化工安全技術(shù)與環(huán)境保護(hù)措施分析

秦春江(中國石油獨(dú)山子石化公司，新疆 克拉瑪依 833699)

0 引言

基于化工產(chǎn)業(yè)屬性，其日常生產(chǎn)活動中需要用的原料大部分為危險(xiǎn)物品，且生產(chǎn)流程也存在一定的危險(xiǎn)指數(shù)，因此根據(jù)國家安全生產(chǎn)要求，各地區(qū)化工產(chǎn)業(yè)應(yīng)集中在化工園區(qū)內(nèi)，對其開展統(tǒng)一安全管理。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，我國目前化工園區(qū)共有676家，其中超大型園區(qū)14家，并且通過化工產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)收益調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前化工業(yè)已經(jīng)成為我國主要支柱性經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)之一。但隨著化工業(yè)生產(chǎn)種類與規(guī)模不斷擴(kuò)大，近幾年化工事故發(fā)生次數(shù)明顯提升，根據(jù)相關(guān)新聞報(bào)道統(tǒng)計(jì)表明，天嘉宜化工有限公司因化工事故死亡78人，河南煤氣集團(tuán)義馬氣化廠因化工事故死亡15人，截至2019年底，因化工事故共死亡112人。基于該數(shù)據(jù)分析表明目前我國化工安全生產(chǎn)形勢較為嚴(yán)峻，所以要有效降低化工事故隱患風(fēng)險(xiǎn)，積極應(yīng)對化工安全技術(shù)進(jìn)行深入思考與分析，充分明晰化工安全技術(shù)與環(huán)境保護(hù)的意義。

1 化工安全技術(shù)與環(huán)境保護(hù)的重要意義

基于化工產(chǎn)業(yè)屬性，其日常生產(chǎn)活動中需要用的原料大部分為危險(xiǎn)物品，且生產(chǎn)流程也存在一定的危險(xiǎn)指數(shù)，有效降低化工事故隱患風(fēng)險(xiǎn)，明晰化工安全技術(shù)與環(huán)境保護(hù)的意義[1]。

1.1 國家安全發(fā)展需要

由于化工行業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常會采用大量的化學(xué)藥品，因此，其生產(chǎn)過程以及成品一般會具有一定的化學(xué)性，其中一部有較強(qiáng)的腐蝕破壞性。為確保社會各領(lǐng)域行業(yè)健康發(fā)展，化工安全技術(shù)與環(huán)境保護(hù)是保證國家安全發(fā)展的基礎(chǔ)。

1.2 城市安全發(fā)展需要

城市作為人民群眾生活、工業(yè)生產(chǎn)的載體，涵蓋社會發(fā)展方方面面，其攜帶的安全隱患決定了城市的脆弱性。一旦化工產(chǎn)業(yè)與城市發(fā)展出現(xiàn)“矛盾”，則會危害整個(gè)城市安全。化工安全技術(shù)與環(huán)境保護(hù)是確保城市健康可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

1.3 化工園區(qū)營商環(huán)境需要

化工園區(qū)相較于其他工業(yè)園區(qū)而言風(fēng)險(xiǎn)程度較高，而且國家對化工園區(qū)的管控力度也較強(qiáng)，因此，基于化工園區(qū)自身發(fā)展特性、園區(qū)營商環(huán)境以及國家管控要求，化工安全技術(shù)與環(huán)境保護(hù)是化工園區(qū)健康發(fā)展的必然選擇，與此同時(shí)，還應(yīng)對化工園區(qū)采取封閉式管理。由此可見，做好化工安全管理不僅可以滿足化工園區(qū)營商環(huán)境需要，還能夠有效做到風(fēng)險(xiǎn)防控，做好隱患排查治理，從而為化工產(chǎn)業(yè)和諧發(fā)展與安全運(yùn)營創(chuàng)造條件。

2 化工安全技術(shù)分析

2.1 儲罐防范技術(shù)

