1 引言
硫磺是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的重要原料,是目前國內(nèi)普遍采用的制取硫酸生產(chǎn)工藝的原料。硫磺是易燃易爆的化學(xué)品,其特殊的化學(xué)性質(zhì)決定了生產(chǎn)過程中防火防爆安全的重要性。硫磺在裝卸、生產(chǎn)過程中很容易產(chǎn)生硫磺粉塵,且其粉塵起爆能量低,爆炸濃度下限低,當(dāng)硫磺粉塵在空氣中濃度達到35g/m 、點火源能量達到0.15mJ時,就能發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。
2、硫磺的性質(zhì)及危險性
2.1 硫磺的性質(zhì)
硫磺的主要成分是硫(s),其含量≥99.50% ;外觀為黃色顆粒狀、片狀或塊狀固體;熔點為( 一硫)107% ;(p一硫)115% ;無定形硫熔點為120% ;沸點為445% ;密度為2.1g/cm ;不溶于水;閃點為160%(閉杯法);自燃溫度為232%;爆炸極限為空氣中35— 1400g/m ;燃點為248—260% ;最大爆炸壓力2.79kg/cm 。在正常情況下燃燒緩慢,如果與氧化劑混合則燃燒速度大大加快,遇明火、高溫易發(fā)生爆炸。
2.2 危險性
由于硫酸生產(chǎn)過程中所使用的原料、中間產(chǎn)品、成品均為不同規(guī)格硫磺粉末,工藝過程中介質(zhì)為硫磺和空氣,硫磺屬于易燃品,其粉塵易閃爆,燃燒爆炸物二氧化硫具有有毒有害性和強腐蝕性,因此硫磺粉碎加工生產(chǎn)過程中存在著多種危險有害因素。
2.2.1 物理危險性
在硫磺加工過程中,硫磺倉庫、硫磺拆投料、輸送等過程中都容易產(chǎn)生粉塵,積聚在設(shè)備、鋼架、防護、梯子、倉庫屋頂、墻體等部位。而硫磺粉塵積存與空氣接觸,揚懸浮于空氣中的硫磺粉塵很容易以物理分散狀態(tài)與空氣混合形成爆炸性混合物。其與可燃氣體或蒸汽混合物一樣具有爆炸下限和爆炸上限,粉塵物的爆炸危險性是以其爆炸濃度下限(g/m )來表示的,硫塵的爆炸下限為35g/m 。硫磺加工過程中如果硫磺原料中含有雜質(zhì)如砂石、鐵器等時,易產(chǎn)生摩擦碰撞火花;加工時間過長,粉碎機超溫超速度,易產(chǎn)生靜電;沖罐接地不良或無接地,物料未靜止和靜止時間不夠,操作人員違章取料產(chǎn)生靜電或火花;在干燥狀態(tài),由于攪拌、空氣輸送和注入等能夠產(chǎn)生靜電,都將會引發(fā)化學(xué)性爆炸。因此,硫磺庫區(qū)硫磺輸送設(shè)備、熔硫罐沉降槽、精硫池等區(qū)域是磺制酸生產(chǎn)過程中防火防爆重點區(qū)域。
2.2.2 火災(zāi)爆炸危險性
硫磺的加工生產(chǎn)環(huán)境大多為火災(zāi)、爆炸危險環(huán)境。首先,生產(chǎn)區(qū)使用的火源種類很多,分布也較廣,常見的主要有明火、設(shè)備設(shè)施檢修用火、區(qū)域外生活用火、高溫物質(zhì)及靜電所產(chǎn)生的火花等。此外,廠區(qū)內(nèi)行駛的未裝阻火器的機動車輛煙飛火、吸煙等也都會引起火災(zāi)。由明火引起火災(zāi)爆炸事故多數(shù)是因為檢修中違章動火、吸煙,由此造成的傷亡和損失較大。其次,生產(chǎn)過程中涉及到的電氣設(shè)備種類繁多。有變壓器、配電開關(guān)、電動機等,使用包括220V、380V的低壓配電系
統(tǒng)、電氣傳動系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、電纜等。電氣火花是一種較為常見的火源,在供、變、配、用電系統(tǒng)的電氣設(shè)備、線路,在異常情況下均有可能造成電氣事故;嚴重時可能引發(fā)火災(zāi)爆炸,造成嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。熔硫罐內(nèi)液硫的溫度一般控制在130—150% ,如果液硫溫度達到255℃就會發(fā)生火災(zāi)。同時,硫磺燃燒時,會生成含有二氧化硫和氧化物的有毒、腐蝕性氣體。與強氧化荊激烈反應(yīng),也有著火和爆炸的危險。
2.2.3 對人體的危害
硫磺對人體有很大危害性,其粉塵擴散時可較快地達到空氣中顆粒物有害濃度(20% 時蒸發(fā)可忽略不計)。硫磺粉塵容易通過呼吸道吸入或經(jīng)食道進入到體內(nèi),吸入通常有灼燒感、咳嗽、咽喉痛等癥狀,吸入硫磺粉末容易引起鼻炎和呼吸道炎。長期吸入會導(dǎo)致慢性支氣管炎;食入會使人產(chǎn)生嘔吐、腹瀉、惡心等癥狀。長期如此會讓人慢性中毒,甚至致癌,或細胞突變;該物質(zhì)刺激眼睛和皮膚,引起皮膚眼睛發(fā)紅、疼痛、視力模糊,反復(fù)或長期與皮膚接觸可能引起皮炎、視力下降。但其職業(yè)接3 預(yù)防措施燃燒要發(fā)生必須具備三個基本條件:可燃物、助燃物和點火源。硫磺粉塵燃燒爆炸機理也同樣如此,即存在著可燃粉塵與空氣或空氣混合形成爆炸性混合物,且達到硫磺的爆炸濃度極限(35~14oog/m ),點火能量達到其最小點火能(0.15mJ)。硫磺粉塵在點火源作用下發(fā)生的反應(yīng)過程如下:熱能加在硫磺粒子表面,溫度逐漸上升一硫磺粒子表面的分子發(fā)生熱分解或干餾作用,在粒子周圍產(chǎn)生氣體一產(chǎn)生的氣體與空氣混合形成爆炸性混合氣體,發(fā)生燃燒一由燃燒產(chǎn)生的熱進一步促使硫磺粉塵分解,產(chǎn)生可燃氣體一由于局部爆炸,爆炸波的傳播使堆積的粉塵受動而飛揚,成爆炸霧,從而可能連續(xù)產(chǎn)生二次、三次爆炸。在生產(chǎn)實際當(dāng)中,到處都有可能存在可燃物、助燃物、點火源的危險,但是只要根據(jù)燃燒、爆炸的機理和條件,消除其中的一個條件就可達到防火防爆的目的。然而,助燃物氧氣或空氣的消除是很困難的,只有從消除火源和可燃物這兩方面采取措施才是有效的。