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吉林禽业事件引起液氨制冷的安全问题

液氨主要用于制冷。工业上制冷原理主要分为“压缩式制冷”和“吸收式制冷”,前者工艺比较成熟,成本较低,而后者在节能与安全性方面要强一些。本例中应该是用前者。

压缩式制冷的原理和我们家用的空调、电冰箱的制冷原理基本是相同的。本质而言,制冷过程其实就是将热量从一个地方转移到另一个地方而无视温度差(大多情况下是从低温到高温),这样,根据热力学第二定律,就必然要损失一部分功或热。实现这一过程,就要建立一个制冷循环,通过一种物质作为热量的载体(制冷剂)在循环中流动而实现。氨就是一种制冷剂;冰箱中的氟利昂也是一种制冷剂。

一、氨的性质简介氨

制冷剂代号R717,是一种理想的制冷工质,具有良好的热力学性质。在限制和禁止使用CFC物质的形势下,氨由于对臭氧层无破坏作用,使用较广泛。氨(NH3)为无色、有剌激性辛辣味恶臭的气体,分子量17.03。比重0.597。沸点―33.33℃。溶点―77.7℃。爆炸极限为15.7%~27%(容积)。急性毒性:LD50350mg/kg(大鼠经口);LC501390mg/m3,4小时,(大鼠吸入)。氨在常温下加压易液化,称为液氨,接触液氨可引起严重冻伤。与水形成氨水(NH3 H2O=NH3?H2O),呈弱碱性。氨水极不稳定,遇热后分解,1%水溶液PH值为11.7。浓氨水含氨28%~29%。氨在常态下呈气体,比空气轻,易逸出,具有强烈的刺激性和腐蚀性,故易造成急性中毒和灼伤。

二、风险识别

本项目所用制冷剂氨不属于剧毒物质和一般毒物(属低毒类);氨属火灾、爆炸危险物质;根据重大危险源辩识(GB18218-2000)中规定,项目全部冷库使用氨的数量约35t,不超过临界量,不构成重大危险源。制冷是一个封闭的系统,制冷工质在系统中藉助压缩机械能输送流动,完成制冷循环。对照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92)规范标准,氨制冷系统属于第二级释放源,制冷装置在正常运行时不会释放易燃物质;即使释放也是在压缩机、氨泵的轴封处和阀门、法蓝、管件接头等密封处偶尔的、短时的发生。第二级释放源存在的区域,可划为2区。2区的概念是在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境。正常运行是指正常的开车、运转、停车,易燃物质产品的装卸,密闭容器盖的开闭,安全阀、排放阀、以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。但规范第2.2.5条又说:“当通风良好时,应降低爆炸危险区域等级”;规范第2.2.2条还同时规定:“易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限的10%”,可划为非爆炸危险区。根据《冷库设计规范》(GBJ72-84)第8.0.2条规定“氨压缩机房应设事故排风装置,换气次数应取8次/小时,排风机宜选用防爆型”。据此,氨压缩机房可视为通风良好,应按降低区域等级处理;从上述分析中得知,出现最高浓度能超过爆炸下限10%的概率近似为零。同时氨的比重很轻,在标准状态下,氨的比重是0.59kg/m3。仅为空气的0.546,而且其扩散能力较强,扩散系数为17×10-2cm2/s,仅次于氢、氧。因此,它难以聚集到爆炸极限的浓度。因此,可以将氨制冷系统作为非爆炸危险区看待。同时,冷库氨在正常工况下的自然损耗不会对环境造成污染影响。

三、氨泄漏事故预防措施

氨是乙类易燃气体,在适当压力下液化成液氨,一般储存于钢瓶或储罐中,在储存、运输、使用等环节,应当采取必要的防火措施,防止发生泄漏爆炸事故。首先储存氨的容器为压力容器,必须定期检验,钢瓶或储罐应放在阴凉通风的库棚内,远离火种、热源,防止日光直射,与性质相抵触的氟、氯及酸类等危险物品分开储存。其次是在搬运时轻拿轻放,防止钢瓶及瓶阀受损,运输槽车运送时要灌装适量,不能超压超量运输,运输车辆应避开高温时段,防止曝晒,同时要保护好附件阀门及液位表。另外在氨制冷工序中,应当注意氨压缩机房的防火要求,在《建筑设计防火规范》中将氨压缩机房列为乙类火灾危险的厂房,应采用一、二级耐火等级的建筑,《冷库设计规范》中对氨压缩机房也有专门的设计要求,应当有足够的泄压面积,电气设备要按Q-2(1区)级防爆要求考虑,并设有紧急泄压装置及可供抢救时喷洒水雾的消火栓。配备必要的防毒面具,有条件的可配备空气呼吸器。

1.根据现场情况划分警戒区,处置车辆和人员一般停靠在较高地势和上风(或侧上风)方向。

2.处置人员的应采取必要的个人防护措施,在处置泄漏或有关设备时,应穿着隔绝式防化服,佩戴空气呼吸器。直接接触液氨时,应穿着防寒服装。紧急时也可穿棉衣棉裤,扎紧裤袖管,并用浸湿口罩捂住口鼻。

3.应迅速清除泄漏区的所有火源和易燃物,并加强通风。如是钢瓶泄漏,处置时应用无火花工具,尽量使泄漏口朝上,以防液化气体大量流淌。关阀和堵漏措施无效时,可考虑将钢瓶浸入水或稀酸溶液中,或转移至空旷地带洗消处理。

4.对泄漏的液氨应使用雾状水、开花水流驱散。处置时应尽量防止泄漏物进入水流、下水道或一些控制区。

5.如发生火灾时应用雾状水、开花水流、抗溶性泡沫、砂土或CO2进行扑救,同时注意用大量的直射水流冷却容器壁。若有可能,应尽快将可移动的物品转移出火场。若出现容器通风孔声音变大或容器壁变色等危险征兆,则应立即撤退。

五、急救措施皮肤接触

立即脱去被污染的衣着,应用2%硼酸液或大量流动清水彻底冲洗。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。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。