化工產(chǎn)品一般具有腐蝕性，因此對于盛裝該系列產(chǎn)品的容器質(zhì)量與管理要求尤為嚴(yán)格。儲罐作為化工生產(chǎn)中常見設(shè)備，應(yīng)確保其整體結(jié)構(gòu)與功能性能完好，首先應(yīng)檢查儲罐閥門是否擰緊，且各個(gè)接頭與管線接頭連接安全；其次檢查壓力表安裝是否符合安裝規(guī)范，安裝質(zhì)量是否合格，以規(guī)避泄漏事故；最后針對儲罐氣體換置時(shí)需要確保換氣徹底并且在此過程中完全不與空氣接觸，以防爆炸。

2.2 自動化控制技術(shù)

2.2.1 DOS分散控制系統(tǒng)

基于自動化技術(shù)不斷深入，DOS分散控制系統(tǒng)逐漸在化工生產(chǎn)中得以普及應(yīng)用，并形成了較為完善的化工企業(yè)現(xiàn)代化管理系統(tǒng)，其主要結(jié)構(gòu)包括過程級與管理級等。過程級是化工企業(yè)現(xiàn)代化管理系統(tǒng)能夠有序運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，主要負(fù)責(zé)DOS分散控制系統(tǒng)中各項(xiàng)功能可以被有效使用，此外還可以推動操作單元，為此相關(guān)工作人員需要掌握該領(lǐng)域知識與技能，從而負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行與相關(guān)的管理工作。而管理級更是用與中小化工企業(yè)，相對于過程級而言其在DOS分散控制系統(tǒng)較為罕見，其本身帶有系統(tǒng)性與可靠性，同時(shí)維護(hù)也非常靈活、簡單。DCS分散控制如圖1所示。

圖1 DCS分散控制圖

2.2.2 PLC可編程控制系統(tǒng)

可編程邏輯控制器(programmable logic controller，PLC)，最早是由美國研發(fā)并于20世紀(jì)60年代推向世界的一種數(shù)字運(yùn)算控制電子系統(tǒng)。PLC技術(shù)的研發(fā)初衷是用來取代傳統(tǒng)繼電接觸控制系統(tǒng)，主要功能是儲存、運(yùn)算與控制。PLC技術(shù)在實(shí)際化工生產(chǎn)運(yùn)用中可以通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出方式對各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制，促使機(jī)械設(shè)備在各種操作指令控制下完成自動化生產(chǎn)，能夠大幅度降低安全事故發(fā)生率。

2.2.3 SIS安全儀表系統(tǒng)

SIS安全儀表系統(tǒng)擁有邏輯解讀器、傳感器以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在化工生產(chǎn)中可以發(fā)揮其對應(yīng)的功能，降低突發(fā)事故造成的影響。SIS安全儀表系統(tǒng)具體運(yùn)作模式如圖2所示。通過傳感器等設(shè)備，當(dāng)有危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)SIS安全儀表系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并做出提醒，以此降低安全事故的發(fā)生率。

圖2 SIS安全儀表系統(tǒng)

2.3 視頻監(jiān)控與智能分析技術(shù)

隨著CCTV、計(jì)算機(jī)通信、數(shù)據(jù)采集等技術(shù)不斷發(fā)展，化工行業(yè)內(nèi)部已經(jīng)基于MPEG-4/H.264視頻編碼技術(shù)，成功構(gòu)建了工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)與視頻會議系統(tǒng)。從而在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中可以通過智能視頻分析功能對具有安全隱患的行為或設(shè)備進(jìn)行自動報(bào)警預(yù)示。

3 化工安全管理措施

基于化工產(chǎn)業(yè)均在化工園區(qū)統(tǒng)一管理，本文將以化工園區(qū)為切入點(diǎn)，有針對性地分析化工安全技術(shù)[2]。

3.1 卡口智能管控系統(tǒng)

