德士古气化安全设计及实用管理手册

1、德士古气化安全手册1. 前言 气化装置是在高温高压下操作，所使用的原料煤为可燃物质；高纯度的原料氧，为助燃物；产品煤气及副产物是易燃易爆、有毒有害气体，并使用了氮气、蒸汽等危险性介质。在生产过程中容易发生火灾、爆炸事故和灼伤、中暑等职业危害。因此在设计、安装、制造过程中必须采取必要的措施，确保气化装置的安全、稳定运行。2. 主要危险性本流程原料主要为煤浆、氧气和氮气，产品合成气主要成分为CO、H2、CO2及少量CH4、H2S。各物质主要物理化学性质及防护列表如下：2.1 O2标识中文名英文名分子式分子量性状应用氧气OxygenO232.00无色无味焊接、医药、染料、炸药物理性质熔点()沸点()

2、溶解性相对密度-218.4-182.98溶于水和酒精1.11空气为1化学性质燃烧性助燃危害是易燃物、可燃物燃烧爆炸的基本元素之一，能氧化大多数活性物质。与易燃物(乙炔、甲烷)形成有爆炸性的混合物。防护灭火时切断气源，喷水冷却容器，雾状水、二氧化碳灭火。氧管道、管件及阀门必需光滑、脱脂，按国标施工。2.2 煤浆浓度(wt%)PH值粒度温度()320目40目14目55%99.5%99.9%100%40备注煤粉尘在空气中爆炸极限30mg/m3。煤粉尘的最低着火温度610。2.3 CO标识中文名英文名分子式分子量性状用途一氧化碳Carbon monoxideCO28.01无色无味用于化学合成，如合成甲

3、醇、光气，及精炼金属还原剂物理性质熔点()沸点()相对密度溶解性-207.0-191.480.97微溶于水、溶于乙醇、苯等有机溶剂化学性质燃烧性稳定性燃烧产物闪点()爆炸上限V%爆炸下限V%易燃稳定CO2-5074.2(空气)94(氧气)12.5(空气)15.5(氧气)危害与空气混合形成爆炸性混合物，遇明火、高温能引起爆炸。一氧化碳在血液中与血红蛋白结合而造成组织缺氧。急性中毒时：轻度头痛、头晕、耳鸣、心悸、恶心、呕吐、无力；中度中毒除以上症状以外，还有面色潮红、脉快、烦躁、步态不稳、意识模糊，可能昏迷；重度昏迷者昏迷不醒、瞳孔缩小、频繁抽搐、大小便失禁等；深度中毒可死亡。长期吸入一定量的一氧

4、化碳可致神经和心血管系统损害。接触限值为30mg/m3。防护灭火时切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。工程控制应严加密闭，提供充分的局部排风和全面排风。生产、生活用气必须分路。呼吸系统防护：空气中浓度超标时，必须佩带防毒面具。紧急事态抢救或逃生时，建议佩带正压自给式呼吸器。现场严禁烟火，进入罐或其它高浓度区作业时，须有人监护。泄露时，迅速撤离污染区，人员至上风区，并隔离至气体散尽，切断火源。备注最低着火点：空气中609，氧气中588。燃烧时火焰呈蓝色。2.4 H2标识中文名英文名分子式分子量性状用途氢气HydrogenH22.01无色无味用于合成氨和甲醇等、石油精制、有机氢化

5、及作火箭燃料物理性质熔点()沸点()相对密度溶解性-259.14-252.750.07不溶于水、乙醇、乙醚化学性质燃烧性稳定性燃烧产物闪点()爆炸上限V%爆炸下限V%易燃稳定H2O20%方可进入。若浓度大时需戴隔离式防毒面具，不可使用过滤式。用二氧化碳灭火时，不要轻易进入窒息区，尤其是管线、塔、罐内部工作。急救：迅速移至空气新鲜处，并注意保暖。呼吸困难或停止呼吸者，应立即进行人工呼吸或输氧。2.6 N2标识中文名英文名分子量分子式性状应用氮气Nitrogen28.01N2无色无味合成氨、硝酸，用作保护剂、冷冻剂物理性质熔点()沸点()相对密度溶解性-209.86-195.780.97微溶于水和

