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2020年中级注册安全工程师《金属冶炼》考点:焦炉煤气净化安全技术

来源 :中华考试网 2020-07-20

焦炉煤气净化安全技术

  一、工艺概述

  根据鼓风机位置不同焦炉煤气净化工艺流程可分为正压工艺流程、半负压工艺流程和全负压工艺

  流程。

  (一)冷凝鼓风

  冷凝鼓风工序由四个部分组成。

  (1)煤气初步冷却,目前采用较多的是间接式两段(或三段)横管初冷工艺。其主要设备是横

  管初冷器、冷凝液贮槽及循环泵。

  (2)焦油雾捕集主要设备是电捕焦油器。

  (3)氨水焦油分离。主要设备有:机械化氨水澄清槽、焦油分离槽和超级离心机。

  (4)煤气输送。一般大多采用输送能力较大的离心式煤气鼓风机。

  煤气鼓风机是焦化厂的关键设备,其能否平稳运行对煤气净化系统的安全至关重要。

  (二)煤气脱氨

  1. 喷淋式饱和器法生产硫铵工艺

  喷淋式饱和器法生产硫铵工艺的主体设备是喷淋饱和器,采用不锈钢材质,设备使用寿命长,集

  酸洗吸收、结晶、除雾等功能为一体,具有煤气系统阻力小、鼓风机能耗低、工艺简捷、便于操作、

  硫酸铵结晶颗粒大、质量好等优点。其原理就是用硫酸吸收煤气中的氨反应生成硫酸铵。

  (三)煤气脱硫脱氰

  1.HPF 法脱硫

  HPF 法脱硫是利用焦炉煤气中的氨为碱源,以 HPF(醌钴铁类)为复合型催化剂,煤气中的 H2S

  等酸性组分由气相进入液相与氨反应,转化为硫氢化氨等酸性铵盐,再与空气中的氧发生氧化反应转

  化为元素硫。 版权所有 翻印必究 咨询热线:400-678-3456

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  图 3-12 正压 HPF 脱硫工艺一般流程

  (四)煤气脱苯

  二、安全技术

  (一)焦炉煤气净化主要危险有害因素分析

  1.焦炉煤气净化车间主要危险化学品

  表 3-2 煤气净化装置中涉及的危险化学品

装置名称

危险化学品名称

煤气排送

氨水、焦炉煤气、 焦油

煤气脱硫

焦炉煤气、硫酸、氨气、碳酸纳、碳酸钾、脱硫液、

二氧化硫、苦味酸、硫化氢、硫黄

无水氨

氢氧化钠、焦炉煤气、液体无水氨、磷酸

硫铵吡啶

焦炉煤气、硫酸、氨气、硫酸铵母液、粗吡啶

蒸氨

氨水、浓氨水、氢氧化钠

溶剂脱酚

氨水、苯、酚、氢氧化钠

粗苯回收

焦炉煤气、粗苯、洗油、轻油

废水处理

磷酸、碳酸钠

  2.煤气净化车间主要危险物质的特征

  表 3-3 煤气净化车间主要危险物质特征

名称

是否具燃爆性

自燃点

/ ℃

燃爆极限 (体积分

数)

车间空气中最高允许浓度/(mg

  1. • m-3)

特 征

焦炉煤气

560

5.3%~3

2%

CO:30

主要有毒成分为 CO, 在焦炉煤气中含量为

5%~7%。人体吸入 CO 会造

成缺氧中毒

酸气

260

4.3%~4

5%

H2S:10

主要成分为 H2S,在酸气中含量为 30%~70%,H2S 对人体神经有强烈刺激作用,并造成眼角膜、呼吸

道粘膜损害

氨气及氨气

630

15%~28

%

NH3:30

主要成分为 NH3,在氨气中的含量大于 99%; 在 氨 气 中 的 含 量 在10%~70%。NH3 对人体呼吸道黏膜有刺激作用,并会造成灼烧,吸入浓度高时,

可引起急性化学性水肿

苯类

555

1.2%~8

% (苯蒸气)

C6H6:40

包括粗苯、轻苯,主要成分为 C6H6,在粗苯中的含量为 55%~80%,苯主要适成人体神经系统及血

液(造血机能)损害

硫黄

(云状粉尘)是

235

燃爆下限2.3g/m

3

易燃固体,云状粉尘具燃爆性(平均粒径30~50μm)

  3. 火灾与爆炸

  4. 中毒

  3. 灼烫与酸碱灼伤

  4. 机械伤害

  5. 触电

  6. 高处坠落

  (二)焦炉煤气净化安全控制措施

  1.

  焦炉煤气净化区域建筑物火灾危险性分类及爆炸危险环境区域划分

装置或场所

火灾危险性类

爆炸危险环境区

备注

煤气鼓风机室

1 区

冷凝泵房

2 区

初冷及电捕

2 区

室外

预(中)冷塔、脱硫塔

2 区

室外

氨苯洗涤塔、终冷塔

2 区

室外

苯洗涤泵房

2 区

硫氨饱和器

2 区

室外

脱苯塔、两苯塔、再生器

2 区

室外

粗苯产品泵房

1 区

粗苯储槽

2 区

室外

装置或场所

火灾危险性类

爆炸危险环境区

备注

脱酸塔、蒸氨塔

2 区

室外

脱酸蒸氨泵房

2 区

硫黄冷却、结片、包装等部位及硫

黄仓库

21 区

溶剂脱酚的萃取塔

2 区

室外

溶剂脱酚的溶剂泵房

1 区

精脱荼塔

2 区

室外

千式脱硫塔

2 区

室外

无水氨吸收塔

2 区

室外

无水氨解吸塔、精馏塔

2 区

室外

  2. 焦炉煤气净化区域通用的安全规则

  煤气净化车间应布置在焦炉的机侧或一端,其建(构)筑物最外边缘距焦炉炉体边缘不应小于 40m。建(构)筑物内设备的放散管应引出建(构)筑物;室外设备的放散管应高出本设备 2m 以上,

