氨的安全使用与管理2014-9-28.ppt

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1、,液氨（氨气）的安全管理 与安全使用,陈樑（博士/教授） 昆明理工大学环境科学与工程学院 2014年9月28日,氨中文名 氨；氨气(液氨) 英文名 ammonia 分子式 NH3 分子量 17.03克/摩尔 具有刺激性气味的无色气体 极易溶于水，0C时 899克氨/升水 20C 气体密度是0.771g/立方米 20C 液态密度是610 千克/立方米,1. 化学与物理属性,5.1氨理化性质,熔点() -77.7 沸点() -33.5 液体相对密度(水=1)0.82(-79) 气体相对密度(空气=1)0.6， 比空气轻 饱和蒸汽压(kpa) 506.62 (4.7) 临界温度() 132.5 临界

2、压力(Mpa) 11.40,化学与物理属性 第三类有毒气体,溶解性 易溶于水、乙醇、乙醚 液氨会与水剧烈反应，释放大量的热量 强刺激性气味，在5-10ppm浓度下人可以直接吸入 大气压下汽化潜热为 1370千焦/千克 反应热， NH3 (g) + H2O(l) = NH3(aq) = 2000 kJ/kg,1. 化学与物理属性 （NH3 ）（ammoni ）,温度 饱和蒸汽压 -20 1.88atm 0 4.238atm 20 8.46atm 30 11.51atm 40 15.34bar 50 20.06bar,1. 化学与物理属性 （NH3 ）（ammoni ）,饱和液密度 0.665 k

3、g/升 0.6103 kg/升 0.5795 kg/升 0.5663 kg/升,氨的饱和蒸汽压机饱和液密度,2、氨气的危险特性及用途,液氨危险性,液氨按照危险货物品名表（GB12268-2005) 属于第2.3类-有毒气体。,2、氨气的危险特性及用途,根据职业性接触毒物危害程度分级( GB5044), 氨气属于类轻度危害气体, 人群暴露在含有一定浓度NH3 的环境下可能发生中毒事故。 液氨按照建筑设计防火规范（GB50016-2006） 属于乙类火灾危险性物品。 液氨一旦泄漏在室外条件下可马上形成气态氨气，氨气和空气混合物达到一定浓度范围遇明火会燃烧和爆炸，所以具有燃烧爆炸危险性。另一方面,

4、如有油类或其它可燃性物质存在, 其危险性会更高。 爆炸下限%(V/V)：15.7，爆炸上限%(V/V)：27.4,液氨危险性,2、氨气的危险特性及用途,液氨危险性,氨易溶于水, 1 体积水可溶解700 体积氨, 氨的水溶液称为氨水, 氨水密度小于水, 其密度随所含氨的浓度增大而减小( 这与酒精类似) 。 氨的水溶液呈碱性, 氨水是不燃烧、无爆炸危险的液体。 国外有时将含氨大于50% 的溶液当作液氨处理, 而氨溶液中含氨大于35%而小于等于50% 的溶液被视为氨水。 在正常条件下, 从氨水中分离的氨气同样具有强烈的气味、有毒、有燃烧和爆炸危险, 但显然, 液氨比氨水更具危险性。,2、氨气的危险特

5、性及用途,液氨危险性,当处于一定温度和压力状态下的液氨发生泄漏时, 会在泄漏出口附近位置处发生闪蒸( Flash) 物理现象, 因此液氨的泄漏具有气液二相流特征。 泄漏出的氨蒸气和非常细小的氨液滴混合物将在空气中悬浮并在空气中扩散, 形成微小液滴；若此时在泄漏点近场没有遇到障碍物, 该混合物在一定时空范围内将不会在空气中迅速下沉至地面，具有重气特征。,2、氨气的危险特性及用途,液氨危险性,5.2 涉氨安全事故的思考,2019/5/22,2013年6月3日清晨，吉林省德惠市宝源丰禽业有限公司发生液氨泄漏爆炸事故。 该事故造成120人遇难，77人受伤，3000名周围群众疏散。,2013年6月3日清