卡口智能管控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中是基于人員、車輛與物體協(xié)同管理的化工安全技術(shù)[3]。卡口類別分為：(1)?；瘜Ｓ每?，僅允許危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車可以通行的卡口；(2)普通卡口，危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車不可以通行，僅普通車輛和人員允許通行的卡口；(3)應(yīng)急卡口，指平時(shí)關(guān)閉、應(yīng)急狀態(tài)打開的卡口；(4)綜合卡口，危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車輛、普通車輛和人員均可通行卡口。

由于化工園區(qū)是城市所有化工產(chǎn)業(yè)的聚集地，?；髽I(yè)、易爆儲罐與?；分T多，為有效對其進(jìn)行管理，降低安全風(fēng)險(xiǎn)需要采取卡口智能管控系統(tǒng)，從而對進(jìn)出化學(xué)園區(qū)的人員、普通車輛、化學(xué)品運(yùn)輸車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)管。其中卡口智能管控系統(tǒng)主要采用的技術(shù)有Gate Bay 管理系統(tǒng)、RFID定位技術(shù)、視頻監(jiān)控平臺與面部識別技術(shù)[4]。

3.2 車輛物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

第一，利用圖像分析和LOT感知技術(shù)對進(jìn)出車輛進(jìn)行信息采集，將采集到的信息傳送到前端設(shè)備，利用車牌分析技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)對采集到的信息進(jìn)行自動化智能分析。

第二，將分析完成的信息數(shù)據(jù)與前端圖像技術(shù)采集到的視頻信息傳送到管理后端，由總控平臺對人員和車輛信息進(jìn)行識別，從而對園區(qū)進(jìn)出人員和車輛進(jìn)行主動非接觸式批準(zhǔn)。

同時(shí)，為進(jìn)一步確?；ぐ踩夹g(shù)整體作用效值，充分發(fā)揮車輛物聯(lián)網(wǎng)與卡口智能管控系統(tǒng)成效，應(yīng)為化工園區(qū)車輛與工作人員配備識別卡，從而在車輛與人員進(jìn)出化工園區(qū)時(shí)，卡口智能管控系統(tǒng)可以對其所攜帶的識別卡進(jìn)行識別與圖像掃描，從而利用車輛物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對其身份進(jìn)行認(rèn)證。此外，工作人員所配置的識別卡應(yīng)涵蓋該工作人員企業(yè)、姓名、職務(wù)、部門等信息，而車輛識別卡則應(yīng)涵蓋車輛歸屬單位、儲罐性質(zhì)以及車牌號等信息內(nèi)容。該信息化系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用能夠有效管控外來車輛與人員靠近化工企業(yè)，增加化工安全風(fēng)險(xiǎn)[5]。

3.3 化工園區(qū)封閉化管理

第一，隔離化工園區(qū)外部風(fēng)險(xiǎn)。隔離園區(qū)外界所有不穩(wěn)定、不可控因素，禁止無關(guān)人員和車輛進(jìn)入園區(qū)，從而保證化工企業(yè)正常生產(chǎn)建設(shè)。

第二，明晰安全信息。基于信息化管理系統(tǒng)，相關(guān)化工園區(qū)管理人員可以隨時(shí)掌握園區(qū)內(nèi)部企業(yè)數(shù)量、人員分布以及對普通物流車輛與危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測，從而對化工企業(yè)的安全運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效把控。

第三，管理移動風(fēng)險(xiǎn)。由于園區(qū)內(nèi)化工企業(yè)眾多，存在的化學(xué)?；愤\(yùn)輸車輛也相對較多，因此，為避免危化品運(yùn)輸車輛在行駛中發(fā)生安全事故，需要為其設(shè)立專門的行駛路線與進(jìn)出園區(qū)卡口，從而對其進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)管控。

