（一）事故概況

    2004年5月12日12時(shí)31分，甘肅省西和縣民福鋅業(yè)有限責(zé)任公司發(fā)生一起浸出槽（壓力容器）爆炸重大事故，造成1人死亡，1人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失455.5萬元，間接經(jīng)濟(jì)損失1800.8萬元。

    事故設(shè)備為鋅精礦復(fù)合催化氧化直接浸出工藝的關(guān)鍵設(shè)備─浸出槽，設(shè)計(jì)壓力0.25MPa，設(shè)計(jì)溫度125℃；設(shè)計(jì)介質(zhì)為無毒性、非易燃、強(qiáng)酸性的硫酸鋅，硫酸9%、硝酸1%；工作壓力0.2MPa，工作溫度90～120℃；筒體￠3600×12，封頭DN3600×12，容器高5390mm，筒體與封頭材質(zhì)Q235B，容積47m?，殼體自重1.08t。容器內(nèi)壁襯里為聚四氟乙烯，外壁保溫層為巖棉/50；容器內(nèi)設(shè)有換熱面積為11.6m?的蒸汽加熱（或自來水冷卻）換熱盤管，設(shè)有YCK三葉斜漿式、可拆渦輪式攪拌器；容器筒體腰部采用法蘭（稱為設(shè)備法蘭，16Mn鍛鋼）連接，上下法蘭連接螺栓設(shè)計(jì)為M30×380-T雙頭螺栓，共72個(gè)，材質(zhì)為35鋼。

    2004年4月30日曾進(jìn)行過試驗(yàn)，但未成功。2004年5月12日，進(jìn)行第二次試驗(yàn)。12時(shí)30分時(shí)，液相溫度為77℃，壓力為0.04MPa，開始通入氧氣。氧氣流量為50m?/h,后調(diào)至170m?/h，又調(diào)至150～130m?/h。12時(shí)31分，1號浸出槽發(fā)生爆炸事故。

    事故造成1號浸出槽設(shè)備法蘭連接的72個(gè)雙頭螺栓全部斷裂。浸出槽上半部被拋起，撞毀廠房屋頂橫梁、撞透樓頂，撞碎攪拌器電機(jī)殼體，容器殼體傾斜落下，電機(jī)轉(zhuǎn)子被甩出落在10多米遠(yuǎn)的樓頂上；容器殼體（位于設(shè)備下半部設(shè)備法蘭與耳座之間）裂縫1處；殼體上封頭凸緣周圍因撞擊反作用力產(chǎn)生嚴(yán)重內(nèi)凹變形，設(shè)備法蘭裂縫6道（上法蘭2道，下法蘭4道）；攪拌器、換熱（冷卻）盤管、管道、閥門損壞，襯里及保溫層局部損壞；容器支座鋼筋混凝土墩臺頂端100mm段開裂；車間一層、二層窗戶及其玻璃全被摧毀；車間環(huán)形單梁吊車軌道報(bào)廢。值班人員、車間副主任張某跌入浸出槽內(nèi)死亡；試車總指揮盧某被氣浪沖到，皮膚局部受擦傷。

    （二）事故原因分析

    1.直接原因

    在1號浸出槽的試車過程中，精礦粉中的硫化鋅、硫化鐵在浸出槽內(nèi)受熱的條件下，與稀硫酸起化學(xué)反應(yīng)，有硫化氫氣體生成。由于供給氧氣的控制與截?cái)嘌b置簡陋，使送入浸出槽內(nèi)的氧氣的量達(dá)到了發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的條件。由于容器襯里─聚四氟乙烯的靜電特性決定了非導(dǎo)體會產(chǎn)生靜電，而該容器又沒有裝置導(dǎo)體防靜電和非導(dǎo)體防靜電設(shè)施，于是靜電積聚直至放電產(chǎn)生火花，又具備了化學(xué)反應(yīng)所需的點(diǎn)燃這一條件。化學(xué)反應(yīng)H2S+3/2O2=SO2↑+H2O+519kg/mol發(fā)生后，有二氧化硫氣體生成和大量的熱量產(chǎn)生。這些化學(xué)反應(yīng)釋放的熱量只能使二氧化硫氣體體積膨脹以釋放能量，結(jié)果使容器內(nèi)部壓力瞬間陡然上升，僅靠一只公稱通徑為DN150的安全閥根本來不及泄壓，在容器結(jié)構(gòu)的最薄弱部位發(fā)生破壞。