6、晨，吉林省德惠市宝源丰禽业有限公司发生液氨泄漏爆炸事故。 该事故造成120人遇难，77人受伤，3000名周围群众疏散。,死亡原因：烧伤、踩踏、窒息等。 电气火化引起的火灾事故，引发液氨管路和储罐的物理爆炸。 消防通道不符合要求，大部门门反锁，3min烧遍全场。 消防设计和材料不符合要求（PS保温板材/聚氨酯喷涂）。 缺乏必要的安全培训和应急演练。,2002年7月8日2时,山东省萃县某化肥有限公司的一个储量为20m3的液氨储罐向一储量为18.2m3的液氨槽车充装液氨时,由于车载金属软管发生爆裂,液氨迅速扩散,仅几分钟有毒气体就笼罩了整个厂区,威胁到2000多名群众的生命安危。 该事故造成105人

7、中毒,死亡13人,重伤24人,中度伤员12人。,2002年7月8日2时,山东省萃县某化肥有限公司的一个储量为20m3的液氨储罐向一储量为18.2m3的液氨槽车充装液氨时,由于车载金属软管发生爆裂,液氨迅速扩散,仅几分钟有毒气体就笼罩了整个厂区,威胁到2000多名群众的生命安危。 该事故造成105人中毒,死亡13人,重伤24人,中度伤员12人。,（一）液相连接导管破裂是造成事故的直接原因。液相连接导管供货单位是河北省无生产许可证的一家镇办企业。液相连接导管的工作压力、温度及使用期限均未超出规定范围，是在正常使用条件下发生的破裂。 （二）液氨罐车上的紧急切断装置失灵是液氨泄漏扩大的主要原因。事故发

8、生后，氨库西侧约米处的紧急切断阀很快被关闭。驾驶员对罐车上的紧急切断阀采取了紧急切断措施，但由于该装置失灵，致使罐车上液氨倒流泄漏，导致事故的进一步扩大。,（三）液氨罐区与周围居民区防护间距不符合规范要求，是导致事故伤亡扩大的重要原因。根据小型氨肥厂卫生防护标准（GB11666-89）卫生防护距离要求为1000米,而实际最近距离不足25米。 （四）安全管理制度和责任制不落实是发生事故的重要原因。液氨车辆来厂后，由当班调度负责检查液化气体罐车使用证、危险品运输许可证、驾驶证、押运证等，不合格者拒绝充装。该液氨罐车未办理危险品运输许可证。,1992年3月24日，塞内加尔的达喀尔市郊外一国营花生油加

9、工厂的液氨储罐发生破裂，喷出的氨气造成41人死亡，403人受伤。 这次事故是从槽车向储罐灌装液氨过程中发生的，据推测，由于某种原因引起储罐内压力异常升高而发生破裂。,2010年8月23日电 ，美国亚拉巴马州莫比尔县西奥多的米勒德鸡肉冷冻厂发生氨水泄漏事故，大约1500升至3000升氨水泄漏，导致至少120人不同程度中毒，其中有4人入院接受重症监护治疗。发生氨水泄漏后，当地政府官员通过电话通知周边居民待在室内、关闭空调，在学校上学的小孩也集中到室内。 2012年9月3日，美国密歇根州Grand Rapids市的Sun化学公司化工厂（美国劳动节）发生持续6小时的液氨泄漏，总计泄漏液氨635公斤。由

10、于当班人员很少，没有人员伤亡。因为这起泄漏事故未及时向有关当局通报，Sun公司将面临美国联邦政府机构的处罚。联邦法律规定，危险气体泄漏，凡超过45公斤，必须立即通过有关当局。没有立即通报的原因是该公司环境安全方面的负责人是一名新手，刚刚上班1周。但未及时通报违法，EPA仍将对其进行处罚。,2013年4月22日，四川仁寿县金凤食品公司生产车间氨气管道发生泄漏事故，4人在医院抢救无效死亡。事故发生时，厂区内有20多名工人，空气中弥漫着强烈的刺激性氨气味，导致现场工人出现不同程度中毒。消防官兵用喷雾水对车间的氨气进行稀释降低浓度。同时组织企业技术人员寻找泄漏点并堵漏。 2013年4月1日上午9点左右

