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电石渣堆场的火灾危险性探讨

  
评论: 更新日期:2016年02月15日

溶解乙炔的生产场所——乙炔站,一般由粗乙炔气的发生、净化、压缩和充灌这几个工序组成。所谓电石渣,就是电石与水反应后生成的产物——氢氧化钙。

其主要的化学反应方程式为:

CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2 + 1.273*105J/mol

在粗乙炔气的发生工序,主要设备是乙炔发生器,以敞开式乙炔发生器为例,为一圆筒设备,下部呈锥形,结构比较简单。筒内保持约4/5水位,这些水除了参与反应外,还起到水封的作用,既不让乙炔从投料口逸出,也不让乙炔随电石渣一起排走。电石由上部投料口投入发生器后,经分布器均匀分布在栅板金属网上,同时与水发生上述反应,生成的乙炔气由上部的分布管收集后经过水封送入气柜。经过反应后,电石(CaC2)由比较坚硬的块状变为比较松散的粉状氢氧化钙(Ca(OH)2),进而穿过栅板金属网的网孔,下沉到底部锥形部分,形成浆渣,定时由阀门控制随水排出。浆渣沿着明水沟排至澄清池,经过多级澄清沉淀后的澄清水送回发生器循环使用,参与反应的水和蒸发的水则由新鲜水补足;呈泥状的电石渣捞起放在堆场,作为其它生产的原料或填料使用。

本文将对电石渣堆场的火灾危险性进行探讨。

根据《乙炔站设计规范》GB50031-91的规定,涉及对有关电石渣火灾危险性的定义共有三处:

1)第1.0.4条:电石渣处理站房、电石渣坑应为甲类。

2)第6.0.2条:电石渣坑、电石渣泵房、电石渣处理间为爆炸性气体环境1区,干渣堆场为2区。(根据其条文解释,干渣堆场之所以定为2区,是因为其中残留有乙炔气。)澄清水泵间为非爆炸危险区。

3)该规范附录四 名词解释:电石渣处理间为有爆炸危险的生产间;澄清水泵间为无爆炸危险的生产间。

从上述定义中可以看出:该规范这三处均对电石渣处理间(以布置电石渣浆脱水工艺设备如压滤机为主的建筑物)、电石渣坑明确为甲类;而电石渣堆场的火灾危险性只在第6.0.2条中明确为爆炸性气体环境2区,在第1.0.4条和名词解释中均没有列明。那么,电石渣堆场的火灾危险性到底如何界定?

从前述所介绍的乙炔发生工序的生产过程可知,电石渣离开发生器后,随水先流入多级澄清池,后捞起堆放在堆场,假设其中含有残余乙炔,其乙炔的浓度也应呈逐步下降的趋势。为了验证这一想法,笔者在某乙炔站正常生产的情况下进行了实地检测,检测情况如下:

检测时间:2010年3月29日下午14:40至15:20,分两次进行。

检测地点:电石渣排出口至干渣堆场,即整个电石渣处理过程。

检测工具:深圳市东震实业有限公司生产的便携式可燃气体泄漏检测器,型号DZI—888

检测记录:(表内数据单位:v/v%)

取样点第一次检测第二次检测

开始排渣排渣结束开始排渣排渣结束

排渣口(电石渣坑)0.50.050.480.05

排渣水沟0.010.000.010.00

澄清池0.000.000.000.00

湿(干)渣堆场0.000.000.000.00

分析:

1、 电石发生器在排电石渣时,会夹带微量的乙炔,这是因为乙炔为有机物,仅微溶于水,乙炔发生器的操作压力约680mmH2O,接近常压,溶于水中的乙炔很少;另外,也不排除尚有未完全反应的电石继续反应;因此,在排渣口能检测出微量乙炔,与实际情况较吻合。

2、 电石渣浆一旦离开发生器,所夹带的微量乙炔能很快扩散到空气中,其浓度随排放距离的延长而下降较快。

3、 澄清池与湿(干)渣堆场处已检测不出乙炔。

4、 此次检测对象的排渣口(电石渣坑)、排渣水沟、澄清池和湿(干)渣堆场均露天设置,通风良好,有利于乙炔扩散与稀释,是不会积聚形成爆炸性气体环境的客观原因。

5、 如果在电石渣排出口能检测到乙炔浓度明显上升,可以推断其原因可能有:操作方面,由于排渣时间过长,造成水封失效,乙炔串出;设备方面,由于乙炔发生器栅板金属网破损,未反应完全的电石掉入锥形部分,排渣时电石继续反应生成乙炔。

6、 企业通过电石渣排出口定期检测的手段,可以及时发现操作问题或设备故障,消除隐患。

至于电石渣浆含有一股浓烈刺鼻的臭味,是因为电石生成中还同时会有微量硫化氢(H2S)、磷化氢 (PH3)等杂质气体的缘故。

因此,基于以上的数据和分析,笔者认为:依据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92第2.2.5条的规定:爆炸危险区域的划分应按释放源级别和通风条件确定,当通风良好时,应降低爆炸危险区域等级。故笔者认为:正常生产时,露天设置的电石渣堆场,其爆炸危险等级可从2区下降为非爆炸危险区域,其火灾危险性可界定为戊类。

以上仅一孔之见,期望得到专家和同仁的赐教。应该指出:以上分析的结果仅针对露天设置通风良好的湿(干)渣堆场的状态,并不适用于所有其他乙炔生产场合。在我国北方,由于天气寒冷,澄清池和湿(干)渣堆场可能非露天设置,其火灾危险性不可忽视。

同时指出:以上仅对露天设置的湿(干)渣堆场的火灾危险性进行探讨,并非要降低乙炔站的风险。由于乙炔是一种化学性质活泼、极易燃烧爆炸的物质,因此,企业必须全面落实各级各部门安全生产责任制、严格执行各项安全管理规章制度和各岗位安全技术操作规程,才能保障乙炔站的安全生产。

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