硫酸生產中的安全風險與對策淺析

王 軍，王彥淳

（1.新洋豐農業科技股份有限公司，湖北荊門 448150；2.青島科技大學，山東青島 266001）

硫酸生產操作過程中存在各種安全風險，操作工需要有崗位安全風險辨識和防范安全事故的能力，要有過硬的業務技能、熟練的應急處置能力，掌握搶救的正確方法。筆者根據硫酸生產實際和多年的工作經驗，分析了硫酸生產過程中的主要安全風險及對策，為硫酸安全生產提供指導思路和管理經驗。硫酸生產安全風險主要包括化學灼傷、爆炸、燙傷、機械設備傷害、車輛傷害等方面，該文進行了詳細闡述。

1 化學灼傷風險

1.1 硫酸灼傷

濃硫酸具有強氧化性和腐蝕性，與水混合會放出大量的熱，在用水稀釋硫酸時存在高溫燙傷和化學灼傷的雙重風險，因此在稀釋硫酸時要戴好防護面罩和防酸手套，防止燙傷和灼傷。另外，w(H2SO4)98%的濃硫酸相對密度為1.84，水的相對密度為1.0，硫酸比水密度大，稀釋硫酸要注酸入水，沿壁傾倒，少量多次加入，不停攪拌，防止暴沸。如果注水入酸，硫酸稀釋放出大量的熱會使表面的水迅速沸騰，混和著濃硫酸向外飛濺，造成人身傷害。

如不慎把大量硫酸噴濺到人體，要迅速脫去污染衣著，用干抹布擦去硫酸后方可用大量柔性水沖洗；若直接用水沖洗，會因硫酸遇水放出大量熱導致二次燙傷。在干吸區域或硫酸罐區要快進快出，不要長時間逗留。進入干吸區域的設備內部要按規范穿戴勞保用品，做好防護；宜低頭作業，一般不要抬頭向上看，防止酸落到面部和眼睛。應急洗眼器要每天檢查，隨時備用。

1.2 氨水灼傷

質量分數20%的氨水噴濺到人體，會造成輕微灼傷。一旦被氨水濺到，要屏住呼吸瞇起眼睛，迅速用大量清水沖洗，情況嚴重的送醫治療。

2 爆炸風險

2.1 氫氣爆炸

稀硫酸與金屬反應生成氫氣，遇火源或者輕微能量發生氫氣爆炸。一般硫酸儲罐、干吸塔、酸冷卻器發生泄漏后，因酸冷卻器酸側壓力大于水側壓力，酸側濃硫酸進入水側循環冷卻水中產生稀酸，腐蝕循環水管道、硫酸冷卻器不銹鋼管束等產生氫氣。氫氣爆炸的危害極其嚴重，會導致嚴重的人員傷亡和設備損失。硫酸廠各塔、槽、罐動火必須做動火分析和通風置換。長時間不用的硫酸罐，產生氫氣的風險極高，要格外注意。酸冷卻器發生泄漏時，在酸循環泵停車而循環水系統不停的情況下，水壓高于酸壓，水進入酸側形成稀酸，腐蝕酸冷卻器不銹鋼管束和殼體產生氫氣。氫氣沿著上酸管線進入干吸塔頂部聚集，在高熱或者靜電作用下發生爆炸。硫酸循環槽停車時，如果稀釋水關閉不嚴密，水進入濃硫酸中，水與酸混合不均，局部產生稀酸也會腐蝕鑄鐵套管產生氫氣，遇到火源時也會發生循環槽爆炸。因此干吸和帶有低溫余熱的裝置循環酸泵停車必須將稀釋水徹底切斷，將水排盡，排水閥常開，開車時再關閉。

筆者曾聽聞在硫酸生產行業發生過2 起類似的爆炸事故，均是在濃硫酸循環泵停車的情況下，酸冷卻器已經發生內漏而未發現，水側沒有泄壓導致。一次是干燥酸冷卻器內漏導致干燥塔頂部發生爆炸，另一次是一吸塔酸冷卻器內漏導致一吸塔頂部發生爆炸。這兩次爆炸均導致塔體破裂、塔內件損壞的后果，因停車期間沒有人在塔上面工作，幸無人員傷亡。因此在停車情況下，酸冷卻器的水要排盡，勤檢查酸冷卻器的殼體溫度，發現溫度明顯上升，要立刻排查酸冷卻器是否發生泄漏。