11、，位于德州临邑县的金锣肉制品有限公司冷库车间发生氨气泄漏事故，造成40余人中毒住进医院，中毒者均是该公司冷库车间的工人。冷库采用氨制冷技术，液氨在设备管道内的储量非常大，管道破裂时，氨气迅速在整个车间中弥漫开来。 2012年10月22日深夜，湖北省洪湖市德炎水产公司发生一起氨气泄漏事故，共接诊患者479人，3名重度患者。经湖北省安全生产监督管理局组织的专家组调查认定，原因是冷却器螺旋盘管老化断裂，导致氨气泄漏。,5.3 氨的安全防护,2019/5/22,1. 涉氨人员的个人防护,1. 涉氨人员的个人防护（呼吸防护）,职业卫生标准：GBZ2.1-2007 工作场所有害职业因素职业接触限值，第一部

12、分：化学因素,氨的时间加权平均容许浓度（8小时工作日，40小时工作周的平均允许接触浓度）PC-TWA：20mg/m； 氨的短时间（在遵守PC-TWA前提下容许的短时间15分钟）接触容许浓度，PC-STEL：30mg/m；,1. 涉氨人员的个人防护（呼吸防护）,400 ppm眼睛、鼻子、喉咙会严重烧伤 （在20，1大气压下，相当于283 mg/m。,注：ppm为体积浓度单位，mg/m为质量浓度单位， 换算公式： mg/m=M/22.4*PPM*(273/（273+T)*(Ba/101325) 其中M为气体的分子量,1. 涉氨人员的个人防护（呼吸防护）,50 ppm眼睛烧伤(条件同上，相当于36m

13、g/m) 25 ppm TLV 值(条件同上，相当于18mg/m) 5 ppm 可以闻到（条件同上，相当于3.6mg/m）,注：TLV值（Threshold Limit Value)，即阈限值，通常报警仪报警、引起消防喷淋的都设为25ppm,1. 涉氨人员的个人防护（呼吸防护）,呼吸防护用品：过滤式、隔离式 （IDLH环境和非IDLH环境，IDLH:立即危害生命和健康的浓度）,1. 涉氨人员的个人防护（呼吸防护）,呼吸防护用品的选择,1.涉氨人员的个人防护（呼吸防护）,气体检测仪,个人专用有毒气体检测仪（氨）,氨,颗粒物防护：静电吸附；活性碳过滤异味 有毒有害气体防护：活性碳+化学物质.,颗粒

14、物防护：静电吸附；活性碳过滤异味 有毒有害气体防护：活性碳+化学物质.,长管呼吸器； 正压式呼吸器；,口罩,隔离式,面罩,1. 涉氨人员的个人防护（呼吸防护）,自吸过滤式防尘用品：靠佩带者的呼吸力量克服部件的阻力。 可以划分为三类：口罩、半面具和全面具。,1. 涉氨人员的个人防护（呼吸防护）,1. 涉氨人员的个人防护（呼吸防护）,面罩都须附加适宜的滤盒，面罩防护等级比简易防护口罩好（即预期将空气污染物浓度减低的倍数高）。 型号选择时须详细研读产品使用说明书,1. 涉氨人员的个人防护（呼吸防护）,1. 涉氨人员的个人防护（呼吸防护）,参正压式呼吸器使用方法,1. 涉氨人员的个人防护（化学灼伤防护

15、）,泄露的液氨温度极低，大面积泄漏时要使用绝热服 穿着不可吸收氨的材料制成的衣服（普通的工作服就可以防护气氨对干燥皮肤的伤害 戴防护手套（防冻伤、防接触皮肤） 全面具的防护效果化学防护眼镜+简易防护口罩 耐低温的材料穿戴质地坚固不易断裂的衣服和手套,1. 涉氨人员的个人防护（化学灼伤防护）,国家标准： GB24540-2009防护服装 酸碱类化学品防护服（防护液态酸碱类化学品，不适用于消防、应急救援等作业场所） GB24539-2009 化学防护服通用技术要求 GA770-2008消防员化学防护服装 美国标准： 危险化学事故用气密型防护服NFPA1991； 化学危险品喷溅防护服装NFPA199

