淺談粘膠短纖生產中CS2的水封

劉雙軍++常安全

摘 要：在粘膠短纖維的生產中，始終存在著易燃、易爆、易中毒的危險危害因素，因生產工藝特點，CS2、HS的產生不可避免，CS2、HS的泄漏造成的各類事故發生率比較高，尤其是火災和中毒事故。簡述了紡練車間工藝流程、分析危險辨識，絨毛成型槽安全水封的設置及方法，以及設置安全水封后的效果。

關鍵詞：安全 水封 絨毛成型槽

中圖分類號：F426 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0088-01

粘膠短纖維應用范圍較廣，定義為化學纖維，是將天然纖維素使用化學方法進行纖維重組生產可應用的纖維素產品。根據生產需要可重組成各種產品，例如細旦、高白、竹炭、阻燃、莫代爾等等。現有主要生產方法是使用溶解劑溶解纖維素再重組方法，制備方法不同可分為CS2溶解和天絲兩種，天絲技術無工業排放但天絲的工業化技術還不成熟，現有的制備方法主要還是使用CS2進行溶解再分解，生產過程中消耗大量CS2，作為溶解劑CS2不是成品的組成部分，回收利用價值巨大，同時由于CS2具有毒性對環境污染極高，防護和回收顯得至關重要。下面簡單介紹CS2在生產中的一種防護措施。

1 紡練車間粘膠短纖生產工藝流程簡述

制膠車間輸送纖維素磺酸脂至紡練車間一浴槽內，纖維素黃酸酯與酸反應生成纖維素，生成的纖維經由牽伸、切斷，變成短纖后進入絨毛成型槽經由精煉、烘干等后處理設備處理除去硫化物后打包成型成為成品。在纖維素磺酸酯與酸反應同時還生成CS2和HS等其他硫化物，產生的CS2一部分由紡絲機的機內排風排至回收車間進行處理，另外一部分隨纖維一同進入下一道工序，在絨毛成型槽內由蒸汽噴管進行高溫蒸汽蒸煮，將各種硫化物蒸出，同時將纖維鋪成毛氈形式，便于后續在精練機上運送進行下一步精煉處理，最后烘干打包成為成品。

絨毛成型槽上部有排氣管線和蓋板，涉及到槽內清絲和生產時的引絲的工藝操作，上蓋為活動蓋板，處理過后的纖維均勻布絲進入精煉機進行其他工藝處理。由于活動上蓋寬3.6m，長約3m，面積較大，分可拆卸2部分，分別為1.7×1.6m兩塊，這兩塊蓋板的密封問題涉及到對人員的保護和環境的污染。

2 危險性辨識

（1）CS2的特性。CS2為無色或淡黃色、油狀、透明、易揮發液體。純品無異臭、但工業品具有壞蘿卜樣臭味。二硫化碳的熔點為—110.8℃，沸點為46.5℃，閃點—30℃，自燃點100℃。二硫化碳蒸氣與空氣混合物爆炸限1.3%～50%。二硫化碳與乙醇、乙醚、氯仿、苯、油等混溶，遇熱、明火、火花或摩擦易燃燒爆炸。

（2）二硫化碳是損害神經和血管的毒物。是一種氣體麻醉劑。生產中以呼吸道吸入為主。經皮膚也能吸收。可造成急性中毒：輕度中毒有頭暈、頭痛、眼及鼻粘膜刺激癥狀；重度中毒出現譫妄、昏迷、意識喪失，伴有強直性及陣攣性抽搐。可因呼吸中樞麻痹而死亡。嚴重中毒后可遺留神衰綜合征，中樞和周圍神經永久性損害。

從紡練的工藝流程中可見，主要有毒有害、易燃易爆的廢棄物為CS2，根據CS2的特性，工藝生產中在絨毛成型槽中使用蒸汽進行蒸煮處理，將其排出，再經冷凝器進行回收。絨毛成型槽溫度在98℃左右，CS2成氣態形式與蒸汽共存，絨毛成型槽的密封為主要解決的安全關鍵點。在CS2的運輸過程中均采用水封運輸，即在運送罐內注水，大比重的CS2沉積在底部，利用對水的不溶性上部的水對CS2起到很好的密封作用。根據上述CS2的特性絨毛成型槽最佳密封方案是采用水封。

3 水封方案

方案1：冷水密封，CS2密度為1.26，比水密度大，溶解度0.294%，日常運輸長采用的方法。容貌成型槽內的CS2為氣態，遇冷密封水后降溫，降溫成為液態的CS2沉入密封水內，沉入密封槽底部，隨密封水在底部流動，由于鋪毛槽溫槽體溫度在90度以上，密封水沿絨毛成型槽密封水槽流動，逐漸加熱，當密封水溫度高于46.5℃后CS2再次揮發成氣態，一部分回到絨毛成型槽內部，另一部分蒸發到槽外，遇空氣混合，由于CS2的閃點為30℃，密封水表面外部部分出現燃燒。無法起到密封效果。可將冷水引入密封槽前與絨毛槽接觸進行預熱，達到一定溫度，使CS2無法成為液態進入密封水，從而起到密封效果，但此時密封水的溫度靠密封水流量和絨毛成型槽槽體溫度預熱控制，工藝波動時對密封水會造成影響，所以安全系數較低，不優先考慮使用。

方案2：直接使用熱軟水，即80°軟水，此水為水洗工段用水，在絨毛槽密封槽進行水封，由密封槽流出的水可引入精煉工藝的水洗回流系統，同時補充水洗液消耗。CS2的溶解度為0.294%，密封水中的微量CS2也可在水洗系統中通過排氣系統進入回收車間處理。達到兩全其美的使用效果。

4 絨毛成型槽安全水封的計算

安全水封需要多高才能有效地起到保護作用，以年產8萬噸短纖來進行計算，年產8萬噸短纖，絨毛成型槽內蒸汽氣流量及冷卻消耗，以及一冷回收要求，單位壓強約為0.3kPa。

水封高度的計算：

已知絨毛成型槽內壓力為0.3kPa，水比重為1

根據P=ρgh

水封高度H=P/（g×ρ）=0.3/（9.8×1）=30.6mm

根據以上計算，水封高度為30.6m；考慮蒸汽壓力波動對蓋板的沖擊取40mm，取安全系數1.5，水封高度為60mm。

5 結語

“安全第一、預防為主、綜合治理”是我國的安全生產方針，在預防中，做到設備、工藝的本質安全、消除物的不安全因素是安全工作的重點之一，在粘膠生產中尤為如此，雖然，水封的設置是比較小的一個設計點，但是對安全工作來講，是必不可少的，小小的設計，更體現“以人為本”的安全理念，切實保護作業人員的生命安全，將產生更大的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1] 黃家玉，張瑞志.人造纖維工廠裝備[M].青島：海洋大學出版社，1993.

[2] 趙天寶.化學試劑化學藥品手冊[S].北京：化學工業出版社，2006.