沧州炼油厂有两套硫磺回收装置,共用一台成型结片机,生产能力7500t/年。成型部分包括成型结片机(二楼),包装间和成品库(一楼),包装间和成品库混用。
2001年6月23日14时10分,一民工在没有戴防火帽的情况下,将外运硫磺的货车开进硫磺成品库,引起成品库内小范围闪爆,幸无人员伤亡。
2003年1月19日10时30分,一电工在拆修成型结片机顶部引风线上的轴流风机时,产生电火花,引起引风线内硫磺粉尘爆炸,爆炸产生的冲击波将现场一名临时工推出1.5m远,所幸有护栏保护,未造成伤亡。
1 粉尘浓度:经检测,两次事故状态下,现场硫磺粉尘浓度分别为39g/m3,41g/m3,均超出爆炸下限(35g/m3)。
硫磺粉尘的形成:
a)液硫经过喷射管分布到成型机转鼓上,一部分硫磺蒸气经引风线吸入后送到高点放空,因此在引风线尤其是轴流风机处形成硫磺粉尘。
b)液硫经过喷射管分布到转鼓上,经刮刀切片成型,切片时形成大量粉尘。
c)硫磺经过刮刀切片成型后,经一高6m的方形疏通钢管落入包装间的成品袋内,这是形成硫磺粉尘的主要原因。
2 现场电线及设备接地情况:部分电线绝缘老化,极易产生电火花。另外,轴流风机上的接地线裸露部分腐蚀严重、特别是与接地镀锌钢管的焊点处腐蚀尤其严重,基本失去导电性能。
腐蚀机理:液硫在进入结片机的过程中,有微量H2S和SO2,而成型部分必须有蒸汽保护,H2S和SO2与水反应生成氢硫酸和亚硫酸等腐蚀性弱酸,它们与空气中的氧共同与金属反应。
1 必要条件
1.1 燃料即硫磺粉尘与空气充分混合。
1.2 点火源:具有一定能量的点火源,使悬浮在空气中的粉尘点燃。
2 爆炸过程:硫磺粉尘爆炸是氧气与可燃粉尘表面在激发能(点火源)作用下发生的反应。
2.1 热能加在硫磺粒子表面,温度逐渐上升。
2.2 硫磺粒子表面的分子发生热分解或干馏作用,在粒子周围产生气体。
2.3 产生的气体与空气混合形成爆炸性混合气体,同时发生燃烧。
2.4 由燃烧产生的热进一步促使硫磺粉尘分解,连续地产生可燃气体。
2.5 由于局部爆炸,爆炸的传播使堆积的粉尘受到扰动而飞扬,形成爆炸雾,从而连续产生二次、三次爆炸。
1 降低硫磺粉尘浓度,使之处于爆炸下限以下(<35g>
1.1 加强成型流程的密闭性:从液硫喷射管到转鼓刮刀切片,再到包装袋,最大限度地实施密闭化操作,以减少成型大库内的硫磺粉尘。
1.2 加强通风排气:鉴于硫磺粉尘的危险性,车间对成型大库进行了改造,加强了通风排气功能。
a)将成型大库的玻璃窗户全部改为敞口窗户,加强自然通风能力。
b)新增4台防爆型轴流风机,通过机械通风,减少硫磺粉尘浓度。
2 消灭点火源:硫磺粉尘的最小点火能为15×10-3J,爆炸下限为35g/m3,两项爆炸指标相对较低,危险程度大,因此必须尽可能地消灭点火源。
2.1 现场作业必须使用防爆工具,如铜器具。
2.2 操作人员不得穿能产生静电和火花的服装上岗。
2.3 及时更换老化的电线,以免产生电火花。同时对接地线进行防腐处理,使之始终处于良好的导电性能。
3 加强作业环节
3.1 定期清洗成型机齿轮传动装置,及时更换润滑剂,避免由于蜗杆、蜗轮的摩擦发热而导致环境中硫磺粉尘因受热而爆炸。
3.2 定期人工除尘:车间制作了专用的除尘工具,每天清扫地面,墙面以及卫生死角处的粉尘,从根本上消除爆炸源。
3.3 成型大库内严禁烟火,禁止无防护措施的机动车辆通行。
由于采取了以上措施,硫磺粉尘爆炸的危险性大大降低。但是,由于转鼓切片成型本身的工艺特点,决定了它不可避免地会产生大量粉尘,因此,建议硫磺成型应采用传动带造粒工艺。