16、2； 化学、生物、恐怖事件现场防护服NFPA1994,1. 涉氨人员的个人防护（化学灼伤防护）,气密型化学防护服,1. 涉氨人员的个人防护（化学灼伤防护）,外置式重型防化服,内置式重型防化服,1. 涉氨人员的个人防护（化学灼伤防护）,喷雾致密型防化服,一次性防护服：第五类、第六类防护,1. 涉氨人员的个人防护（眼部防护）,立式洗眼器,墙式洗眼器,复合式洗眼喷淋器,1. 涉氨人员的个人防护（眼部防护）,化学护目镜,2. 急救与灭火措施,2019/5/22,皮肤接触 立即脱去被污染的衣着，应用2%硼酸液或大量清水彻底冲洗。就医。 眼睛接触 立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟

17、。就医。 吸入 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。,2. 急救与灭火措施,2019/5/22,消防人员必须穿戴全身防火防毒服。 切断气源。若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。 喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处 灭火剂：雾状水、干粉、二氧化碳、砂土。,2. 急救与灭火措施,氨的泄漏形式（液态）,压力储罐中逃逸的液氨会形成雾状氨，是由液体氨的小滴组成的，该雾看上去象气态； 尽管氨气比空气要轻但氨雾要比空气重。（氨雾含有小液滴）。氨雾中所含的小液滴蒸发之前会一直紧贴地面。当小液滴蒸发后气体会开始上升； 氨雾的温度

18、可能会低到零下75摄氏度； 氨雾将会紧贴地面传播直到其中的小液滴蒸发掉 。,2. 急救与灭火措施,氨的泄漏形式（气态）,液氨蒸发为气氨时，液氨温度会降低； 氨气有很强的刺激性气味； 氨气能被探测到； 氨气比空气轻； 氨气蒸发得很快。,2. 急救与灭火措施,5.3主要设备的安全管理 液氨蒸发器、气氨缓冲罐,金属管道万向接卸系统,抽取储氨罐中的氨气，经压缩后将槽车的液氨推挤入液氨储罐中。,卸氨压缩机,为一定容积水槽，液氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后，从稀释槽低部进入，通过分散管将氨气分散入稀释槽水中，利用大量水来吸收排入的氨气。,将液氨蒸发为气氨；蒸汽加热,通过调压阀将蒸发器蒸发的氨气稳压

19、后输送SCR,消防及报警设施,喷淋系统 消防栓 浓度报警仪 废水收集,消防及报警设施,工业摄像头,槽罐车,危险品运输车 槽罐是压力容器,槽罐车,液氨槽罐车接卸口,氨站运行注意事项,1.卸氨操作,a. 接卸方式： 槽车接卸？管线接卸？ b. 槽车接卸过程中的人、机、料、法、环 人员：运行操作人员、槽车驾驶员、槽车押运员、 采购员、安全管理人员,人员持证要求： 操作人员持危险化学品安全作业证 合成氨工艺作业（液氨储存岗位） 化工自动化控制仪表专业,氨站运行注意事项,卸氨操作涉及的设备： 槽车（汽车、槽罐）、接卸臂或者接卸软管； 卸氨压缩机、卸氨管线及阀门、液氨储罐； 消防设施、氨浓度报警仪（固定、

20、移动）； 其它安全设施（洗眼器、淋洗器等，水源卫生？） 接地线,氨站运行注意事项,卸氨操作涉及的物料： 液氨、气氨、氮气、空气、水、蒸汽,氨站运行注意事项,卸氨操作涉及的方法： 操作票？规程？上墙的制度？ 槽车押运人员什么工作？ 电厂运行操作人员什么工作？ 如何接口？,氨站运行注意事项,1.卸氨操作,卸氨操作环境： 接卸区域位置？（偏僻？人流车流多少？地势？） 防静电、防滑、防撞、防泄漏、防火、防中毒、防人员误入； 风向与报警系统（如何通知附近居民疏散？如何尽快组织人员实施应急？）； 逃生通道与方向,上风向在哪边？地面紊流与300米范围看的风向不一样,氨站运行注意事项,1.卸氨操作,槽罐车的安

