硫磺粉塵為什么會爆炸,如何預(yù)防?
普通天然氣凈化裝置年產(chǎn)硫能力為240×10't。硫磺成型工藝采用濕法成型。產(chǎn)品為直徑3~5mm的粒狀硫磺,貯存在兩個硫磺倉中,貯量5.7×10°t。通過傳送帶運輸?shù)狡嚮蚧疖囇b載樓。硫磺顆粒在運輸、運輸、裝載過程中會產(chǎn)生大量的硫磺粉塵。設(shè)置粉塵監(jiān)測和抑制系統(tǒng)以控制粉塵危害。但是,硫磺粉塵在一定條件下也有爆炸的危險。
- 硫的理化性質(zhì)
硫是次要的易燃固體,無毒,CAS 編號 7704 -34-9;粉狀硫磺為淡黃色粉末,比重1.96,塊狀硫磺為淡黃色晶體,比重2.05,熔點112.8~120℃,沸點444.6℃,閃點207.20℃。易溶于二硫化碳,不溶于水,微溶于乙醇和醚。硫磺的燃燒溫度一般為248~261℃,粉狀硫磺的燃燒溫度僅為190℃左右,燃燒時呈藍色火焰;當沾上硫化鐵、氧化鐵(鐵銹)、機油、金屬粉末、碳粉和氧化性物質(zhì)時,容易引燃硫磺而引起火災(zāi);硫磺粉塵在空氣中或與氧化劑混合容易燃燒,甚至引起粉塵爆炸。
- 硫磺粉塵爆炸危害分析
- 硫磺燃燒特性
由于成型方法不同,硫磺呈粉末狀、顆粒狀、片狀或塊狀。它在不同的條件和狀態(tài)下表現(xiàn)出不同的燃燒性能。當固體顆粒尺寸小時,它表現(xiàn)出易燃特性。硫磺燃燒的產(chǎn)物主要是二氧化硫,其燃燒熱為300kJ/mol。硫在受熱、撞擊、摩擦等作用下會引起火災(zāi),在破碎、研磨、儲存和運輸過程中會產(chǎn)生靜電,引起自燃和爆炸。
- 硫磺粉塵爆炸條件
硫磺粉塵的爆炸特性受多種因素影響,引起硫磺粉塵爆炸應(yīng)具備“5個條件”:可燃粉塵、粉塵云、點火源、可燃物質(zhì)、有限空間。
- 硫磺儲運系統(tǒng)粉塵爆炸危害分析
結(jié)合凈化廠硫磺儲運系統(tǒng)的工藝特點和安全特點,分析了凈化廠儲運過程中硫磺粉塵爆炸的危害。
- 摩擦、撞擊產(chǎn)生火花。在硫磺顆粒的運輸過程中,硫磺顆粒及其儲運設(shè)備會產(chǎn)生火花。當硫磺顆粒劇烈碰撞或摩擦?xí)r,撞擊或摩擦產(chǎn)生的火花從高溫固體顆粒上脫落。試驗表明,如果火花直徑為0.1~1 mm,其能量可達1.76~1 760 mJ,可點燃硫磺粉塵。顆粒、粉塵與輸送帶與顆粒、粉塵摩擦產(chǎn)生的靜電,在適當?shù)臈l件下,可產(chǎn)生幾到幾萬伏的靜電電壓,產(chǎn)生的能量遠大于最小值。硫顆粒的點火能。
- 硫化亞鐵在設(shè)備表面自燃。碳鋼設(shè)備采用易產(chǎn)生硫化亞鐵的材料,長期與硫接觸會在表面產(chǎn)生硫化亞鐵;適量的水對硫化亞鐵的自燃過程有積極的催化作用,F(xiàn)eS的初始自熱溫度可從無水時的140.93℃降低。含水時至40~60℃;當空氣中的濕度增加時,硫化亞鐵的自熱性能會逐漸增加;發(fā)生硫化亞鐵自熱和自燃。當熱量釋放到一定程度時,可形成明火點燃周圍的易燃物質(zhì):隨著空氣流量的增加,
- 電氣設(shè)備故障引起的電火花。
- 由于機械運行部件缺乏潤滑,設(shè)備會因摩擦而產(chǎn)生熱量。
- 儲運粉塵爆炸危害分析
- 存儲系統(tǒng)
