摘要：硫磺制硫酸是國內普遍采用的硫酸生產工藝。分析了硫磺粉塵的危險性，針對生產過程中硫磺粉塵的易燃易爆的特點，提出了預防對策措施。

    關鍵詞：硫磺粉塵；爆炸危險性； 預防措施

    1 引言

    硫磺是化學工業生產的重要原料，是目前國內普遍采用的制取硫酸生產工藝的原料。硫磺是易燃易爆的化學品，其特殊的化學性質決定了生產過程中防火防爆安全的重要性。硫磺在裝卸、生產過程中很容易產生硫磺粉塵，且其粉塵起爆能量低，爆炸濃度下限低，當硫磺粉塵在空氣中濃度達到35g／m 、點火源能量達到0．15mJ時，就能發生火災爆炸事故。2008年1月13日凌晨3時25分左右，云天化國際化工股份有限公司三環分公司硫酸廠內的硫磺裝卸庫，在硫磺裝卸過程中，硫磺粉塵發生爆炸引起燃燒。該倉庫長約300m，寬約lOOm，在硫磺倉庫200m范圍內的門窗統統碎裂，倉庫四周一圈80m長的水泥墻當即倒塌，在離現場大約1km的地方，有人發現了飛濺過來的彩鋼瓦碎片。事故共造成7人死亡，32人受傷。根據調查組現場勘查的情況，專家的技術分析和相關人員的調查筆錄，調查組初步認定事故原因：一是天氣干燥，空氣濕度低，裝卸過程中容易產生揚塵；二是深夜靜風時段，空氣流動性低，造成局部空間內(皮帶運輸機地坑)硫磺粉塵富積，濃度達到爆炸極限范圍，在外部能量的作用下，皮帶運輸機地坑內的硫磺粉塵引起燃爆。

    2 硫磺的性質及危險性

    2．1 硫磺的性質

    硫磺的主要成分是硫(s)，其含量≥99．50％ ；外觀為黃色顆粒狀、片狀或塊狀固體；熔點為( 一硫)107％ ；(p一硫)115％ ；無定形硫熔點為120％ ；沸點為445％ ；密度為2．1g／cm ；不溶于水；閃點為160％(閉杯法)；自燃溫度為232％；爆炸極限為空氣中35— 1400g／m ；燃點為248—260％ ；最大爆炸壓力2．79kg／cm 。在正常情況下燃燒緩慢，如果與氧化劑混合則燃燒速度大大加快，遇明火、高溫易發生爆炸。

    2．2 危險性

    由于硫酸生產過程中所使用的原料、中間產品、成品均為不同規格硫磺粉末，工藝過程中介質為硫磺和空氣，硫磺屬于易燃品，其粉塵易閃爆，燃燒爆炸物二氧化硫具有有毒有害性和強腐蝕性，因此硫磺粉碎加工生產過程中存在著多種危險有害因素。

    2．2．1 物理危險性

    在硫磺加工過程中，硫磺倉庫、硫磺拆投料、輸送等過程中

    都容易產生粉塵，積聚在設備、鋼架、防護、梯子、倉庫屋頂、墻體等部位。而硫磺粉塵積存與空氣接觸，揚懸浮于空氣中的硫磺粉塵很容易以物理分散狀態與空氣混合形成爆炸性混合物。其與可燃氣體或蒸汽混合物一樣具有爆炸下限和爆炸上限，粉塵物的爆炸危險性是以其爆炸濃度下限(g／m )來表示的，硫塵的爆炸下限為35g／m 。硫磺加工過程中如果硫磺原料中含有雜質如砂石、鐵器等時，易產生摩擦碰撞火花；加工時間過長，粉碎機超溫超速度，易產生靜電；沖罐接地不良或無接地，物料未靜止和靜止時間不夠，操作人員違章取料產生靜電或火花；在干燥狀態，由于攪拌、空氣輸送和注入等能夠產生靜電，都將會引發化學性爆炸。因此，硫磺庫區硫磺輸送設備、熔硫罐沉降槽、精硫池等區域是磺制酸生產過程中防火防爆重點區域。