2.2 鍋爐系統爆炸

鍋爐系統在出現以下情況時存在爆炸風險：①鍋爐嚴重超壓；②嚴重干鍋時突然大量進水；③安全閥、液位計、壓力表等安全附件失效；④壓力設備有嚴重缺陷；⑤嚴重水擊；⑥汽輪發電機組高負荷情況下突然甩負荷到零時安全閥不動作、嚴重操作失誤等。鍋爐系統爆炸屬于重大安全事故，絕對要禁止。

2.3 電氣設備短路爆炸

變壓器、高壓柜、開關柜等電氣設備發生短路的情況下會釋放巨大的能量，在極短時間內產生的強電弧和高溫能夠熔化金屬，液態金屬的溫度高達1 000 ℃以上，人如果被高溫電弧灼傷或被熔化后的液態金屬燒傷，會對身體造成嚴重傷害甚至死亡。

電氣設備送電前要仔細檢查，落實作業票證制度；電工作業時必須嚴格遵守票證制度并有專業電工監護。無關人員不得進入配電室。

2.4 汽輪機、風機等大型設備發生爆炸或解體

汽輪機在嚴重超速、軸瓦斷油等的情況下會劇烈震動，輕則損壞設備重則發生設備解體，飛出的部件會擊穿建筑物，屬于重大安全風險。風機在葉片斷裂的情況下，部件會擊穿殼體飛出。大型設備要精心操作、嚴格控制工藝指標，嚴禁超速，保護系統要可靠，并定期進行大型設備聯鎖保護試驗。

2.5 氨水、雙氧水等脫硫劑爆炸

質量分數20%的氨水和質量分數27%的雙氧水是常用的尾氣脫硫劑，均屬于易爆危化品。

氨水極易揮發釋放出氨氣，灼傷人的呼吸道，導致窒息。氨氣與空氣混合形成爆炸性氣體，遇明火或靜電有爆炸風險，一旦發生爆炸后果嚴重。因此，要做好安全防護，尾氣脫硫區域的設備要防爆、防靜電、防火、防雷，不得用氨水管道作為電焊導體，防止電焊作業時接地線與管道連接處產生火花。

雙氧水是具有爆炸性的強氧化劑，自身不燃，但能與可燃物反應放出大量熱量和氣體而引起著火爆炸。雙氧水儲槽要采取遮陽、配備應急池等措施，避免溫度太高。雙氧水與黑橡膠接觸后會迅速分解，放出大量的熱、氧氣和水蒸氣而導致爆炸。筆者曾遇到某公司用襯黑橡膠的儲罐儲存雙氧水發生強烈反應冒煙的案例，通過緊急排放閥將儲罐中雙氧水排入應急池才化解了險情。

2.6 酸堿中和或硫酸在密閉容器中稀釋發生爆炸

強酸和強堿中和會發生劇烈反應，有發生爆炸的風險，中和強酸或強堿一定要分別用弱堿或弱酸，比如硫酸泄漏，用石灰中和而不用氫氧化鈉。

殺菌滅藻劑為強堿性藥劑，緩蝕阻垢劑為酸性藥劑，如果將兩種藥劑大量倒入一個密閉容器中，酸堿中和釋放大量氣體，就會發生爆炸。循環水加藥時不要把兩種藥劑混淆，要分堆存放，同時要遮陽防止暴曬，以免造成藥劑膨脹泄漏外溢后發生酸堿反應。

干吸工序發生野蠻錯誤操作時，如向密閉濃硫酸槽中加入大量的水或者稀酸，酸稀釋過程中也會釋放大量氣體導致爆炸，硫酸和氣體噴射而出，因此要注意。筆者曾遇到過，某企業因污水儲存容量有限，強行將污水收集池的污水送入干吸地槽導致爆炸。

2.7 硫化鈉爆炸

用于凈化稀酸硫化法脫砷的硫化鈉屬于強堿性危險化學品。硫化鈉易在空氣中潮解，不斷釋放出硫化氫氣體。硫化鈉遇酸分解，在受撞擊或高熱時會發生爆炸，產生易燃劇毒氣體——硫化氫。硫化鈉粉塵和空氣混合可形成爆炸性混合物。