21、全附件,安全阀,液位计,车尾快关阀手柄,压力表,氨站运行注意事项,卸氨其它设备要求 槽车紧急切断阀（两组，接卸口、车后两组可以人工操作）； 三角垫木； 设备、管路、阀门、法兰跨接线与接地系统可靠连接 随车配备灭火器、防毒面具、防酸碱手套 远程紧急切断阀（氨站系统设备） 液位、温度、压力实时远方监视及高低限位报警 消防喷淋（水幕？）、固定式和移动式的氨浓度监测仪、接地线,储罐,氨储罐、蒸发器、缓冲器检查 氨储罐、蒸发器、缓冲器维修,管道,阀门、法兰,液氨管道、气氨管道检查 液氨管道、气氨管道维修,检查 维修,氨站检修注意事项,氨站检修注意事项,储罐、蒸发器、缓冲罐是压力容器，要执行压力容器的定期

22、外部检查、内部检验，并有检验报告。 投运后每月要进行一次安全检查。 每年要进行一次年度检查（外部）。 36年进行一次内部检查 。 以上检查记录均须存入压力容器技术档案。,1.储罐的检查和维修,氨站检修注意事项,对储罐、蒸发器、缓冲罐等压力容器进行检修时，应该有检修专项方案，方案中包括安全措施。 进入罐体内部检查、检修前，必须确保与运行中其它管路的有效隔离。 检修前，必须对其进行氮气吹扫，在人员进入前，必须进行氧浓度监测、氨浓度监测；,1.储罐的检查和维修,氨站检修注意事项,储罐检修前的氮气置换操作： 确认储罐排空，所有阀门处于关闭状态 需要的氮气量比较可观，一次置换不够 置换后需要静置 检修前

23、和检修中需要多次测氨浓度,1.储罐的检查和维修,氨站检修注意事项,用水蒸气吹扫、用水清洁？还是氮气？ 优点：省钱、省力、干净、时间短；（氨溶于水） 缺点：投运前液氨管线、储罐中有水，液氨溶于水时因大量放热会发生“沸腾”现象：NH3(g)+H2O(I)=NH3(aq)=2000kj/kg，对管线冲击比较大。,1.储罐的检查和维修,氨站检修注意事项,压力管道，检查、检验是重点 法兰垫片处容易泄漏 检查、检修前必须进行可靠隔离，加装闷板 检查、检修前必须进行置换 检查、检修前及过程中须多次测氨浓度,2.管道的检查和维修,氨站检修注意事项,涉及动火作业必须办理动火工作票 关注旁边正在工作的其它渉氨管道

24、及容器 关注进入工作区域的人员数量和素质 工作人员个人防护要到位,2.管道的检查和维修,氨站检修注意事项,设备和管道的工作状态发生变动时最危险 ！,2.管道的检查和维修,氨站检修注意事项,阀门内漏？阀门外漏？ 填料函泄漏、关闭件泄漏 阀门内漏、外漏都比较常见 因阀门内漏，检修时需要确保完全隔离,3.阀门的检查和维修,氨站检修注意事项,阀门选型是关键 日常维护检查很重要：润滑？气候变化？阀门开闭困难？ 填料函是否有效？ 仪表安装的人员要单独取证 故障检查、维修、更换时要有充分的安全措施 填料函泄漏处理时要按应急预案进行操作、处置 需要多次测量现场氨浓度,3.阀门的检查和维修,氨站检修注意事项,阀

25、门型号 功能要求？（断流、调节、保护） 位置要求？（安装位置） 连接要求？（法兰、螺纹、焊接、卡套？） 适用的介质（气体、液体、含固体介质、腐蚀介质和剧毒介质） 驱动方式（手动、齿轮传动、气动、电动、液动）,3.阀门的检查和维修,闸阀,球阀,截止阀,节流阀,减压阀,安全阀,止回阀,谢谢大家！,人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。,