6、酒精化学性质燃烧性稳定性不燃稳定危害惰性气体，有窒息性。氮气过量，引起氧分压下降，会引起缺氧。防护工程控制时要密闭操作，现场提供良好通风条件。高浓度环境中，要戴供气式呼吸器。穿工作服，必要时戴防护手套。吸入时迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸通道畅通。呼吸困难时输氧。呼吸停止时，立即进行人工呼吸，就医。2.7 CH4标识中文名英文名分子式分子量性状用途甲烷、沼气MethaneCH416.04无色无味用于燃料和碳黑乙炔氢、甲醛等制造物理性质熔点()沸点()相对密度溶解性-182.5-161.580.55微溶于水溶于乙醇和乙醚化学性质燃烧性稳定性燃烧产物闪点()爆炸上限V%爆炸下限V%易燃稳定CO

7、、CO2、H2O-18815(空气)5.3(空气)危害与空气混合形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氟、氯等能发生剧烈反应。空气中甲烷浓度过高，能使人窒息。当空气中含量超过25%，可引起头痛、头晕和精细动作障碍，甚至引起窒息、昏迷。防护灭火时应切断气源。若不能立即切断气源，则不允许熄灭正燃烧的气体。工作现场严禁烟火。工程控制应生产过程密闭，全面通风。吸入应迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖，呼吸困难时输氧。呼吸及心跳停止者立即进行人工呼吸和心脏按压术，就医。进入罐及高浓度区作业，须有人监护。2.8 H2S标识中文名英文名分子式分子量性状用途硫化氢HydrogenSulfideH2S

8、34.08无色有恶臭用于化学分析如鉴定金属离子。物理性质熔点()沸点()相对密度溶解性-85.5-60.21.19溶于水、乙醇化学性质燃烧性稳定性燃烧产物闪点()爆炸上限V%爆炸下限V%易燃稳定二氧化硫-5046.0(空气)4.0(空气)危害易燃剧毒。与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。本品是强烈的神经毒物，对粘膜有强烈的刺激作用。高浓度时可直接抑制呼吸中枢，引起迅速窒息而死亡。长期接触低浓度的硫化氢，引起神经衰弱及植物性神经紊乱等症状。接触限值为10mg/m3。致死浓度1mg/L。防护灭火时切断气源。若不能切断气源，则不能熄灭正在燃烧的气体。工程控制应严加密闭，提供充分

9、的局部排风和全面排风。工作现场严禁烟火。皮肤接触应脱去污染的衣着，立即用流动清水彻底冲洗。眼睛接触应立即提起眼睑，用流动清水冲洗10分钟或用2%碳酸氢钠溶液冲洗，就医。吸入应迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸通道畅通。呼吸困难时输氧。紧急事态抢救或逃生时，建议佩带正压自给式呼吸器。3. 预防和控制3.1 气化装置的安全设计3.1.1 与安全有关的自控联锁 气化装置在生产过程中技术复杂，危险性大。装置界区内有多种易燃、易爆、有毒、有害介质，如煤气、H2S、N2、煤粉尘等。为了确保气化生产的安全稳定运行，本装置采用先进的集散控制系统及自动调节、报警、安全联锁等自控措施。在紧急情况下，安全联锁将自动

10、动作，以确保装置安全。 3.1.2 氮封及事故用氮 为了隔绝空气，防止氧气进入系统及防止有毒有害或对环境可能造成不利影响的介质外逸，本装置广泛采用氮封技术，即在容器内按一定速率充入低压氮，在液体与空气之间形成一层氮气隔离层。 在开停车时，必须使用氮气进行置换，使系统中氧气或可燃性气体含量合格，防止发生爆炸或火灾事故。3.1.3 通风系统 对有火灾、爆炸危险的封闭厂房，除充分利用自然通风外，还采用机械通风措施。对于煤粉尘危害严重的煤输送系统、磨机系统采用了机械通风装置。3.1.4 电气设备的安全设计 根据防雷设计规定，对工艺厂房和相应的设备管道设有防雷击、雷电感应和防雷电波措施。气化装置生产过程

