǎn)品氣和富氧空氣。分離產(chǎn)品經(jīng)主換熱器復(fù)熱后送出分餾塔，產(chǎn)品氣使用點(diǎn)，富氧氣一部分去純化器再生，多于富氧氣出分餾塔直接放空。空氣的深冷分離過(guò)程是一個(gè)物理過(guò)程，空氣冷卻與液化并使冷箱內(nèi)的各部分冷卻到各自的工作溫度并始終維持在各自的工作溫度，所需要的“冷量”主要是膨脹機(jī)提供的。

1.2空氣深冷分離行業(yè)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，由于出現(xiàn)一定程度的產(chǎn)能過(guò)剩，我國(guó)鋼鐵、有色金屬等下游行業(yè)逐漸步入以提高集中度為主線的發(fā)展路徑，深冷空分設(shè)備的市場(chǎng)需求趨穩(wěn)。與此同時(shí)，本行業(yè)開(kāi)始陸續(xù)涌現(xiàn)出一批擁有技術(shù)基礎(chǔ)和創(chuàng)新意識(shí)的廠商，通過(guò)對(duì)前階段積累的深冷空分技術(shù)進(jìn)行消化、改進(jìn)和再創(chuàng)新，深冷技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域日漸拓展至天然氣行業(yè)的天然氣液化和分離、現(xiàn)代煤化工行業(yè)的MTO/MTP烯烴分離等工藝，而國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)戰(zhàn)略又為上述新興工藝提供了良好的市場(chǎng)契機(jī)，天然氣、現(xiàn)代煤化工對(duì)于深冷技術(shù)設(shè)備產(chǎn)品的需求量快速提高，有望成為本行業(yè)下一個(gè)快速增長(zhǎng)點(diǎn)。

2空氣深冷分離行業(yè)危險(xiǎn)因素分析

2.2中毒和窒息危害

在空氣深冷分離系統(tǒng)中，常常伴隨著毒氣的產(chǎn)生，主要指焦化廠來(lái)的焦?fàn)t煤氣及煤氣化來(lái)的水煤氣、凈化氣、變壓吸附提氫解析氣等工藝氣體，以氣態(tài)存在于低溫甲醉洗裝置、甲烷深冷分離裝置、等設(shè)備及相應(yīng)管道中。分別含有不同濃度的氫氣、一氧化碳、甲烷、二氧化碳，以及少量硫化氫等。由組分所決定，存在易燃易爆、中毒的特性。火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲類。

2.3易燃和爆炸

氧氣和液氧是深冷分離行業(yè)的主要產(chǎn)品，氧的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，雖然本身不能燃燒但具有強(qiáng)烈的助燃特性，它主要以氣態(tài)存在于甲烷深冷分離裝置的設(shè)備及相應(yīng)管道中，易燃，與空氣能形成爆炸性混合物，遇明火或高熱即爆炸，爆炸極限4.1%-75%，與氟、抓、澳等鹵素接觸會(huì)發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)。

2.3其他危險(xiǎn)因素

第一，低溫凍傷。甲烷分離裝置運(yùn)行中冷箱內(nèi)物流溫度在-162℃-190℃之間，若低溫物料發(fā)生泄漏，操作工接觸低溫的物料、設(shè)備或管道時(shí)可能引起低溫凍傷事故。

第二，機(jī)械傷害。壓縮機(jī)、泵等轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備在運(yùn)行中可能會(huì)對(duì)人體造成機(jī)械傷害。

第三，高處墜落。生產(chǎn)過(guò)程中有位于高處的操作平臺(tái)，如高處作業(yè)不按規(guī)定正確佩戴安全防護(hù)用品、違章作業(yè)、防墜落安全設(shè)施不完善或保養(yǎng)維護(hù)不及時(shí)等，都有可能造成高處墜落事故。

第四，噪聲傷害，壓縮機(jī)、泵等高噪聲的設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲會(huì)對(duì)操作工造成危害，長(zhǎng)期在強(qiáng)烈的噪聲中從事生產(chǎn)操作，會(huì)使人的聽(tīng)力下降，嚴(yán)重者可致噪聲性耳聾，并可能引發(fā)神經(jīng)衰弱、高血壓及心血管疾病。