第四，快速應(yīng)急處置。將化工園區(qū)內(nèi)所有廣播系統(tǒng)與報(bào)警系統(tǒng)相連，并設(shè)立逃生與疏散通道，從而當(dāng)發(fā)生安全事故時(shí)，可以及時(shí)通過廣播將事故告知到園區(qū)內(nèi)每一位人員，進(jìn)而讓園區(qū)內(nèi)所有人員聽到消息后可以迅速疏散和撤離，保證人員生命安全[6]。

4 化工環(huán)境保護(hù)技術(shù)

有關(guān)部門應(yīng)提高對化工產(chǎn)業(yè)廢棄物排放的重視程度。化工產(chǎn)業(yè)所使用的原料大部分為化學(xué)物質(zhì)，該類物質(zhì)在經(jīng)過處理后依舊會存在大量化學(xué)物質(zhì)殘留， 如若不進(jìn)行無害化處理直接排放，將會直接影響生態(tài)環(huán)境，破壞人們賴以生存的環(huán)境，從而給人們的生命健康造成威脅?；诖?，有關(guān)部門應(yīng)建立健全化工企業(yè)廢棄物排放管理機(jī)制，對化工企業(yè)的廢水、廢棄與廢渣進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，從而通過有效的監(jiān)督工作確?；て髽I(yè)對廢棄物進(jìn)行有效處理后排放，進(jìn)而維護(hù)生態(tài)文明建設(shè)。在此要求下化工企業(yè)可利用以下技術(shù)對廢棄物進(jìn)行處理。

4.1 傳統(tǒng)處理技術(shù)

第一，稀釋和擴(kuò)散。相較于氣味掩蓋措施而言，將氣味排放到高層大氣中，降低同一空間內(nèi)的氣味密度，是擴(kuò)散與稀釋措施的主要效用，該辦法能夠避免化工人員與周邊群眾吸入含有有害物質(zhì)的氣體。

第二，在廢棄料燃燒處理中為確保廢棄料能得到充分分解，一般會在燃燒中加入一定的輔助燃料，該措施的應(yīng)用效果能夠滿足較高的凈化安全技術(shù)要求[7]。

4.2 VOC處理技術(shù)

第一，光催化氧化技術(shù)。該技術(shù)主要針對對象為化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的有害氣體，光催化氧化技術(shù)能夠利用紫外線波段破壞有害氣體中特定廢氣分子的分子鏈，促使廢氣分子在催化劑作用下發(fā)生氧化，從而實(shí)現(xiàn)有害氣體凈化[8]。

第二，低溫等離子體技術(shù)。從宏觀角度分析低溫等離子體技術(shù)，即是讓等離子內(nèi)部粒子與有害物質(zhì)自動發(fā)生反應(yīng)，從而通過化學(xué)活性粒子將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)換為無害物質(zhì)。

4.3 廢水處理技術(shù)

處理過程為：以含硫廢水為例，首先將廢水倒入化學(xué)反應(yīng)池；其次向廢水中投入石灰、碳酸鈣等試劑；最后讓其進(jìn)行充分反映，當(dāng)廢水的酸堿值變?yōu)橹行约纯?。此外，在?shí)際石灰與碳酸鈣投放中，應(yīng)注意石灰的配比濃度應(yīng)在20%左右。通過廢水處理結(jié)果觀察發(fā)現(xiàn)，中和處理方法在實(shí)際應(yīng)用具有效果佳、成本低、流程簡單等優(yōu)勢。

5 結(jié)語

綜上所述，基于國家安全發(fā)展需求、城市發(fā)展需求以及化工園區(qū)營商環(huán)境安全需求考慮，化工安全技術(shù)與環(huán)境保護(hù)對化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言具有重要作用，不僅可以為化工安全順利生產(chǎn)增添一份保障，還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理安全隱患，將安全威脅扼殺在萌芽狀態(tài)，從而降低安全生產(chǎn)事故發(fā)生概率，提高化工安全生產(chǎn)管理水平。