硫化鈉應包裝密封，與氧化劑、酸性物質分開存放，遠離火種、熱源，保存于干燥、陰涼避光的場所。硫化鈉性質不穩定，不易久存，入庫后應盡快使用，以免變質。

2.8 硫磺粉塵爆炸

硫磺在轉儲、裝卸和使用過程中，會在硫磺庫區或者作業點產生硫磺粉塵。硫磺粉塵爆炸極限不是固定不變的，影響因素主要有粉塵粒度、分散度、濕度、點火源的性質、可燃氣含量、氧含量、惰性粉塵和灰分溫度等。一般來說，粉塵粒度越細、分散度越高，爆炸極限的下限就越低，極限范圍就越寬，危險性也就越大。空氣中硫磺粉塵濃度爆炸下限值一般在2.3～35 g/m3，硫磺粉塵濃度達到爆炸下限值時，遇到火源即發生爆炸，存在重大爆炸風險[1]。硫磺粉塵爆炸屬于惡性重大事故，可以造成重大人員傷亡和財產損失。因此，硫磺倉庫作業一定要規避揚塵行為，出現揚塵時要打開倉庫消防噴淋水增濕降塵或者停止作業。生產管理人員要高度重視硫磺粉塵的管控，應對硫磺倉庫重大風險源定時巡查，在硫磺倉庫和硫磺作業點安裝粉塵報警儀，當硫磺粉塵濃度達到設定值時進行聲光報警以警示作業人員。

3 燙傷風險

3.1 蒸汽燙傷

中壓蒸汽溫度為450 ℃左右，低壓蒸汽為200℃左右，鍋爐、發電崗位以及蒸汽管線均有蒸汽燙傷的風險，蒸汽燙傷比開水燙傷還要嚴重。操作過程中，避免面部正對閥門和法蘭面，一旦發生燙傷要迅速用大量清潔的柔性流動水沖洗降溫30 min以上，沖洗后再根據燙傷嚴重程度和面積、部位再涂燙傷膏，嚴重者送醫治療。

3.2 熱水燙傷

硫酸生產區域有冷凝水、蒸汽疏水、除氧水、鍋爐給水、熱水循環泵、給水泵等高溫水，溫度在60～240 ℃。高溫水燙傷與蒸汽燙傷的處理方法類似。在生產操作時要防止冷凝水罐、除氧器漫水，人體不要對著熱水排放口，以防突然溢出熱水造成燙傷。檢修時必須排空熱水方可作業。

3.3 液硫燙傷

液硫溫度在120～150 ℃，如液硫附著在人體或衣物上，會很快冷卻凝固。直接揭掉附著在皮膚上的硫磺會傷害皮膚，被液硫燙傷后要迅速用大量清潔的柔性流動水沖洗降溫30 min 以上，然后再根據燙傷嚴重程度和面積、部位再涂燙傷膏，嚴重者送醫治療。

3.4 高溫紅渣燙傷

硫鐵礦制酸裝置在焙燒、鍋爐、凈化、排渣崗位有100～940 ℃的高溫紅渣，一旦被燙傷，傷害較大，作業時要充分評估作業風險，必須穿戴隔熱服、隔熱頭盔、隔熱手套等防護用品，紅渣排放口不能正對人或作業的鏟車等設備。一旦被紅渣燙傷，要迅速轉移到安全區域，迅速用大量清水沖洗后涂燙傷膏，情況嚴重的送醫治療。焙燒爐從底部事故排放口（又稱冷灰排放口）排放的高溫渣不得用大量水降溫，小心因水短時間內大量汽化導致爆炸。

4 機械設備傷害

高速運轉的設備具有巨大的能量，比如高速旋轉切割機的刀片、循環水的風泵葉片、轉動的酸泵、水泵、皮帶機等，如發生意外傷害后果會比較嚴重，可導致嚴重傷殘或死亡，因此運轉設備要做好安全防護：①循環水的風泵葉片要設防護罩，風泵運轉時人不能靠近，也不能進入運轉的設備上方或者下方作業，停皮帶機后方可清掃作業，不能停的皮帶機做衛生需要專人監護；②擦拭設備不能戴手套，工作服穿戴要做到“領口、袖口、下擺”三緊，女工要將長頭發盤入安全帽內，防止被機器設備纏住；③設備停、送電要嚴格執行簽字、兩級掛牌制度。

5 車輛傷害

硫酸生產中有各類貨車、叉車、鏟車等車輛，在作業過程中存在碾壓、撞擊、爆胎、貨物埋壓等安全風險，應采取以下防范措施：①人要遠離車輛輪胎2.0 m 以上，防止爆胎造成人員傷害；②不要站在司機的視野盲區，比如車頭或車尾部；③自卸貨車卸貨時，人不能站在車頭、車尾和兩側，防止車輛前后串動或者側翻；④在倉庫要穿有反光條的衣服；⑤不要在無人監護的情況下進入貨車車廂內部清掃作業，防止鏟車上貨導致埋壓；⑥不要將頭探入自卸車尾部查看，防止后廂板擠壓傷害；⑦貨車在裝卸貨物時，要用三角木塞在車輪前后，防止溜車。