11、中存在大量的易燃易爆气体和助燃气体。因此，对装置区内的工艺设备、电气设备、工艺管道以及金属平台等可能积聚静电荷，引起火灾爆炸或危害人身安全的区域，装有静电接地装置。对氧气管线，特别地设置严格的静电接地措施。3.1.5 防火防爆措施 (1)采用止回阀、切断阀防止火灾及爆炸的扩大。采用安全阀泄压防止管道、设备超压。 (2)对于氧气管线应严格进行脱脂处理。工艺烧嘴吊出后，氧管炉头法兰应加防护罩防止杂物进入。在紧急状态下为了能迅速切断氧气，氧气切断阀及流量调节阀设计成能快速关闭。氧气切断阀关闭时间为1秒，氧气流量调节阀关闭时间为3秒。 (3)防爆区内的有关电机、电动阀门、电梯、电源接头、现场电话等均采

12、用防爆处理。 (4)现场所有的消防、救护、通讯设施均应定期检查，保持完好。3.1.6 工艺设备上的安全设计 本装置为水煤浆加压气化技术，工艺先进，设备可靠，厂房布置应完全符合防火救护规范。3.2 与流程有关的过程安全控制 设计原则：安全为了生产，生产必须安全。 (1)工艺常识个人须具备工艺常识，特别是过程中有潜在危险的流程工段。(2)高温气化炉应与外界隔离，炉壁温达295。操作工必须意识到暴露金属外壳的高温。穿过炉的热电偶能有效测定气化炉热点温度。炉壁温度由表面热电偶、红外线测温仪测定。 (3)安全逻辑系统每当有危害设备安全、断电、断仪表空气等情况发生时，运用安全逻辑系统应能安全开停车，同时保

13、证生产设备和人身安全。停车触发器由系统设定自动进行，一旦触发，人工无法干预。 (4)DCS对装置进行集中控制和检测，现场仅需巡视和操作。DCS设置单独接地系统，以防接地不良而带来DCS系统的异常动作。设计完善的参数越限报警和自动联锁系统，防止事故发生。DCS与信号线应采取必要的屏蔽措施，防止因信号干扰而产生错误显示和操作。 (5)控制室及巡检岗位应设有灯光指示、铃声报警等控制系统，并设调度电话与各岗位联系，以保证协调生产和安全生产。 (6)皮带输送在操作中任何皮带运转都要有人监护。设计中任何设备运转部分都要有防护装置。 (7)工作区域清洁控制室及现场必需保持无杂物，也就是无碎纺织品，无不需要的

14、设备，无其他妨害安全的物品。 (8)规程所有人员必需严格执行工作规程、程序和安全规程。规程主要有：禁入规程：非工作人员未经允许不得进入工作区域。非控制室人员不经允许不得进入控制室。非工程师及管理员禁止修改工艺参数。进入容器：进入管线、罐、塔和其它容器要分析一氧化碳含量和氧含量，办钻塔进罐许可证。须动火时办动火证。必要时佩带空气呼吸器。联系调度：操作工必需掌握调度程序，服从调度指令，确保生产安全。 (9)工业监控烧嘴及氧管线位置应安装闭路电视监控系统，终端位于控制室。控制室应能随时监控烧嘴安装和氧管线安全情况。 (10)长明火炬火炬水封槽闪蒸汽放空应装有长明火炬，接弛放气，使闪蒸出的可燃气体及开

15、停车时放空气充分燃烧,避免污染和发生安全事故。 (11)氧煤混合点燃煤浆必须先进入气化炉，氧气然后进入开始点燃。假如先加入氧气会引起一次潜在而有力的爆炸。这是由于过量的氧气会和煤发生迅速燃烧并和氧气产生数量可观的一氧化碳。 (12)氧气管线氧气管线的设计及施工应以氧气安全规程为标准。氧气管线的脱脂清洗不低于HJG202-82脱脂施工及验收规范所定标准。所有氧气管线在投用之前必需清除所有异物。假如有异物残存且氧气速率达到一定值，异物就会燃烧，从而引起氧管燃烧，造成火灾。 (13)氧气切断阀之间应加氮气保护。(14)烧嘴冷却水压力应低于气化炉压力，烧嘴冷却水气体分离器放空管线设CO监测报警装置，一

