增設安裝氨液緊急處理裝置改進氨液安全處理

楊文彬

摘 要：本文結合涉氨企業的專項治理，對氨液的排放、處理進行了研究分析。并通過氨液緊急處理裝置使用，對其處理方式及處理效果進行了探討，這一研究對于氨制冷企業在日常生產維護和事故時及時進行安全有效地氨液處理有一定的借鑒價值。

關鍵詞：氨 制冷 處理器 壓力管道

中圖分類號：TH49 文獻標識碼：A 文章編號：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。與水反應形成氨水，呈弱堿性。氨用于制冷劑代號為R717，是一種理想的制冷工質，具有良好的熱力學性質。氨又屬于火災、爆炸危險物質，氨泄漏易造成多種危害，2013年吉林寶源和上海翁牌冷藏實業先后發生氨泄漏事故，造成大量人員傷亡。這其中，如何在管道、設備故障需應急檢修時安全處理容器和管道內的氨液，是一個值得重點研究的課題。

1.1 氨泄漏的危害

（1）氨液易氣化擴散。發生泄漏時，由液態變為氣態，液氨會迅速氣化，體積迅速擴大，沒有及時氣化的液氨以液滴的形式霧化在蒸汽中；氨氣隨風飄移，易形成大面積染毒區和燃燒爆炸區。（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，當空氣中氨的含量達到0.5%～0.6%，30 min內即可造成人員中毒。（3）易燃燒爆炸。氨是一種可燃氣體，在空氣中的含量達11%～14%時，遇明火即可燃燒；當空氣中氨的含量達15.7%～27.4%時，遇火源就會引起爆炸。（4）易污染環境。在風力的作用下，這種有毒氣體隨風飄移，可造成大范圍的空氣污染，對人畜產生危害；液氨大量泄漏流到河流等水域，則造成水污染。

1.2 氨對人體的危害

氨對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灼傷，還可出現昏迷，精神錯亂，痙攣，也可造成心肌炎或心力衰竭或呼吸停止死亡。

1.3 原有的簡單處理方式

我公司是小型氨制冷企業，制冷主要是用于雪糕生產、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，大量氨氣易泄漏飄逸在空氣中，一來對工作人員造成傷害，二來也會對周邊環境形成污染，必須進行改造。

2 改造方案

經過對原有排氨方式和氨液處理的研究分析，我們決定改進氨液處理設施，增設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、不間斷水源及相關管道組成。

2.1 新增設氨液處理裝置設施構成

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

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

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

2.2 新裝置氨液處理流程圖（見圖1）

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

2.3 氨液處理裝置的使用效果對比

原有設施進行氨液排放時，距處理點5 m范圍內空氣中的氨氣濃度達到了140～280 mg/m3，此時人鼻、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范圍內氨氣濃度達到了80～140 mg/m，在此環境中，人體呼吸明顯不適，出現惡心、頭痛等現象，較長時間在此種嚴重影響工作人員的身心健康。

使用氨液緊急處理進行處理，排氨管道沿線未發現氨氣泄漏，事故池周邊5 m范圍內氨氣濃度在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。此時的氨為事故池揮發產生，對人體和周邊環境不造成影響，事故池5 m之外基本感覺不到氨氣氣味，實際使用效果達到了安全無害化處理的要求。

3 結語

本文結合本企業涉氨系統中氨液處理的相關改造，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，對氨制冷企業安全處理氨液，防止氨泄漏事故起到重要的作用。

參考文獻

[1] 徐修平.液氨安全知識培訓[R].中鋼集團馬鞍山礦山研究院，2013.

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

[3] GB50072-2010，冷庫設計規范[S].endprint