- 散裝硫的消隱點。硫磺物質(zhì)在落料點靠自身重力自上而下落下,容易引起粉塵飛揚,使硫磺粉塵與空氣充分混合形成粉塵云,容易引起燃燒和燃燒。爆炸。
- 大量的硫磺顆粒堆積起來。它可能與空氣中的氧氣接觸,產(chǎn)生氧化放熱反應(yīng)。如果熱量沒有充分散發(fā),溫度就會升高而引起自燃。
- 沉積在坑、洼地、溝渠、死角和設(shè)備表面的硫塵。這些粉塵如果不及時清除,在清洗過程中很容易造成粉塵飛揚,形成懸浮爆炸條件。
- 硫磺倉內(nèi)可能存在硫化氫等可燃氣體。這些氣體比空氣重。由于可燃氣體在筒倉底部和地下走廊的積聚,還存在著火和爆炸的危險。
- 輸送系統(tǒng)
- 輸送帶。由于濕法成型過程中產(chǎn)生的硫磺,有一些硫磺的細小細粉顆粒,還有一些硫磺顆粒在輸送過程中粘附在傳送帶表面,因傳送帶的振動而落下,張力的變化,導(dǎo)致細粉硫磺沿著皮帶散落。積聚。當硫磺粉塵達到一定的厚度時,很容易引起陰燃。
- 彩鋼吊頂。硫粉從返回帶落下并在屋頂上積聚更多。當表面溫度高時,水分不斷蒸發(fā),酸性硫粉和被腐蝕的鐵皮在高溫潮濕的環(huán)境中易生成硫化亞鐵自燃,使夾層中的硫減少。粉末點燃。
- 電源線。當硫化亞鐵自燃導(dǎo)致屋頂裂縫中的硫磺在火焰周圍液化時,帶有火焰的硫磺流入棚下的電纜架,導(dǎo)致電纜橡膠燃燒,引起更嚴重的燃燒和燃燒。爆炸事故。
- 摩擦靜電。帶式輸送機運行過程中積累的靜電可能會導(dǎo)致硫磺燃燒爆炸。
- 裝載系統(tǒng)
- 裝載設(shè)備腐蝕和著火。例如,緩沖倉和螺旋給料機被腐蝕穿孔,閘板拉桿接頭反復(fù)腐蝕斷裂,裝載樓屋頂被腐蝕和著火。
- 緩沖存儲門。重復(fù)自動開啟和關(guān)閉進行配料稱重循環(huán)操作,容易產(chǎn)生摩擦靜電,造成硫磺燃燒。
- 散裝硫的消隱點。散裝硫磺從裝載樓的高度迅速滑入集裝箱。硫顆粒之間的摩擦和沖擊會產(chǎn)生強烈的靜電。粉塵云形成后,靜電和電火花極易引起爆炸事故。
- 汽車裝載場。裝載過程中容易形成硫塵,尤其是夏季車輛包裝嚴密,汽車頻繁停車和啟動時,硫塵比較嚴重,容易引起自燃。
- 在導(dǎo)槽處。在運輸過程中,機械振動和顆粒之間的摩擦碰撞容易產(chǎn)生懸浮的硫磺粉塵,極易燃燒爆炸。
- 沉積在照明裝置等受熱面和機械設(shè)備熱面的硫塵,在一定的層厚范圍(如10~20mm)內(nèi)加熱一段時間后可能會陰燃。
- 發(fā)生火災(zāi)、爆炸危險時應(yīng)采取的應(yīng)急措施
通過對國內(nèi)外典型粉塵爆炸事故的分析調(diào)查發(fā)現(xiàn),如果能及時發(fā)現(xiàn)爆炸危險,早期采取有效措施,可以避免爆炸或減少人員傷亡。
- 由于硫磺粉塵爆炸誘導(dǎo)期長,硫磺粉塵著火蔓延緩慢,會釋放大量煙霧和刺激性二氧化硫氣體。前期特征明顯,后期加強監(jiān)測更容易發(fā)現(xiàn)。
- 確定硫磺在限制空間內(nèi)著火后,應(yīng)避免水流直接沖擊火面周邊或風管外壁;條件允許時,最好用蒸汽滅火;如果現(xiàn)場人員不能判斷正確的處置措施,應(yīng)采取應(yīng)急避讓措施。以危險方式疏散到安全區(qū)域(停止現(xiàn)場所有操作)。