    2.主要原因

    合同約定設(shè)備制造單位無壓力容器制造資格，未經(jīng)技術(shù)提供方及原始設(shè)計(jì)方同意，擅自委托他人，在對工藝過程可能出現(xiàn)的反應(yīng)過程和危險(xiǎn)性物質(zhì)不清楚的情況下，將設(shè)備法蘭位置及攪拌機(jī)位置、個(gè)數(shù)、轉(zhuǎn)速改變，導(dǎo)致螺栓應(yīng)力集中；實(shí)際提供的容器竣工圖與原設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)介質(zhì)要求不符，與實(shí)際情況不符；容器類別與實(shí)際需要不符，未設(shè)計(jì)導(dǎo)體和非導(dǎo)體防靜電裝置的缺陷沒有改正；對安全閥的排放能力沒有計(jì)算；同時(shí)容器出廠前違規(guī)點(diǎn)焊傷螺栓，安裝時(shí)未按規(guī)定進(jìn)行報(bào)裝，擅自指揮不具備壓力容器焊接資工現(xiàn)場施焊，錯(cuò)誤連接耳座筋板，導(dǎo)致容器殼體出現(xiàn)裂紋。

    設(shè)計(jì)參數(shù)提供者對主要化學(xué)反應(yīng)過程要求出現(xiàn)的危險(xiǎn)性物質(zhì)未說明清楚，同時(shí)對存在設(shè)計(jì)缺陷的設(shè)備圖樣盲目確認(rèn)，導(dǎo)致壓力容器設(shè)計(jì)介質(zhì)與實(shí)際使用情況不符。

    3.間接原因

    操作人員崗前培訓(xùn)不到位。氧氣控制裝置不能保證合理控制。

    （三）預(yù)防同類事故的措施

    1.嚴(yán)禁將尚未成熟或未經(jīng)專家鑒定的工藝應(yīng)用于規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

    2.加強(qiáng)對壓力容器設(shè)計(jì)制造單位的監(jiān)管，設(shè)計(jì)制造應(yīng)滿足設(shè)計(jì)條件的實(shí)現(xiàn)。

    3.進(jìn)一步加強(qiáng)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》宣傳和執(zhí)行力度，杜絕特種設(shè)備的非法安裝和非法使用。

    4.要充分論證鋅精礦復(fù)合催化氧化直接浸出工藝的可行性。如該工藝的確可行，應(yīng)當(dāng)通過形式試驗(yàn)或論證，改進(jìn)和完善該工藝的關(guān)鍵設(shè)備─壓力容器（浸出槽）：

    （1）按Ⅲ類壓力容器的要求設(shè)計(jì)制造壓力容器。

    （2）確定適當(dāng)?shù)娜莘e、結(jié)構(gòu)尺寸、設(shè)計(jì)壓力等參數(shù)。

    （3）安全附件應(yīng)優(yōu)先采用安全閥與爆破片的組合。

    （4）對容器及管道的導(dǎo)體或非導(dǎo)體裝設(shè)防靜電設(shè)施。

    （5）通過自動化控制，對供給氧氣的量（以mol計(jì)）做到總量控制，過量自動切斷。控制適宜的溫度、流量，防止超溫超壓和混合氣體處于爆炸極限。

    （6）氣相介質(zhì)的冷卻降溫應(yīng)優(yōu)先采用噴淋降溫法。