事发企业主要从事农药中间体及农药产品生产、经营,发生爆炸厂区为该企业污泥处理车间。该车间内有高温高压蒸汽,无易燃可燃物,建筑结构为钢结构,爆炸面积约600平方米,事故现场无烟、无明火、无有毒气体,排除了后续险情和次生灾害风险。
01污泥干化车间爆炸可能原因是什么?
虽然爆炸具体原因目前尚未公布,但实际上污泥干化厂的自燃或爆炸事故时有发生,就安全事故的类型看,粉体爆炸事故可能是我国所有的重大安全生产事故中爆发频率最高,人员伤亡最大的类型。这些事故的发生最重要的原因是人们对从污泥到粉体后物质特性发生的巨大变化缺乏针对措施导致的,污泥干化工艺中粉尘爆炸特性主要包括粉尘浓度、含氧量、点燃能量、含湿量4个参数。
1、粉尘浓度
生粉尘爆炸必须达到一定的浓度,该浓度被称为该有机质的“粉尘爆炸浓度下限”。大粒径的粉尘一般沉降为只有燃烧能力的沉积粉尘,只有小粒径的粉尘才能在助燃气体中悬浮。一般粉尘浓度区间在20-60g/m³,低于这个浓度,将难以形成持续燃烧,更谈不上爆炸。但污泥干化产品粒度分布变化范围极广,所以必须要根据实际的行业类型,物料泥性来针对性出设计方案,以免后续出现粉爆隐患。
2、含氧量
氧气作为助燃气体,是形成危险状况的基本要素之一。绝大多数干化工艺因为无法进一步降低粉尘浓度,因此,降低介质含氧量成为避开风险的主要手段。
3、 点燃能量
产生的粉尘发生爆炸需一定的点燃能量。摩擦、静电、炽热颗粒物、机械碰撞等产生的火花均可成为点燃能量的提供点。点燃能量可在20℃的环境中由金属摩擦产生,而污泥的粉尘云点燃温度高达360~550℃,粉尘层的点燃温度约为160~375℃。较低的能量就可以满足污泥粉尘的点燃,因此只要粉尘浓度和含氧量超标,任何点燃源都可能造成粉尘爆炸的危险。
4、含湿量
当干燥气体的湿度较大时,亲水性粉尘会吸附水分,从而使粉尘难以弥散和着火,传播火焰的速度也会减小。根据有关研究,有机粉尘的湿度超过30%便不易引起爆燃,超过50%是绝对安全的。水分的存在可大大提升粉尘爆炸的浓度下限,也就是提高了干燥介质的最低需氧浓度。
02污泥干化HAZOP(危险和操作性)经验分析
1.采购污泥干化机时对设备的定义偏差以及市场竞争环境存有潜在风险
首先污泥的处理并不是千篇一律的,肯定是根据实际情况选择对的工艺,其次选择符合项目情况的设备。污泥干化机并不是一个通用的设备,即不能像买普通家电一样购买污泥干化机。但在目前的一个污泥干化机招标竞争的环境中,价格战的冲击还是蛮大的,目前项目采购方存在侧重于价格选择的情况,而不是项目本身的需求,这就导致存在设备造价低、质量差、技术服务不成熟的企业却占据竞争优势的情况。这些因素会导致设备从开始就没有做相应严谨的项目设计,如缺少项目情况分析、防粉尘爆炸设计、项目验收等都会为将来的使用埋下诸多隐患。
2.污泥特性分析是不可缺少的环节
污泥特性是项目重要的一环,如何解决存在的泥性问题是至关重要的,且行业不同,污泥中的成分复杂,属性多样。但目前因为项目落地被很多因素影响,而对污泥成分的分析和了解却变得不那么重要,即污泥中的还原性物质成为了粉尘爆炸的重大隐患。
3.污泥干化过程伴随着挥发性有机气体的释放
相比爆炸因素外,中毒概率甚至更高。诸多行业的污泥还有易挥发性有机物,毒性气体,在干化过程中给周围环境造成恶臭的影响,或者对人体产生化学毒性的侵害。即针对污泥的物理化学特性还要进行第二步污泥干化机的选型,如何除臭或控制毒性气体也是重要关键点。
03污泥低温干化的发展与优势
1.目前主流的污泥低温干化运营情况
首先粉尘爆炸下限一般为20~60g/m3,而目前市面先进的低温干化工艺及设备,可以排除粉尘爆炸隐患,从实际正常运营的低温干化项目测试来看,低温干化设备采用除湿热泵对污泥进行热风循环冷凝除湿烘干,干化过程中区别于传统中高温干化,物料静态式摊放,无翻炒过程,能做到粉尘浓度<60g/m3,无扬尘与爆炸隐患;且在闭式的污泥低温干化机运行中,氧气含量<12%,出料温度<50℃。
2.污泥低温干化厂内减量的优势
污泥干化是目前实现大规模污泥减量和污泥处置的重要措施,且90%的项目都采用厂内减量的方式进行处理。结合厂内减量结合污泥低温干化将发挥更多的优势。
低温干化厂内减量优势:
1、环境:设备占地小,可灵活移动、温度适宜、运行环境整洁;且密闭式设计内循环、不凝性气体析出量少、不排放废气废热,只排放冷凝水、冷凝水中COD与NH3低,环境更友好。
2、安全:粉尘浓度低,没有粉尘爆炸风险,出料温度低不需要二次冷却处理,储存不会发酵,没有自燃风