液氨脱硝【火电厂SCR脱硝系统液氨泄露的环境风险评价】

　　摘要：对火电厂液氨贮存中的泄漏事故影响范围进行了风险评价，并提出了相应的防范措施和应急预案。　　关键词：液氨泄露 风险评价 火电厂 SCR系统　　火电厂SCR烟气脱硝系统用还原剂为氨气，SCR脱硝装置的氨气供应系统可以选用液氨、尿素和氨水作为制备氨气的原料。由于液氨汽化工艺具有投资省、原料费用较低的优点[1]，我国已投运的火电厂脱硝装置大多采用液氨法制备氨气的方案。
　　1、氨的性质
　　常态下氨气是一种无色气体，有强烈的刺激性恶臭味。氨分子式NH3，分子量17.03，标准状态下氨沸点-33.33℃，熔点-77.7℃，自燃点651.11℃，密度小于空气。氨容易被液化，一定条件下冷却或加压，氨就能冷凝成无色的液体并同时放出大量的热量。液氨密度约为0.639g/cm3，同样也容易气化，降低压力就急剧蒸发，并吸收大量的热[2]。
　　氨在常温下极易挥发、易燃、具有腐蚀性，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。氨也是一种很强的心脏刺激剂，液氨或高浓度氨可致眼灼伤、皮肤灼伤，严重者可发生中毒性肺气肿、剧烈咳嗽、呼吸窘迫、昏迷、休克等。
　　2、液氨泄露的危害
　　液氨的存储需较高的压力，安全要求高，需要由液氨槽车运输，由液氨储罐储存。如使用液氨为脱硝系统的还原剂，在贮罐破裂或有裂缝时会引发泄漏，与空气形成混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸；与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应；若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
　　液氨贮罐区发生泄漏后，水喷淋系统未及时启动，冒出大量氨气使贮罐周围小范围内可能造成操作人员眼和皮肤灼伤（冻伤），飘散造成厂外附近居民眼睛、呼吸道损伤， 对居民身体健康和周围环境造成严重危害。
　　3、液氨泄露的风险评价
　　国家环境保护总局2004年12月11日发布的《建设项目环境风险评价技术导则》[3]要求，对于涉及有毒有害和易燃易爆物质的生产、使用、贮运等新建、改建和技术改造项目进行环境风险评价。
　　本文以关中地区某大型火电厂液氨贮罐为例，对液氨泄漏影响范围进行了预测，并提出了相关风险防范措施和应急预案。该电厂设2个160m3液氨贮罐，液氨最大贮存量为262.4吨。
　　3.1 源项分析
　　（1）泄漏时间为10min。
　　（2）泄漏量的计算模型采用《建设项目环境风险评价技术导则》推荐的泄漏量公式进行计算。
　　（3）源强。
　　贮罐典型泄漏通常发生在罐体与外界连接部位，假定管路系统或贮罐阀门损坏导致液氨罐下部与连接管线发生泄漏，其中，泄漏孔径为10mm，泄漏点与距液面高度为1.2m，人员响应时间为10min。根据导则，可采用液体经小孔泄漏的经验公式估算液氨泄漏源强：
　　QL=CdAρ[2（P-PO）/ρ+2gh]0.5
　　可得液氨泄漏强度为2.743kg/s，10分钟泄漏量约为1645.8kg。
　　3.2 液氨贮罐泄露的环境风险分析
　　根据导则推荐的模式预测，采用多烟团叠加模式（多年平均风速2.2m/s，B、C、D、E、F稳定度）来预测下风向落地浓度。经计算，氨气最大浓度值为99790.0mg/m3，出现在F类天气。扩散区域半致死浓度（1390mg/m3）最大范围为481.5m。
　　该电厂位于关中某镇边缘地带，且西厂界外约110m处有一村庄，此外，厂区周围还住着大量的电厂职工、家属和村镇的居民，都将会不同程度受到氨气泄漏事故的影响，应制定详细的风险防范措施和应急预案。
　　4、风险防范和减缓措施
　　4.1 液氨贮罐区
　　（1）选用质量合格贮罐，并精心安装；
　　（2）合理选用防腐材料，保证焊缝质量及连接密封性；
　　（3）定期检查、维修压力容器，保证容器完好无缺；
　　（4）定期检修水喷淋吸收器的完好性，确保液氨泄漏时能正常运转；
　　（5）在贮罐顶端安装风向标和电接风；
　　（6）贮罐置于露天通风遮阳棚内，防止阳光直射，夏季要有降温措施；
　　（7）液氨贮存场地内设置自动监测氨气装置和报警装置，四周设有围堰、水喷淋系统和冲洗设施，通过吸收处理后降低对外环境的影响；
　　（8）需要切实加强贮存设备日常检查、维修，防止滴漏。液氨加压卧式贮槽附近提供安全淋浴和洗眼设备；
　　（9）在氨浓度可能超过标准的场所，工人必须配备有氨滤毒罐的防毒面具、戴化学安全防护眼镜、戴橡胶手套、穿防静电工作服方可进行工作，保护工人的呼吸道、眼和皮肤，并在附近提供安全淋浴和洗眼设备；
　　（10）液氨输送管道应有良好的接地装置，防止静电电荷聚集引发事故。
　　4.2 液氨运输
　　根据《危险货物品名表》，液氨属于有毒品。在运输过程中，必须按照国务院及交通部等主管部门发布的《化学危险物品安全管理条理》、《道路危险货物运输管理规定》、《关于加强化学危险品管理的通知》等文件执行。
　　5、环境风险应急预案
　　为了避免重大事故发生以后蔓延扩大，减少人员伤亡和财产损失，电厂必须编制环境风险应急救援预案，以便在发生重大事故后，各部门可以各司其职、有条不紊的开展事故救援工作，最大限度地减少事故损失，尽快恢复生产。
　　参考文献
　　[1]马千里.火电厂脱硝系统氨气制备方案比较[J].华电技术，2011，12（33），58～59.
　　[2]罗艾民，师立晨等.液氨泄漏事故模式比较研究[J].中国安全生产科学技术，2007，3（3），21～24.
　　[3]国家环境保护总局.建设项目环境风险评价技术导则HJ/T169-2004.2004，1～3.

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