- 硫磺樁著火時,要避免直接噴水沖擊硫磺樁或著火點周圍的地面。因為水柱沖擊硫磺樁或地面所帶來的氣流會擾亂硫磺粉塵,使硫磺粉塵懸浮在空氣中,達到爆炸極限,引起爆炸。,擴大事故隱患。最好的滅火方法是使用霧化效果好的噴嘴,如霧化水炮或開花水炮等,向火區(qū)倒水滅火。水幕噴淋系統(tǒng)可以配合使用,形成滅火劑的液霧屏,減少硫磺的影響 表面造成粉塵和硫磺懸浮在空氣中的可能性。
- 做好救援人員的安全工作,因為硫磺火災(zāi)會釋放大量有毒氣體二氧化硫,容易造成人員中毒。撲滅硫磺火災(zāi)時,必須穿防火隔熱服和空氣呼吸器,避免熱輻射損傷,避免直接吸入有毒氣體。
- 當液硫儲罐和液硫池中的液硫有火災(zāi)危險時,應(yīng)迅速開啟蒸汽滅火系統(tǒng),并關(guān)閉氣相連接管控制閥。
實踐發(fā)現(xiàn),撲滅硫磺火的最佳方法是水和蒸汽,干粉滅火器無效。
- 防止硫磺火災(zāi)和粉塵爆炸的管理措施
在儲運系統(tǒng)中,可以避免硫磺火災(zāi)和硫磺粉爆炸。可以采取預(yù)防措施,避免硫磺燃燒和爆炸。控制措施雖然不能完全防止爆炸的發(fā)生,但可以盡可能減少損失,將后果控制在可接受的水平。
- 加強日常管理,找出硫化亞鐵和細硫磺可能堆積的區(qū)域,清除設(shè)備內(nèi)外的硫粉,降低硫化亞鐵自燃和硫粉堆積引發(fā)火災(zāi)爆炸事故的風險。
- 升級儲運系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備與硫接觸的材料,采用不易與硫粉塵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料,避免硫化亞鐵自燃。
- 硫燃燒的早期檢測非常重要。在依托視頻監(jiān)控系統(tǒng)和安全報警系統(tǒng)的同時,崗位人員要加強對現(xiàn)場關(guān)鍵部位的檢查,做到隱患早發(fā)現(xiàn)、早報告、早處置,將事故控制在萌芽狀態(tài)。
- 加強安全設(shè)施維護管理,制定專項管理制度,定期檢查噴灑抑塵設(shè)施筒倉、皮帶機狀態(tài)。硫磺輸送過程中,必須投入使用系統(tǒng)噴霧抑塵設(shè)施;筒倉圓頂噴灑設(shè)施必須每周試用一次。
- 加強旋轉(zhuǎn)設(shè)備的運行管理和定期潤滑,避免設(shè)備摩擦積熱引起硫磺著火。
- 加強直營作業(yè)管理,提高細硫易積聚區(qū)域的火災(zāi)等級。必須在火災(zāi)發(fā)生前制定并實施切實可行的安全防控措施。
- 定期開展硫磺火災(zāi)、粉塵爆炸應(yīng)急演練,對人員進行急救、防毒設(shè)備使用培訓(xùn),提高員工應(yīng)急處置能力。
硫磺是次生易燃固體,硫磺粉塵在空氣中易燃燒或與氧化劑混合,甚至引起粉塵爆炸。因此,無論是在運輸過程中,還是在倉庫中儲存,都應(yīng)合理存放,工作溫度低于190°的產(chǎn)品也應(yīng)選擇儲存硫磺的設(shè)備。
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