16、旦CO超标，表明合成气有可能进入工艺烧嘴盘管，工艺烧嘴有损害现象，须及时停车处理。(15)烧嘴冷却水泵、低压灰水泵、黑水循环泵应设计为自启动泵。当运行泵跳车时或流量低于设定值时，备用泵自启动。(16)换烧嘴时应戴防火面罩、穿石棉衣；用四氯化碳洗擦密封面、管道内壁。(17)应配置长管呼吸器、空气呼吸器、隔离式防毒面具，防毒器材柜定置摆放，做到灵活、安全、好用，并定期检查、更换。(18)受压设备、容器和管路上应设置安全阀，以保护设备和管路的安全运行。安全阀应定期校验。(19)煤浆管道拆检时应戴防护眼镜。3.3 消防及器材3.3.1 火灾扑救方法 (1)隔离法：将火源与火源附近的可燃物隔开，中断可燃

17、物的供给，使火势不能蔓延。 (2)冷却法：用水等灭火剂喷射到燃烧的物质上，降低它的温度，当温度下降到该物质的燃点以下，火就会熄灭。 (3)窒息法：用不燃物质覆盖，包围燃烧物，阻碍空气或其它氧化剂与燃烧物质接触，燃烧因缺乏助燃物质而停止。3.3.2 消防 (1)现场应安装防爆灯具，所用电机应为防爆电机。 (2)气化炉与气化炉之间应建防火墙。 (3)从火灾危险性上看主要的危险场所为：DCS控制室及气化炉处。因此本工程重点防护部位为以上两处。 (4)本消防系统的设计除参照以上所列规范外，还应参照专业提出条件及消防设备生产厂家样本说明书。(5)本装置不配备专职消防人员，安全员兼任并负责生产岗位操作人员

18、的消防培训。 3.3.3 器材 发生火灾应立即联系消防队和中控室，切断气源后选择适宜的现场灭火器材进行灭火。常用的灭火器材有： (1)泡沫灭火器 泡沫灭火器内主要成分硫酸铝水溶液，加碳酸氢钠与泡沫稳定剂，两种药剂混合后产生CO2，将泡沫从喷嘴喷出，作用是盖住燃烧物表面，隔绝空气，停止燃烧。 (2)CO2灭火器 CO2的相对比重为1.52，比空气重。灭火用的CO2以液态罐装在钢瓶内，使用时喷出固体雪花状的CO2 (即干冰)。干冰的温度是-78.5，能够冷却燃烧物和冲淡氧的含量。它主要用于扑救贵重设备、精密仪器及小面积油脂等火灾。 (3)干粉灭火器 干粉灭火器的药剂是由碳酸氢钠加防潮剂以及增滑剂配

19、置而成，它依靠压缩的CO2气体压力作用，将干粉喷射到燃烧区灭火。由于干粉密度浓集，颗粒微细，在燃烧区能隔绝火焰的辐射热，冲淡空气中氧含量，从而灭火。它适用于扑救油类、可燃气体和电气设备的火灾。 (4)消火栓 消火栓可提供最便宜的灭火剂水。水的热容比任何液体大，而且在蒸发时需吸收大量热量，可以降低温度，汽化了的水蒸汽会冲淡燃烧区内可燃气浓度。水用来扑救任何建筑物和一般物质的火灾(切断电源后)。 (5)四氯化碳灭火器 四氯化碳液体遇热蒸发为气体，能降低燃烧物质的温度。四氯化碳蒸汽比重为空气的5.5倍，不易扩散，有利隔绝空气使燃烧停止。因四氯化碳不导电，主要用于扑救电气火灾，也可扑救油类火灾。四氯化

20、碳有玻璃瓶装和钢瓶装两种。玻璃瓶装的直接扔向着火点，瓶碎后四氯化碳溢散即可。四氯化碳灭火的过程中会产生光气，对人体有害，故人必须在上风处灭火。 本装置具体设置： (1)水消防：建立水消防系统。磨煤系统环形分布消防栓，现场框架每层都应设置消防栓。消防带及水枪齐全完好。 (2)卤代烷“1301”灭火系统：对本装置控制室采用卤代烷“1301”全淹没自动灭火系统进行防护。其灭火浓度为5%。采用感烟、感温两种火灾探测器。含钢瓶组、瓶头阀、汇流管、喷头、感温及感烟探头和控制盘。 (3)干粉灭火器：磨煤岗位配备两台MFT系列推车式干粉灭火器。每层应配备MF系列和MFZ系列干粉灭火器，用于小型初始火灾。 (4

