摘要：硫磺制酸是我国普及的硫酸生产工艺。笔者解析了硫磺粉尘的风险，根据产出流程中硫磺粉尘的易燃易爆特征，给出了防治的策略。
关键词：硫磺粉尘；硫酸工艺；风险；解析；防治
硫磺是化工领域的常用材料，是当前我国普及推广的制备硫酸的常规工艺原料。硫磺的化学特性决定了其危险性以及预防火灾与爆炸的必要性。硫磺在装载、产出流程中极易生成硫磺粉尘，并且粉尘起爆能量低、爆炸浓度无法管理，如果硫磺粉尘在空气中的浓度攀升到30克/平方米、点火极限攀升到3mJ，就会出现火灾隐患，引发爆炸。产生硫磺粉尘的根源，首先是气候燥热，空气湿度数据不达标；其次，是凌晨静风效应，空气不流通导致硫磺粉尘堆积造成的。
1.硫磺制酸生产工艺简述
固态硫磺通过胶带运输到熔硫槽消解后在传送到粗硫槽。精制粗硫泵经过焚硫炉流进进料泵、液态喷枪等输送到燃化炉中，在燃烧塔中，通过筛滤，干化的大气与硫磺反应形成二氧化硫气态物，二氧化硫透过废热炉吸取热量后转化成中压饱和蒸汽。二氧化硫在转化设备中转换为三氧化硫、混合气态物质，混合气态物经过三段转换设备、换热设备，二氧化硫被转换成三氧化硫，并在省煤器内冷凝。最终，冷凝的三氧化硫在烟酸塔内与循环盐酸反应生成硫酸。硫酸制备工艺过程图见下图。
2.硫磺制酸关键化工品危险特征分析
硫磺制酸流程中牵涉到危险性较高的化学品包括原料硫磺、中间生成物二氧化硫、三氧化硫、催化元素五氧化二钒、成品硫酸。(1)硫磺（主要成分）的危险特征分析硫磺的重要组成元素是硫，其比例大于等于99.5%；外表是黄色的微粒状、片状或块状固态物；熔点是113摄氏度，自燃点达到260摄氏度，燃点是248-260摄氏度，闪点达到160摄氏度；在大气中的起爆下限数据30克/立方米，极限爆炸压力能够达到2.97千克/立方米。其风险性阐述如下：硫磺的毒理物质并不多，然而硫磺粉尘爆炸却不得不防。硫磺是《危险化学品分类和编号GB6944-2012》内明文指出的易燃易爆品，与氧化剂发生化学反应时燃烧温度急剧攀升，与氧化剂混淆能够转换为爆炸性混合物，遭遇火灾、气温高的环境时会失火；粉尘会携带.达到几千伏或几万伏的静电，碰触形成的高温与火焰会让硫磺粉尘爆炸事态失控；通常状况下，硫磺粉尘比易燃气态物更容易爆炸，然而燃烧速率与爆炸压力相较于易燃气态物偏小。硫磺在装载、生产流程会形成粉尘，极易在货仓地表、房屋、墙壁以及其他建筑部件上堆积，并且硫磺粉尘爆炸下限很小（30克/立方米），最小点火能量小（3mJ），一不留意就会形成火灾爆炸隐患。例如，2008年某化工企业硫酸厂在装载阶段，因为空气湿度不够，夜晚空气对流性不强，导致胶带运送中心坑内硫磺粉尘汇集，在外界能量的影响下，导致粉尘炸裂。该事件导致7人丧生，32人受到伤害。(2)火患爆炸危险性硫磺的生产厂房大部分区域均为火患严重、极易发生爆炸的区域。首先，生产区域涉及的火源种类繁多，分布极广，主要是明火、设施设备修理火源、地区外生活火源、高温表面与静电火花等。另外，厂房中车辆的烟火等。发生火灾爆炸事件大部分原因是由于维修过程违反制度规程引起的明火、抽烟等，因此导致的损失不计其数。另外，生产工艺中牵涉到的电气设施品种很多。包括变压设备、配电开关、电气设备等。使用包含220伏、380伏的低压配电系统、电气传动设备、照明设施、防雷接地设施、线缆等。而电气火花是一类常规的火源，在供电、变电、配电、用电系统中的电气设施、线缆，在不正常的状态下会诱发电气故障；处理不当会导致火患演变成灾难，导致人员生命财产受到波及。例如，硫酸罐中液态硫的气温通常应管理在130-150摄氏度，假如液态硫的气温攀升到255摄氏度就会形成火警。并且，硫磺在燃尽之前，会释放二氧化硫与氧化物中的毒性气体或侵蚀类气体。与强氧化剂形成剧烈的化学作用，这也是导致火患或火警甚至爆炸的主因。(3)对身体的威胁硫磺对身体有着巨大的侵害，其粉尘扩散阶段会形成大气中的毒害性微粒。硫磺粉尘极易吸入喉管，并通过食道流入身体中，导致身体出现灼热感。呛咳、咽喉痛等伴有发生，吸进硫磺粉尘会诱发鼻炎或呼吸道感染。
3.硫磺粉尘威胁在硫酸生产工艺中的预防