6 物體打擊傷害

硫酸廠的設備高大，為防止高空墜物造成砸傷或者撞傷頭部，在生產區應戴好安全帽。另外，高處物品要固定好，起大風時人員不要在高大設備附近逗留。破碎機的料斗不能堆滿，硫精砂干燥機、焙燒爐打疤時要拉防護網。

另外，還應注意防范發生高大設備塌陷事故造成人身傷害。如果焙燒爐、焚硫爐長期超溫，可能會發生爐頂部串火或垮塌的事故，因此要防止焙燒爐、焚硫爐長期超溫運行，維修時提高工作質量，日常定期檢查并評估設備隱患。筆者曾見過某硫酸裝置發生焙燒爐爐頂垮塌事故，造成煙塵外溢，幸無人員傷亡。

7 高空墜落傷害

硫酸生產區域有各種地槽、液硫罐、熔硫槽、地坑、收集水池、循環水池等坑池設施，若不慎落入坑池則有溺斃、摔傷或燙傷風險。為防止高空墜落或跌落造成人身傷害，應注意以下幾點：①不得翻越防護欄進入循環水池，防止滑落水池；②硫酸槽和罐、熔硫槽、澄清槽等孔、洞必須封閉；③在高大廠房和設備上，要有作業平臺和安全帶、防護網等安全措施。

8 操作失誤導致的事故傷害

操作不精心、違反勞動紀律和操作規程，或業務技能水平較低等原因會導致發生各種工藝、安全和環保等事故，比如漫槽、超壓、超溫、干鍋、循環水中斷、停電、停水、設備跳停等，需要提高操作人員業務技能，嚴控工藝指標，采用各種措施防范生產事故。

9 觸電風險

電源線、接地線、電機絕緣線等破損漏電，觸碰到帶電設備或檢修帶電設備等都有可能導致觸電，從而導致嚴重觸電傷害。防止觸電，必須嚴格執行票證簽字制度，使用合格的漏電保護裝置，不隨便觸碰帶電設備。用手感知電機溫度時，要用手背觸碰運轉電機外殼，萬一發生觸電，手神經反應自主收縮，這樣可以迅速脫離帶電體。一旦發生人員觸電，要及時切斷電源或用絕緣體將電線挑開，將觸電人員移至安全區域，馬上做心肺復蘇，同時撥打急救電話。

10 中毒風險

硫酸生產過程中存在二氧化硫中毒、氨水中毒、硫化氫中毒和砷中毒的風險。二氧化硫中毒易發生在焙燒、鍋爐、凈化、轉化、干吸、尾氣脫硫等工序和化驗室區域，氨水中毒易發生在尾氣脫硫工序，硫化氫中毒和砷中毒易發生在稀酸脫砷工序。

當發生二氧化硫泄漏、氨水泄漏或硫化氫泄漏時，要迅速戴好防毒面具，撤離到上風安全區域。應注意，防毒面具要根據毒物的種類進行正確選擇，不能混用。防止砷中毒，作業時要戴好防酸堿手套、安全防護面罩、隔離服等防護用品，勤清洗手、面部和口鼻，作業前后要更換衣服，工作服與生活用品不要接觸。

11 火災風險

硫磺倉庫、發電室油箱、主風機油站、柴油庫、電纜管廊、配電柜、高溫電爐等易發火災，為重點防火對象，因此上述區域消防設施要配備齊全，配電室還要防鼠等小動物進入高壓配電柜導致短路爆炸起火。

若發生火災，要及時按照應急預案組織滅火，同時撥打119 報警。油起火用干粉或者泡沫滅火器滅火；電器起火用二氧化碳或者干粉滅火；高壓電纜失火，因電壓高，人不能靠近起火點，不能用水或者干粉滅火，要防止觸電，先切斷電源，再滅火。高溫設備火災先消除易燃物，優先用干粉滅火器撲滅，不能用水澆滅，防止設備熱脹冷縮造成泄漏。

12 結語

硫酸生產過程中安全風險無處不在，為了規避安全風險，必須提高從業人員的安全意識和業務技能水平，嚴格執行工藝操作規程，嚴格控制工藝指標，嚴格作業票證制度，提高突發事件應急處置能力，消除潛在的安全風險，確保安全文明生產。