2.4空壓機(jī)的危險(xiǎn)因素

早期的空分設(shè)備選用活塞式空壓機(jī)，氣缸用機(jī)械油潤(rùn)滑；有的選用噴油螺桿式空壓機(jī)，單油隨氣流從熱交換器底部和液氧排出閥溢出。一旦具備足夠的激發(fā)能源，就會(huì)引發(fā)爆炸。積炭在冷卻器內(nèi)積聚，使冷卻器傳熱效率下降，使進(jìn)人下級(jí)氣溫升高，空壓機(jī)能耗增加，從而進(jìn)一步加劇了積炭的形成。這樣惡性循環(huán)的結(jié)果，使空氣排出管道有效流通直徑逐漸縮小，流速不斷增大，當(dāng)流速超過(guò)極限時(shí)，氣流摩擦產(chǎn)生的激發(fā)能量點(diǎn)燃結(jié)炭，就會(huì)使管道燃燒爆炸。

3空氣深冷分離行業(yè)危險(xiǎn)因素的控制措施

3.1做好防火、防爆控制工作

為了避免火災(zāi)或爆炸事故的發(fā)生，技術(shù)人員應(yīng)做好事故預(yù)防工作。如，工藝操作人員需要做好防雷防靜電接地，深冷分離裝置利用設(shè)備本體作接閃器，所有工藝生產(chǎn)裝置及其管線，按工藝及管道均作防靜電接地，接地點(diǎn)一般不少于2處，接地電阻；深冷分離裝置周圍，嚴(yán)禁吸煙，禁止穿帶鐵釘?shù)男M(jìn)人現(xiàn)場(chǎng)，動(dòng)火作業(yè)嚴(yán)格實(shí)行許可制度，辦理《動(dòng)火作業(yè)安全許可證》，并將安全措施落實(shí)到位后方可動(dòng)火；裝置周圍禁止堆放油、脂等可燃性物質(zhì)，尤其不許在裝置原料氣人口附近停放乙炔發(fā)生器等物；禁止用三氯乙烯對(duì)鋁合金部件脫脂，防止發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致事故。同時(shí)，在操作過(guò)程中技術(shù)人員也可以攜帶便攜式可燃有毒氣體檢測(cè)報(bào)警儀，隨時(shí)檢測(cè)空氣中的可燃?xì)馀c有毒氣的含量，設(shè)置火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，以此來(lái)提高事故防范水平。

3.2防噪聲及機(jī)械傷害的安全控制措施

首先，對(duì)產(chǎn)生較大噪聲和振動(dòng)的設(shè)備，如壓縮機(jī)等采取消聲、吸聲、隔聲及減振、防振措施，使操作環(huán)境中的噪聲值達(dá)到規(guī)范要求；對(duì)出入噪聲區(qū)的人員配備防噪聲耳罩或耳塞，并定期檢測(cè)界區(qū)噪聲數(shù)據(jù)，提醒員工規(guī)范佩戴防噪聲耳塞；按維護(hù)要求對(duì)設(shè)備定期進(jìn)行檢修、潤(rùn)滑，使機(jī)器能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低噪聲；定期對(duì)員工進(jìn)行體檢，發(fā)現(xiàn)有員工受噪聲傷害現(xiàn)象的及時(shí)調(diào)整崗位。

其次，對(duì)電機(jī)、泵等小型轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)置保護(hù)殼罩，對(duì)壓縮機(jī)等大型轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備設(shè)置防護(hù)欄桿。檢修作業(yè)時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行檢修規(guī)程，停機(jī)斷電，能量鎖閉后方可作業(yè)。

3.3做好其他預(yù)防工作

第一，在低溫設(shè)備操作過(guò)程中，技術(shù)人員需要做好防護(hù)工作，佩戴低溫手套、防濺面罩、防凍鞋等，來(lái)保證自身不受周圍環(huán)境影響出現(xiàn)健康問(wèn)題；同時(shí)，在低溫設(shè)備檢維修作業(yè)時(shí)，技術(shù)人員還應(yīng)將設(shè)備排空且恢復(fù)至常溫。第二，做好防毒工作。在空氣深冷分離行業(yè)中，技術(shù)人員需要對(duì)氧氣生產(chǎn)的室內(nèi)密閉空間、儲(chǔ)存區(qū)域應(yīng)進(jìn)行氧氣含量監(jiān)測(cè)。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在空氣深冷分離過(guò)程中，深入分析行業(yè)危險(xiǎn)的有害因素，并做好相應(yīng)的控制工作，對(duì)行業(yè)的安全、可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。因此，技術(shù)人員應(yīng)加大對(duì)空氣深冷分離技術(shù)的研究力度，不斷優(yōu)化事故預(yù)防方案，提高分離效果，降低事故的發(fā)生幾率。

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