某硫酸企業(yè)非正常工況下大氣污染物排放風(fēng)險及防范措施

姚東凱

（陽煤集團太原化工新材料有限公司，山西 太原 030400）

引言

以某化工企業(yè)為例，主要通過硫鐵礦進行硫酸生產(chǎn)，年產(chǎn)值可以達到32 萬t，且余熱可支持發(fā)單量達2 500 萬kW·h。結(jié)合行業(yè)中的硫酸生產(chǎn)看，每年都存在不同程度的環(huán)境污染問題和安全生產(chǎn)問題，影響著硫酸行業(yè)的健康發(fā)展，為了滿足社會發(fā)展對硫酸的需要，同時有效避免出現(xiàn)大氣污染物排放的風(fēng)險，需要硫酸企業(yè)注重生產(chǎn)的風(fēng)險防范工作。為此，有必要對非正常工況下的大氣污染物排放風(fēng)險和其防范措施進行研究，在有效了解危險源并控制風(fēng)險點后，滿足企業(yè)發(fā)展需要。

1 硫酸企業(yè)的生產(chǎn)工藝分析

在該硫酸企業(yè)中，選擇的硫鐵礦制酸法，基本生產(chǎn)環(huán)節(jié)由焙燒、凈化、干吸和轉(zhuǎn)化吸收等工序組成，通過采用先進工藝和DCS 自動化控制系統(tǒng)，具體在酸洗凈化技術(shù)和沸騰爐氧化焙燒技術(shù)下，可以提高硫的凈化率跟燒出率，同時在進口催化劑和“3＋1”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝的幫助下，還可以使SO2的總轉(zhuǎn)化率提高到99.68%、總吸收率提高到99.8%。通過酸洗凈化技術(shù)可以降低廢水的產(chǎn)量，不過整體造成的污染仍然較大[1]。硫鐵礦制酸的污染物排放參考，如表1 所示。

表1 硫鐵礦制酸的污染物排放

2 非正常工況的大氣污染物排放風(fēng)險

2.1 非正常工況下的硫酸生產(chǎn)風(fēng)險

在生產(chǎn)過程的污染物排放風(fēng)險中，具體有設(shè)備故障、工藝參數(shù)控制變化和管理三方面因素，下面進行具體分析：第一，在設(shè)備故障方面主要有除塵系統(tǒng)漏氣、文氏管噴淋水中斷和管道堵塞等方面。以管道堵塞為例，在出現(xiàn)管道或者設(shè)備堵塞時，一方面在風(fēng)機前管堵塞時會導(dǎo)致烘焙工段爐頂無法維持負壓狀態(tài)，從而出現(xiàn)SO2外溢，另一方面在風(fēng)機后管堵塞時會導(dǎo)致SO2的吸收率變低，進而出現(xiàn)污染事故；

第二，在工藝參數(shù)控制變化方面主要有爐氣雜質(zhì)多、SO2濃度高、轉(zhuǎn)換和吸收溫度控制不合理等方面。以二氧化硫濃度高為例，一方面爐中SO2的含量需要控制在8%～8.5%，當(dāng)濃度低于要求值時會在溫度不足下降低轉(zhuǎn)化率，具體溫度在低于催化劑的起燃溫度時，催化劑會推動催化活性，進而出現(xiàn)尾氣污染，另一方面濃度過高下還會因為催化劑溫度過高（超過600 ℃）而加速催化劑衰老，降低轉(zhuǎn)化率。此外，在一定準(zhǔn)化率下SO2含量過高時，會在催化劑催化不及時下降低轉(zhuǎn)化率出現(xiàn)SO2污染；第三，在管理方面問題主要有操作管理、設(shè)備管理和紀(jì)律不嚴(yán)等方面。以操作管理不當(dāng)為例進行分析，由于對應(yīng)的操作人員工作大意和基本能力不足，容易造成污染事故，常見的問題有風(fēng)機風(fēng)量過大、冷卻閥門過小和不注重管道設(shè)備疏通等方面，容易引發(fā)環(huán)境污染[2]。

2.2 非正常工況下的硫酸儲存風(fēng)險

非正常工況下的儲存風(fēng)險主要受到設(shè)備故障和管理方面的影響，在設(shè)備方面，目前很多硫酸企業(yè)會通過圍堤的形式進行預(yù)防腐蝕處理，不過在該企業(yè)中并沒有設(shè)置處理漏酸的裝置，容易在漏酸下造成環(huán)境污染。在管理方面，疏于對貯酸罐要清理和檢查，容易存在較大的大氣污染物排放風(fēng)險。

