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警惕廢水儲(chǔ)罐爆炸事故

你好！今天我們來(lái)討論廢水儲(chǔ)罐內(nèi)部爆炸事故的預(yù)防。這里講的廢水儲(chǔ)罐通常是指工廠收集和存放廢水的儲(chǔ)罐或者緩沖罐。
 
2013年9月11日，在美國(guó)波士頓，一家工廠的工人在焊接廢水罐的管道時(shí)，廢水罐發(fā)生爆炸，該工人被嚴(yán)重?zé)齻?天后不幸死亡。


2015年7月3日，韓國(guó)韓華化學(xué)氯乙烯（PVC）原料工廠的廢水收集池發(fā)生爆炸，導(dǎo)致6人死亡和1人受傷。據(jù)報(bào)道，事故原因是在廢水儲(chǔ)罐頂部作業(yè)過(guò)程中，焊接產(chǎn)生的火星引燃了從儲(chǔ)罐泄漏的氣體，發(fā)生爆炸。


類似的事故案例還很多。
 
譬如，2018年3月1日，在國(guó)內(nèi)一家工廠，工人在苯加氫車間廢水儲(chǔ)罐罐頂施工作業(yè)過(guò)程中，廢水儲(chǔ)罐突然起火，3名工人在逃生過(guò)程中從罐頂墜落，造成2人死亡和1人受傷。
 
1990年7月，在美國(guó)發(fā)生過(guò)一起后果非常嚴(yán)重的廢水罐爆炸事故。阿科公司（ARCO）位于美國(guó)德克薩斯州的一臺(tái)廢水儲(chǔ)罐發(fā)生爆炸，導(dǎo)致17人死亡。


發(fā)生爆炸的是一個(gè)容積為3400m3的廢水儲(chǔ)罐，它收集來(lái)自工廠各個(gè)工藝單元的廢水。有一臺(tái)壓縮機(jī)將儲(chǔ)罐內(nèi)的氣體送到洗滌塔去處理，在壓縮機(jī)的出口有一條管道回到廢水儲(chǔ)罐內(nèi)。考慮到儲(chǔ)罐內(nèi)存在易燃的溶劑蒸氣，為儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)了氮封，并且在儲(chǔ)罐上安裝了一個(gè)在線氧含量分析儀，根據(jù)氧含量決定是否往儲(chǔ)罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)狻?/span>
 
由于來(lái)自工藝單元的廢水中含有較高濃度的有機(jī)溶劑，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，廢水儲(chǔ)罐的液面上就形成了厚厚的一層有機(jī)物。





在這起事故發(fā)生前，工廠剛維修完壓縮機(jī)準(zhǔn)備重新啟動(dòng)。啟動(dòng)前操作人員檢查了氧含量分析儀，然后才啟動(dòng)壓縮機(jī)，但很快發(fā)生了爆炸，爆炸將整個(gè)儲(chǔ)罐夷為平地，造成了重大的人員傷亡。
 
事故調(diào)查表明，廢水儲(chǔ)罐上那個(gè)氧含量分析儀發(fā)生了故障，在啟動(dòng)壓縮機(jī)的時(shí)候儲(chǔ)罐內(nèi)有易燃蒸氣與空氣的混合物，開動(dòng)壓縮機(jī)后產(chǎn)生了點(diǎn)火源，導(dǎo)致罐內(nèi)爆炸。
 
在化工和制藥等流程工廠都有廢水收集儲(chǔ)罐，廢水處理系統(tǒng)屬于公用工程的范疇，不屬于主工藝裝置，因此我們通常不會(huì)將廢水收集罐納入工廠的過(guò)程安全管理范疇，在安全管理上容易忽視它的危害。這些廢水罐爆炸事故之所以發(fā)生，一項(xiàng)重要的原因是相關(guān)的企業(yè)忽視了廢水儲(chǔ)罐存在易燃溶劑蒸氣的危害。
 
從工藝生產(chǎn)角度出發(fā)，我們往往是把廢水儲(chǔ)罐作為一個(gè)水罐來(lái)對(duì)待的，但是，從安全角度看，它很可能是不折不扣的溶劑儲(chǔ)罐，而且其中的溶劑成分往往很復(fù)雜，也很容易達(dá)到爆炸的濃度。
 