    2．2．2 火災爆炸危險性

    硫磺的加工生產環境大多為火災、爆炸危險環境。首先，生產區使用的火源種類很多，分布也較廣，常見的主要有明火、設備設施檢修用火、區域外生活用火、高溫物質及靜電所產生的火花等。此外，廠區內行駛的未裝阻火器的機動車輛煙飛火、吸煙等也都會引起火災。由明火引起火災爆炸事故多數是因為檢修中違章動火、吸煙，由此造成的傷亡和損失較大。其次，生產過程中涉及到的電氣設備種類繁多。有變壓器、配電開關、電動機等，使用包括220V、380V的低壓配電系統、電氣傳動系統、照明系統、防雷接地系統、電纜等。電氣火

    花是一種較為常見的火源，在供、變、配、用電系統的電氣設備、線路，在異常情況下均有可能造成電氣事故；嚴重時可能引發火災爆炸，造成嚴重的人員傷亡和財產損失。熔硫罐內液硫的溫度一般控制在130—150％ ，如果液硫溫度達到255℃就會發生火災。同時，硫磺燃燒時，會生成含有二氧化硫和氧化物的有毒、腐蝕性氣體。與強氧化荊激烈反應，也有著火和爆炸的危險。

    因此，火災爆炸事故是硫磺加工過程中的主要危險因素。

    2．2．3 對人體的危害硫磺對人體有很大危害性，其粉塵擴散時可較快地達到空氣中顆粒物有害濃度(20％ 時蒸發可忽略不計)。硫磺粉塵容易通過呼吸道吸入或經食道進入到體內，吸入通常有灼燒感、咳嗽、咽喉痛等癥狀，吸入硫磺粉末容易引起鼻炎和呼吸道炎。長期吸入會導致慢性支氣管炎；食入會使人產生嘔吐、腹瀉、惡心等癥狀。長期如此會讓人慢性中毒，甚至致癌，或細胞突變；該物質刺激眼睛和皮膚，引起皮膚眼睛發紅、疼痛、視力模糊，反復或長期與皮膚接觸可能引起皮炎、視力下降。但其職業接觸限值(闞限值)未制定標準。

    3 預防措施

    燃燒要發生必須具備三個基本條件：可燃物、助燃物和點火源。硫磺粉塵燃燒爆炸機理也同樣如此，即存在著可燃粉塵與空氣或空氣混合形成爆炸性混合物，且達到硫磺的爆炸濃度極限(35～14oog／m )，點火能量達到其最小點火能(0．15mJ)。硫磺粉塵在點火源作用下發生的反應過程如下：熱能加在硫磺粒子表面，溫度逐漸上升一硫磺粒子表面的分子發生熱分解或干餾作用，在粒子周圍產生氣體一產生的氣體與空氣混合形成爆炸性混合氣體，發生燃燒一由燃燒產生的熱進一步促使硫磺粉塵分解，產生可燃氣體一由于局部爆炸，爆炸波的傳播使堆積的粉塵受動而飛揚，成爆炸霧，從而可能連續產生二次、三次

    爆炸。在生產實際當中，到處都有可能存在可燃物、助燃物、點火源的危險，但是只要根據燃燒、爆炸的機理和條件，消除其中的一個條件就可達到防火防爆的目的。然而，助燃物氧氣或空氣的消除是很困難的，只有從消除火源和可燃物這兩方面采取措施才是有效的。

    3．1 消除可燃物的安全措施

    3．1．1 降低生產過程中硫磺粉塵濃度，使之處于爆炸下限(35g／m )以下加強流程的密閉性。從硫磺粉碎至包裝、貯存，最大限度地實施密閉化操作，以減少生產所與貯存倉庫內的硫磺粉塵量。

    3．1．2 加強通風排氣及粉塵的清掃鑒于硫磺粉塵的危險性，硫磺倉庫采取全面通風或局部通風，使硫磺粉塵不易積聚，降低硫磺粉塵在空氣中的濃度；對生產場所與倉庫進行改造，加強了通風排氣功能，倉庫增設敞口窗戶，加強自然通風能力；加強對硫磺倉庫、硫磺拆包、投料、輸送等區域的衛生清掃力度，及時清除積聚在設備、鋼架、防護欄桿、梯子、倉庫屋頂、墻體等部位的硫磺粉塵。