  而且应高出相邻有人操作的最高设备操作平台 2m 以上。

  生产、储存和装卸甲类液体、可燃气体的设备和管线应设可靠的接地装置。直径小于 20m 的储槽应至少两处接地,大于 20m 时应至少四处接地。管线应至少两端接地。

  用泵输送苯等烃类液体,当管道内明显存在水等第二物相时,其流速应限制在 1m/s 以内。甲、乙类液体储槽的注入管应有消除静电的措施,储罐的进料管应从罐体的下部接入,如果从上部接入, 应延伸到距罐底 200mm 处。

  塔器、容器的对外连接管线应设置可靠的隔断装置,禁止用管道上的调节配件代替隔断阀门,禁止以关阀门代替堵盲板。

  停产不用的塔器、容器、管线等应清扫干净,并应打开放散管,隔断对外连接;报废不用的,清扫干净后应立即拆除。

  在易燃易爆场所禁止使用易产生火花的工具,作业人员禁止穿着化纤服装。

  甲、乙类生产场所的设备及管线,其保温应采用不燃或难燃保温材料。

  甲、乙、丙类液体及可燃气体管线不应穿越变电站、配电室、仪表室、办公室、休息室及与该管线无关的储槽区或生产厂房,并且不宜地下敷设,如果采用管沟敷设时,在管沟进出装置和厂房处应采取隔断措施。

  易燃易爆气体和甲、乙、丙类液体的设备、管道动火时,必须先办理动火证,动火前应与其他设备、管道可靠隔断,清除、置换达到合格标准(体积百分浓度):

  爆炸下限大于 4%的易燃易爆气体,含量小于 0.5%; 爆炸下限小于或等于 4%时,其含量小于 0.2%。

  在有毒物质的设备、管道或容器内检修时,应可靠地切断物料进出口,有毒物质浓度应小于允许值,同时含氧量应在 19.5%~23%(体积百分浓度)范围内。监护人不应少于 2 人,应备好防毒面具和防护用品,并且检修人员应熟悉防毒面具的性能和使用方法。设备内照明电压应小于或等于 36V,在潮湿、狭小容器内作业应小于等于 12V。

  对易燃易爆、易中毒物质的设备动火或进入内部作业时,安全分析取样时间不应早于工作前30min ,工作中应每 2h 重新分析一次,作业中断 30min 以上也应重新分析。

  1. 冷凝鼓风安全措施

  (1) 冷凝鼓风工段应有两路电源和两路水源。

  为便于紧急情况下逃生,鼓风机应有直通室外的走梯,底层出口不应少于两个。

  (2) 为保证鼓风机的安全,每台鼓风机应设置单独控制箱,并应设如下报警、联锁停车装置:

  ①鼓风机的开停车与液压泵的联锁。

  ②鼓风机液压泵与副液压泵自动切换联锁。

  ③鼓风机润滑油箱油位、油温、油压报警及油压联锁停车装置。

  ④轴瓦温度、电机定子温度超限报警和联锁停车装置。

  ⑤鼓风机过负荷、轴位移超限、两台同时运转的鼓风机故障停车报警、联锁停车装置。

  ⑥采用液力偶合器调速时,液力偶合器进出口管应设油温、油压、油管阻力等报警和联锁停车装置。

  ⑦焦炉集气管煤气压力上、下限报警信号。

  (6)鼓风机出现以下情况应紧急停机:

  ①风机本体有明显的金属撞击声或强烈震动。

  ②吸力突然增大,无法调节。

  ③轴瓦处冒烟。

  ④电机着火,机前煤气管道着火。

  ⑤轴瓦温度以每分钟 1-2℃速度增高达 65℃,无法处理。

  ⑥油系统管道破裂,无法处理,辅油泵油压过低,油箱油位快速下降。

  (8)电捕焦油器采用高压供电方式,电捕焦油器应设连续式自动氧含量分析仪,并与电捕焦油器电源联锁。煤气含氧量超过 1%时报警,超过 2%时自动断电。电捕焦油器位于鼓风机后时,应设泄爆装置。当电捕焦油器遇到下列情况之一,自动断电装置失灵时,应立即手动断电:

  ①煤气含氧量大于 2.0%。

  ②绝缘箱温度低于 70℃(无氮气保护为 90℃)。

  ③煤气系统发生事故时。6. 煤气脱苯安全措施

  (1) 粗苯储槽应密封,并装设呼吸阀和阻火器,或采用其他排气控制措施。人孔盖和脚踏孔应有防冲击火花的措施。粗苯储罐阻火器、呼吸阀、人孔、放散管等金属附件应保持等电位连接。

  (2) 管式炉点火前必须确保炉内无爆炸性气体出现下列情况之一,应立即停止煤气供应:

  ①煤气主管压力降到 500Pa 以下,或主管压力剧烈波动,危及安全加热。

  ②炉内火焰突然熄灭。

  ③烟筒吸力下降,不能保证安全加热。

  ④炉管漏油。

  管式炉点火时,应双人配合作业,先用蒸汽吹扫,然后遵循“先送富油后点火,先点引火后送煤气”的原则。

  (3) 管式炉的操作要保证工艺参数符合规程要求。若富油脱水效果不好,水分带入管式炉迅速汽化,发生爆炸,易造成管道爆裂。若富油流量过低或富油泵故障,富油在管式炉内停留时间过长, 会使炉管结焦,甚至烧穿,发生泄漏着火事故。

  管式炉加热煤气管道应设煤气低压报警快速切断装置。

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