我們以含甲苯的廢水為例，對(duì)于一個(gè)容積100m3的廢水罐，如果里面有60%的廢水，那么只需要大約1.8kg甲苯氣化進(jìn)入氣相空間，就足以達(dá)到爆炸下限。
 
在25℃時(shí)，如果廢水的表面上有一層薄薄的甲苯溶劑，其中部分甲苯會(huì)氣化進(jìn)入氣相空間，達(dá)到3.6KPa的分壓，這些甲苯蒸氣與罐內(nèi)的空氣能形成爆炸性混合物，只需要不超過(guò)1毫焦的點(diǎn)火能就能引燃導(dǎo)致內(nèi)部爆炸。因此，它的危害顯而易見！污水中常見的其它易燃溶劑也和甲苯的情況比較類似。
 
該如何預(yù)防廢水儲(chǔ)罐發(fā)生爆炸或者火災(zāi)呢？
我們要認(rèn)識(shí)和重視廢水儲(chǔ)罐中存在易燃溶劑導(dǎo)致內(nèi)部爆炸的危害。檢查工廠廢水儲(chǔ)罐的運(yùn)行情況，確認(rèn)其中是否存在易燃溶劑。如果有易燃溶劑，可以通過(guò)氣體檢測(cè)等方式，了解在廢水罐的氣相空間內(nèi)是否達(dá)到了爆炸下限濃度。
 
出于環(huán)?？紤]，為了減少異味外溢，廢水儲(chǔ)罐一般都是密閉的，這么做使得易燃溶劑蒸氣更容易累積達(dá)到危險(xiǎn)的程度。
 
如果廢水儲(chǔ)罐內(nèi)易燃溶劑蒸氣的濃度超過(guò)了爆炸下限，可以通過(guò)增加通風(fēng)（包括機(jī)械通風(fēng)）來(lái)避免溶劑蒸氣的集聚，通風(fēng)風(fēng)機(jī)的葉片應(yīng)該采用不發(fā)火的材質(zhì)。還可以考慮氮封措施，避免在儲(chǔ)罐內(nèi)形成爆炸性混合氣體。
 
氮封是控制廢水罐爆炸危害的一種很好的工程措施，但需要合理設(shè)計(jì)，將儲(chǔ)罐內(nèi)的氧含量降低到可以接受的安全水平，通常氧含量不應(yīng)該超過(guò)5%；而且要確保氮?dú)夤?yīng)的可靠性。
 
總而言之，是要把廢水儲(chǔ)罐作為一個(gè)易燃溶劑儲(chǔ)罐來(lái)對(duì)待。
在正常運(yùn)行時(shí)，如果廢水儲(chǔ)罐內(nèi)的溶劑蒸氣濃度低于爆炸下限，并且有一定的安全裕量，那么平時(shí)是安全的，但要留意工藝系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，是否會(huì)把比較多的易燃溶劑送到廢水儲(chǔ)罐，臨時(shí)形成爆炸性混合物。
 
我們可以設(shè)置固定式的可燃?xì)怏w探測(cè)儀，通過(guò)報(bào)警提醒操作人員及時(shí)采取正確的應(yīng)對(duì)措施，譬如及時(shí)調(diào)整工藝系統(tǒng)的操作，或者啟動(dòng)廢水罐的通風(fēng)裝置等等。
 
我們前面講到的兩起事故都是發(fā)生在廢水儲(chǔ)罐附近的作業(yè)過(guò)程中，因此，如果在廢水儲(chǔ)罐開展作業(yè)（特別是動(dòng)火作業(yè)），必須嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)許可證制度，通過(guò)氣體檢測(cè)確認(rèn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的可燃?xì)怏w濃度處于安全的范圍。
 
廢水儲(chǔ)罐是一臺(tái)水罐，但也很可能是一個(gè)易燃溶劑儲(chǔ)罐，需要引起我們足夠的重視。謝謝你的收聽！