    3．2 消除點火源的安全措施消除點火源是硫磺制酸生產過程中防火防爆安全最有效的措施。鑒于硫磺粉塵的最小點火能量0．15mJ，爆炸下限35g／m 2項爆炸指標相對較低，危險程度大，因此必須盡可能地消滅和控制點火源，加強火源管理。

    3．2．1 消除和控制火花電氣設備和線路必須符合防火防爆要求，避免產生電氣火花、電弧火花等火源；現場作業必須使用防爆工具，如銅器具，嚴禁使用鐵器產生撞擊火花；操作人員不得穿能產生靜電和火花的服裝上崗。

    3．2．2 消除和控制熾熱物體

    熔硫磺的工藝是采用在快速熔硫罐內用蒸汽盤管間接加熱，將固體硫磺熔成熔融狀的液體硫磺，液硫的溫度一般控制在130～150qC為宜，蒸汽盤管內的溫度宜控制在160'E，如果液硫的溫度超出控制范圍時就要及時調整蒸汽壓力，否則容易著火。作業場所照明燈白熾燈、鹵鎢燈表面溫度隨燈泡功率不同而不同，如150W 時表面溫度是150～230℃ 、200W 時表面溫度是160～300"C，因此選用照明燈具時必須考慮這些因素，避免積聚在燈泡表面的硫磺粉受熱自燃。

    3．2．3 嚴格控制焊接、切割作業嚴格執行《動火審批制度》，高處焊接、切割，必須設有兜接火花濺落的措施。乙炔與氧氣燃燒時火焰溫度為3100～3300qC，焊接、切割濺落的焊渣溫度也是上千度，所以動火作業必須嚴格辦理《動火許可證》，采取切實有效的防范措施后方可作業，并且在作業現場設置專人監護。

    3．3 加強設備設施維護和作業環節的管理定期維護與清洗電氣設備、機泵等傳動裝置，及時更換潤滑劑，避免由于機械摩擦發熱而導致環境中硫磺粉塵因受熱而爆炸；定期人工除塵，裝置現場制作專用的除塵工具，每天清掃地面、墻面以及衛生死角處的粉塵，從根本上消除爆炸源；倉庫及廠內嚴禁煙火，禁止無防護措施的機動車輛通行。由于采取了以上措施，硫磺粉塵爆炸的危險性大大降低。但是，粉碎加工本身的工藝特點，決定了它不可避免地會產生大量粉塵，因此，建議硫磺粉碎選用成型設備工藝，條件允許可使用氮氣保護。

    3．4 安全管理措施

    3．4．1 完善工藝規程和設備操作規程針對現有生產工藝過程和生產設備，必須對其工藝規程、設備操作規程進行修訂和完善，嚴格貯存操作過程的控制和管理。

    3．4．2 完善安全規章制度針對現有生產工藝操作和設備維護，必須對其安全技術規程、安全管理制度進行必要的修訂和完善，如設備檢修與用火安全管理、個人的防護等。

    3．4．3 完善應急處理預案與培訓教育的管理加強對本單位的從業人員進行安全教育，如消防安全教育、操作安全教育、電氣作業等，從業人員學習有關國家危險化學品管理等通過國家有關規定經過安全培訓，考核合格后持證上崗。

    3．4．4 加強對職工職業安全衛生的宣傳、教育培訓，建立職工

    健康監護檔案使職工養成良好的職業衛生習慣，提高自我保護意識，自覺正確地使用勞動保護用品，遵章守紀，減少職業傷害事故發生，以促進企業安全生產和經濟效益的可持續發展。建議完善作業場所內有毒有害物質定期監測制度，配備職業安全衛生防護設施與用品。

    3．5 配置有效消防設施在倉庫、廠房等危險區域要配置足夠的消防栓，水源要充足，一旦發生事故就能及時啟用消防設施，以降低或減少損失。

    4 結語

    通過對硫磺粉塵在硫酸生產過程中存在的危險有害因素進行分析，設備內、倉庫貯存、生產場所通風不良，硫磺粉塵積聚懸浮達到或超過爆炸濃度，只要遇火源，就可能導致火災爆炸事故發生。只有控制硫磺粉塵在空氣中的濃度，及時清除設備內、生產、儲存場所的粉塵，加強通風，才能確保硫磺粉塵加工生產的安全，從而實現安全生產。