2.3 非正常工況下的硫酸運輸風(fēng)險

非正常工況下的運輸風(fēng)險主要受到設(shè)備和管理方面的影響，在管理中，不能提前做好預(yù)防工作，最為明顯的便是未在管線兩端安裝瞬時流量計，無法對硫酸流量進行監(jiān)督，不能及時發(fā)現(xiàn)泄露問題。在設(shè)備中，未能更好的選擇耐腐蝕和耐高低溫的運輸、儲存容器，容易在長期工作下出現(xiàn)泄露風(fēng)險。

3 大氣污染物排放風(fēng)險的防范措施

3.1 硫酸裝置生產(chǎn)的防范措施

結(jié)合以上出現(xiàn)的轉(zhuǎn)化率低SO2濃度高、吸收率低的問題，具體需要做好以下方面的防范措施：第一，結(jié)合轉(zhuǎn)換溫度高于催化劑活性溫度的工況，會減低SO2的轉(zhuǎn)化率，主要發(fā)生在點火開車的階段，需要通過電加熱器的使用對轉(zhuǎn)化溫度進行控制，且在轉(zhuǎn)化問題達到工藝要求后及時進行生產(chǎn)階段的工作。另外，通過氫氧化鈉溶液可以對廢氣進行有效吸收，能在轉(zhuǎn)化率較低下，降低SO2排放的影響；第二，結(jié)合催化劑中毒的工況，也會降低SO2的轉(zhuǎn)化率，需要保證好爐氣凈化系統(tǒng)具有正常的除雜和除塵效果，同時及時做好催化劑的跟更換，最后還有注重氨吸收尾氣處理設(shè)施的安裝和使用。在轉(zhuǎn)化率較低下容易造成安全事故，必要時要進行停車檢查，避免非正常工況朝著事故發(fā)展；第三，結(jié)合干燥效果差和爐氣含水量高的工況，會造成吸收率低和酸霧排放濃度高，需要對干燥酸w（H2SO4）進行嚴(yán)格控制，使其濃度保持在94%～95%之間，且必要時可以提高干燥酸濃度。同時需要對干燥塔分酸管進行調(diào)整，確保分酸均勻[3]。

3.2 硫酸儲存的防范措施

針對硫酸儲存方面的防范防范措施，具體需要從以下方面進行：第一，儲存罐需要每2～3 年進行清理和大修，且需要平時注重巡回檢查并做好巡檢的記錄；第二，需要在儲存罐周圍留有安全空地，且需要設(shè)置圍堤并做好防腐蝕處理；第三，需要設(shè)置處理漏酸的裝置且酸罐需要安裝計量裝置并確保儲存保留200 mm～400 mm 空間；第四，貯酸罐需要蓋密封且要安裝呼吸管，同時保證附近通風(fēng)條件良好。

3.3 硫酸運輸?shù)姆婪洞胧?/h3>

針對硫酸運輸方面的防范防范措施，具體需要從以下方面進行：第一，需要在管線兩端安裝瞬時流量計對流量進行監(jiān)控，在及時發(fā)現(xiàn)漏酸問題后及時處理；第二，要對運輸容器進行定期檢查并做好型號和性能的選擇工作；要避免硫酸和其他物質(zhì)的混載運輸，且停車需要處于安全地帶。

4 提高風(fēng)險防范效果的措施

為了有效提高硫酸企業(yè)進行大氣污染物排放風(fēng)險的防范效果，需要積極完善隱患排查體系并注重日常風(fēng)險應(yīng)急救援演練，不斷提高風(fēng)險防范的效果。在隱患排查體系中需要明確生產(chǎn)中的各類風(fēng)險點，并且結(jié)合風(fēng)險分級體系對處理措施和預(yù)防措施進行合理編制。在正常的隱患排查中需要結(jié)合對應(yīng)的工作流程進行，具體如表2 所示。在應(yīng)急救援演練中，需要通過演練提高工作人員的安全生產(chǎn)意識，避免非正常工況向事故的演變，在員工具有負責(zé)認真的工作態(tài)度和對應(yīng)的應(yīng)急救援能力下，確保硫酸企業(yè)的安全生產(chǎn)。

表2 隱患風(fēng)險排查階段

5 結(jié)語

對于硫酸企業(yè)而言，積極做好大氣污染物排放風(fēng)險的預(yù)防工作有著重要價值，結(jié)合硫酸的生產(chǎn)特點，是化工行業(yè)中六大高危產(chǎn)業(yè)之一，因此硫酸企業(yè)的安全生產(chǎn)和環(huán)境效益問題一直被社會各界廣泛關(guān)注，結(jié)合該硫酸企業(yè)的實際生產(chǎn)看，在非正常工況下存在著管理、設(shè)備和工藝方面的隱患，需要通過對應(yīng)的處理措施制定，降低安全隱患的影響，同時也要做好防范工作，通過合理的檢查維護工作不斷發(fā)現(xiàn)隱患并降低隱患的影響，使硫酸企業(yè)實現(xiàn)真正的安全、環(huán)保生產(chǎn)，滿足社會發(fā)展需要。