21、)消防站：建立具有一定消防能力、可满足本系统机动消防需求的消防站。3.4 安全防护及职业卫生 设计原则：预防为主。3.4.1 有毒有害气体中毒急救方法 (1)缺氧与窒息的现场急救方法 首先对缺氧环境进行通风，提高该环境空气中的氧浓度，有利于患者及救护者吸入含氧量足够的空气。 将患者抬到通风处，按照具体情况，进行必要的心肺复苏等急救措施，如人工呼吸、胸外心脏按压、心室内注射三联针等。 如果患者昏迷程度较深，可将地塞米松10mg加入20%的葡萄糖液20ml中进行静脉注射，并用冰袋放在头部周围降温。 在现场抢救及送往医院过程中，要给患者充分吸氧，并注意呼吸道的畅通。 (2)急性一氧化碳中毒急救方法

22、将患者安全地从中毒环境中抢救出来，迅速转移到通风处。 如果患者呼吸停止或微弱，立即进行人工呼吸；如果患者曾呕吐，人工呼吸前应先消除口腔中的呕吐物；如果心跳停止，应立即进行心脏复苏。 高浓度吸氧，氧浓度越高，碳氧血红蛋白的解离越快，吸氧应维持到患者神志清醒为止。 昏迷程度深，在现场急救后应立即送医院抢救。 (3)急性硫化氢中毒急救方法 将患者安全地从中毒现场中抢救出来。 硫化氢对呼吸中枢有麻痹作用，人工呼吸是现场急救的重要手段，硫化氢剧毒，以压胸为宜，坚持二小时以上。 长时间的吸高浓度氧。 硫化氢对眼睛有刺激作用，可用生理盐水或13%碳酸氢钠液冲洗眼腔。 3.4.2 安全防护 (1)有毒气体报警

23、器：在所有潜在泄露有毒气体可能位置，都要装配固定式一氧化碳报警测定器。另外，个人在同样环境下工作，也要佩带便携式报警器。 (2)粉尘：煤粉碎岗位、筛分及输送岗位，操作应佩带防护镜和防尘口罩。此区设集尘系统。煤仓要有除尘设施，防止粉尘爆炸。 (3)清洗：上述岗位及煤浆制备和输送岗位应装备X-X系统洗眼器，以备煤尘或煤浆进入眼中时清洗。若煤尘和煤浆污染身体，则须用安全沐浴器清洗。沐浴器应放在对人身需要紧急清洗的地点。 (4)劳动保护：进入现场须着工作服，戴安全帽。操作须戴劳保手套。 (5)进入容器：进入容器要按程序规定进行。要分析氧含量和有毒气体含量。必须提供适当通风，必要时佩带呼吸器或防毒面具。

24、建议使用东风-5系列防毒面具和RHZK系列正压式消防空气呼吸器。 (6)采取完善的继电保护措施，使各装置内电气设备和电气配线发生故障时，不损害设备，不伤害操作人员。 (7)所有建筑顶端都应装备避雷针或其它防雷接地系统。 (8)露天设备均设操作平台和梯子护栏。所有构筑物的地坑、护栏、平台、吊孔均设1.2米护栏和地脚挡板。 (9)为确保操作人员人身安全，特别是夜间巡检人员的安全，露天生产装置的工艺设备如塔、槽、罐等，以及框架均设足够亮度的照明设备。(10)车间应设安全监督员，协助车间主任监督贯彻执行有关劳动保护用品、安全、工业卫生的规定，并在车间内设置必要的劳保用品、安全和卫生设施。 3.4.3

25、职业卫生 (1)现场卫生防护 氧气及合成气放空要安装消音器，噪音标准应不高于工业企业厂界噪声标准GB12348-90所规定中类标准。磨煤岗位应为隔音操作间，操作控制室与声源采取隔声措施。除磨煤岗位外，其它生产场所应低于80dB(A)，操作控制室应低于70dB(A)。 凡有人员经常停留的场所以及生产要求维持一定室温的场所，均设置采暖系统，以保证冬季室温符合安全生产和卫生要求。车间控制室空调设计参数如下：冬季温度：203；夏季温度：243；相对湿度：5080%；其它参看工业企业设计卫生标准。 所有新建建筑物，尽量利用自然通风作为夏季防暑降温和有害物排出的主要措施，对有害物集中或设备和管线易于泄露的