燃烧形成需要兼备三大基础元素：可燃物、助燃物、火灾源。硫磺粉尘燃烧爆炸理论也相同。就是说，可能存有的可燃粉尘与大气发生反应编程爆炸性物体，并且硫磺的爆炸浓度会攀升到极值（爆炸下限30克/立方米），点火能源会降至最小点火能源（3mJ）。硫磺粉尘在点火源上反应流程是：热能作用于硫磺微粒表层，气温逐步攀升——硫磺微粒表层的分子热消解或干馏反应，在微粒四周形成气态物——形成的气态物与大气作用，形成可燃物质——因为区域爆炸，爆炸冲击波让集聚的粉尘扩散，构成爆炸性混合物，进而发生二次爆炸。在生产工艺中，随处可见可燃物、助燃物、点火源的威胁，如果通过对燃烧、爆炸的原理与环境解读，消除其中的一种因素就能够阻止爆炸产生。助燃物氧气与空气的清理时最为艰难的，唯有从消灭火源与可燃物两个层面双管齐下才能够收到效果。(1)清除可燃物的有效措施①减少生产工艺中硫磺粉尘的浓度，让其无法达到爆炸极限（30克/立方米）。强化工艺中的密封性。从硫磺捣碎、储蓄情况入手，最大程度地保证密封化操作，让生产现场与库房的硫磺粉尘浓度能够得到控制。②强化通风排气与粉尘的清理了解硫磺粉尘的威胁，硫磺库房应使用全面通风与区域局部通风的方法，让硫磺粉尘无法汇集，减小硫磺粉尘在空气中的浓度；对生产现场与库房实施改进，强化通风排气效率，库房应增加窗门，改善通风环境；强化对硫磺库房、硫磺拆卸、投料、运输等地区的清洁力度，第一时间将汇集于设施、钢架、防卫栏杆、库房房顶、墙壁等位置的硫磺粉尘清除。(2)清除点火源的预防措施清除点火源是硫磺制酸工艺中预防爆炸事件最为有力的措施。参考硫磺粉尘的最小点火能量3mJ，爆炸下限30克/立方米，这两个数据较小、威胁程度大，所以，需要尽量消除点火源，强化火源的管理力度。①消除与管理火花电气设施与缆线应与防火防爆需求相符，避免形成电气火花、电弧火花等火源；在现场工作需要佩戴防爆服，使用铜质器具，禁止运用铁设备形成撞击火花；工作人员不能穿着能够形成静电火花的工作服进行作业。②消除与管理炽热事物熔硫磺的工艺是使用在迅速熔硫罐中，通过蒸汽管间接热化，将硫磺固态物消融位液态硫磺，液态硫磺的气温通常应管理在130-150摄氏度为最佳；蒸汽盘中的气温应管理在160摄氏度；假如液态硫的气温超出预期，应第一时间调节蒸汽压力，消除火灾隐患。工作现场应配备光照设备（例如卤钨灯），其表层气温因为灯具的功率不同而不尽相同。例如150W阶段，表层气温能够达到150-230摄氏度、200W阶段表层气温能够达到160-300摄氏度。所以，选取光照灯具阶段，需要权衡到这部分元素，避免汇集于灯具表层的硫磺粉遇热燃烧。③加强管理焊装、切割等工艺的力度高位焊装、切割，需要兜装火花的设备。乙炔与氧气反应时，火光的气温能够达到3100-3300摄氏度。焊装、切割洒落的焊渣气温能够攀升到数千度，因此动火工作需要申请《动火许可证》，使用高效、科学的预防措施后才能够工作，并在工作现场配备专门人员看护。④强化设施维检与作业的管理力度定时维护与清理电气设施、机泵等传动设备，保持润滑的效果，避免因为机器摩擦而致使环境中硫磺粉尘遇热爆炸；定时使用人工除尘，设备现场应配备专业的除尘用具，每日清理地表、墙体与打扫死角位置的粉尘，从根源上杜绝爆炸源；库房与厂房区禁止火焰的使用，严禁没有防爆保护措施的机动运输车行驶。采用了上述措施，硫磺粉尘爆炸威胁将大幅度下降。然而，粉碎工艺自身的工艺特征，会形成数量庞大的粉尘。所以，硫磺粉碎应挑选成套设施工艺，有一定经济实力的企业要动用氮气维护。(3)安全管理措施①健全工艺流程与设施操作流程面对已有的生产工艺流程与生产设施，需要对其工艺流程、设施操作流程等健全与修正，遵照储存操作规程进行管理。②健全安全体制面对目前的生产工艺操作与设施保护现状，需要对安全操作流程、安全管理体制实施健全。健全应急处置方案与培训教育的管理体制。例如设施维修与用火管理、个体的保护等制度。强化对本企业的从业人员的安全教育，比如消防安全培训、操作安全培训、电气操作培训等。从业人员应认真学习我国相关危化品管理等方面的政策，要让持有合格作业证的人员担任对应的职位。③强化对员工职业安全卫生的宣讲力度，构建员工健康保护文档让员工形成优良的作业卫生习惯，形成自保理念，准确地运用作业保护装备，遵守规则，降低职业伤害。
结束语
硫磺制酸生产工艺可能会引起中毒、火警、爆炸、侵蚀与灼烧等伤害，唯有使用循环农业论文对应的策略实施防治并强化员工的安全保护意识，方能够让爆炸事件得到控制。
作者：容子勋 单位：广东正维咨询服务有限公司