26、场所，再辅以全面或局部的机械通风，以加强有害物的排出。 车间根据定员设置更衣室，男女卫生间、盥洗室等辅助卫生设施。 本厂应有专职安全卫生机构，负责全厂性安全教育，监督贯彻执行有关劳动保护、安全、工业卫生的法令和法规。应为其配备安全教育室及相关设施，定期对职工进行安全教育和职业卫生教育。 职工医院应有专职职业病防治医生及救护车辆，负责职业病防治和全厂工伤急救工作。 开展夏季“四防”和冬季“四防”安全教育。夏季“四防”为：防雨、防洪、防雷击、防暑降温。冬季“四防”为：防冻、防滑、防火、防中毒。 (2)职业病预防 防尘肺：粉尘接触可引起皮肤炎症，进入呼吸道可引起呼吸道炎症，进入肺中可引起尘肺。要预防

27、尘肺，第一要改进工艺和生产方式，减少粉尘飞扬，减少职工与粉尘接触的机会；第二采用湿式作业；第三要采取密闭除尘；第四做好粉尘监测，将粉尘浓度控制在国家规定标准以下；第五要注意个人防护，坚持戴防尘口罩，浓度较高时戴送风式头盔；第六制定严格防尘卫生保健制度，严格执行国家规定，把防尘措施落到实处；第七做好粉尘作业工人工作前检查身体和定期的健康检查，不适合接触粉尘的工人要调换到不接触粉尘的工作岗位。 防噪声：噪声可造成听觉迟钝和听力减退，严重造成噪声性耳聋。噪声对人体的循环系统、神经系统和消化系统等均有不同程度的危害。预防噪声的方法，一是改进工艺，消除噪声源；二是改进机器设备，减少金属零件之间磨擦和冲击

28、，消除和减弱噪声的产生和传播；三是加强个人防护，如带防音耳塞、耳罩等；四是参加工作前体检，以及定期体检，重点检查听力和心血管系统，尤其是血压，以便及早发现危害，及时采取防治措施。 3.5 安全生产注意事项 (1)各种传动设备、电动工具等的检修、移动、加油、清洁等必须按规定切断电源，严格执行有关检查制度。 (2)氧气手动阀门的开关应缓慢进行，避免快速操作。 (3)凡是用于氧气的管道、管件、阀门、仪表和其它一切接触氧气的附件必须事先经严格脱脂处理。脱脂后的管道必须用氮气吹净。 (4)严禁润滑油脂及其它易燃物靠近氧气管道。 (5)巡检时应注意氧管的状态，如发现管道泄漏、烧红或着火立即停车并使用灭火器

29、或消防水进行灭火。 (6)氧管检修前应用氮气置换，并用盲板隔离相关管线设备。检修后应清洗合格方能进行装配。 (7)氧气管道的接地装置，每年雨季之前应检查一次，接地电阻合格。 (8)在气化装置投料前应进行23次联锁空试，保证联锁动作准确无误。并按规定进行阀门和盲板的确认。 (9)压力容器必须有专人负责，安全阀定期检验，保证安全阀灵敏有效。严格执行压力容器的安全技术操作规程，不得超压、超温操作。 (10)在吊装预热烧嘴时，应保证气化炉内负压，防止回火伤人。 (11)不准用手触摸运动中的联轴器，机械转动部件应设有安全罩。 (12)在对运行中的转动设备进行加油或检查时，严禁手中带有棉纱或戴手套操作。 (13)如遇电机冒烟、着火或严重超温、机体剧烈振动等异常情况，应立即停下运行设备。对于管道、阀门破裂造成大量煤气泄漏，有着火和爆炸危险时应作紧急停车处理。 (14)投料前系统必须进行氮气置换，防止投料时产生煤气遇空气混合而发生爆炸事故，取样分析O2含量小于0.5%为合格，停车后氮气置换可燃气CO+H2小于0.5%为合格。 (15)应严格执行巡回检查制度，监控设备的运行情况