近日,2022年甘肅濱農(nóng)科技有限公司“6·16”較大爆炸事故調(diào)查報告公布,該事故造成6人死亡、8人受傷。事故的直接原因是,企業(yè)為降低外排污水中總磷等含量,以達到園區(qū)污水處理廠要求排放標準,隨意過量添加氯酸鈉。事故當天,固體廢料處理車間(污泥處理工段)當班人員在干燥機未停車、持續(xù)加熱的情況下,對卸料閥進行維修,導致母液固廢在干燥機內(nèi)加熱時間延長約4個小時。干燥機持續(xù)加熱,內(nèi)部熱量難以散發(fā)、持續(xù)累積,導致母液固廢所含的過量氯酸鈉與有機物反應放熱,并進一步引起有機物的分解放熱,干燥機內(nèi)部溫度與壓力急劇上升,發(fā)生爆炸并殉爆了車間現(xiàn)場堆放的其他廢料。
氯酸鈉作為強氧化劑,被一些企業(yè)用作廢水處理劑,但由于不正當使用,因氯酸鈉作為廢水處理劑引發(fā)的典型事故還有以下兩起。
事故案例1:宜賓恒達科技有限公司“7?12”重大爆炸著火事故(2018年)
2018年7月12日,宜賓恒達科技有限公司發(fā)生重大爆炸著火事故,造成19人死亡、12人受傷。事故的直接原因是,公司在生產(chǎn)咪草煙的過程中,操作人員將無包裝標識的COD去除劑氯酸鈉當作2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺(以下簡稱丁酰胺),補充投入到2R301釜中進行脫水操作。在攪拌狀態(tài)下,丁酰胺-氯酸鈉混合物形成具有迅速爆燃能力的爆炸體系,開啟蒸汽加熱后,丁酰胺-氯酸鈉混合物的BAM摩擦及撞擊感度隨著釜內(nèi)溫度升高而升高,在物料之間、物料與釜內(nèi)附件和內(nèi)壁相互撞擊、摩擦下,引起釜內(nèi)的丁酰胺-氯酸鈉混合物發(fā)生化學爆炸,導致釜體解體;隨釜體解體過程沖出的高溫甲苯蒸氣,迅速與外部空氣形成爆炸性混合物并產(chǎn)生二次爆炸,同時引起車間現(xiàn)場存放的氯酸鈉、甲苯與甲醇等物料殉爆殉燃和二車間、三車間著火燃燒。
事故案例2:阜新某污水廠“7?11”氯酸鈉爆炸事故(2020年)
2020年7月11日,阜新某污水處理廠藥劑庫發(fā)生爆炸事故,造成廠區(qū)內(nèi)2人輕傷,廠區(qū)南側(cè)一臨時工棚施工人員15人留院觀察,周邊企業(yè)建筑物門窗大面積毀壞。爆炸地點為“藥劑倉庫”(舊彩鋼保溫板輕體簡易房)北側(cè)數(shù)第4間,其中混存氯酸鈉和赤砂糖,其北側(cè)三間分別存放著聚合氯化鋁PAC、聚丙烯酰胺PAM和石灰CaO。因氯酸鈉和赤砂糖物料包裝有破損、散落于地面,在高溫(當日最高溫度33℃、庫內(nèi)生石灰吸潮放熱)狀態(tài)下,散落的氯酸鈉與赤砂糖發(fā)生化學反應釋放氧氣和熱量,加速化學反應直至引發(fā)一次地面劇烈爆炸,爆炸力將大量未爆炸的氯酸鈉、赤砂糖以及PAC、PAM等可燃物拋掀至半空中繼而發(fā)生更為劇烈的空中爆炸。爆炸現(xiàn)場形成的沖擊波相當于1.0~1.5tTNT當量。
氯酸鈉具有強氧化作用,加熱后放出氧,同時放熱,受強熱或與強酸接觸時即發(fā)生爆炸。有極強的氧化力,與還原劑、有機物、易燃物,如硫、磷或金屬粉末等混合可形成爆炸性混合物,急劇加熱時可發(fā)生爆炸,撞擊時會有劇烈爆炸發(fā)生。在所有氯酸鹽產(chǎn)品中,氯酸鈉產(chǎn)量最大、用途最廣。除以上兩起用于水處理劑的事故外,近年來,氯酸鈉在生產(chǎn)、運輸、儲存等環(huán)節(jié)都發(fā)生過事故。
一、氯酸鈉典型事故梳理
生產(chǎn)過程中的事故
氯酸鈉主要生產(chǎn)方法是電解法,生產(chǎn)過程中尾氣主要為氫氣,因此,生產(chǎn)過程中的主要風險是氯酸鈉的強氧化性與氫氣的燃爆。
事故案例3:重慶某鹽化工廠“7?27”窒息事故(2007年,維修環(huán)節(jié))
2007年7月27日,重慶某鹽化工廠發(fā)生一起窒息事故,造成5人死亡。事故的直接原因是:5名工人在對一個曾儲存過氯酸鈉電解液的閑置槽罐進行防腐處理,氯酸鈉發(fā)生燃燒產(chǎn)生毒氣,導致5人窒息死亡。
事故案例4:美國EKA化學品公司“12?28”氯酸鈉工廠爆炸事故(2007年,生產(chǎn)環(huán)節(jié))
2007年12月28日,EKA化學品公司在美國華盛頓州 MossLake的氯酸鈉工廠發(fā)生爆炸事故,造成該廠停產(chǎn)。爆炸源在該廠的氫氣管道、設備系統(tǒng)。這次爆炸只破壞了部分廠房、設備,沒有造成人員傷亡和環(huán)境污染。
事故案例5:西班牙某氯酸鈉廠火災事故(尾氣凈化環(huán)節(jié))
西班牙Huesca 省Sabi?ánigo 市1家氯酸鈉廠的1臺氫氣凈化反應器起火,影響了該廠2條氫氣輸送管道。據(jù)報道,氫氣是反應器和相關管道內(nèi)的唯一物質(zhì)。該廠的安全裝置阻止了火焰蔓延到其它氫氣管網(wǎng)。
儲存過程中的事故
事故案例6:天津某化工廠“6·26”爆炸事故(1996年,儲存環(huán)節(jié))
1996年6月26日,天津某化工廠發(fā)生爆炸事故,造成19人死亡、14人受傷。事故的直接原因為:氯酸鈉與有機物2,4-二硝基苯胺、溴代物等混存混放。事發(fā)前幾日持續(xù)高溫,廠房房頂為石棉瓦,隔熱性差,高溫促進了氧化劑的燃燒過程。氧化劑氯酸鈉和有機物發(fā)生氧化反應放熱,熱量又加速了其氧化反應,該循環(huán)最終導致有機物和可燃物燃燒。救火過程中潑向強氧化劑氯酸鈉的酸性水,加速了氧化劑的氧化分解過程,產(chǎn)生大量氯酸。氯酸及氯酸鈉混合物爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體引起了2,4-二硝基苯胺的爆炸。
使用過程中的事故
典型事故7:某氯酸鈉使用單位電焊引發(fā)爆燃事故(2020年,維修環(huán)節(jié))
2020年8月,某氯酸鈉使用單位發(fā)生火災事故。該單位使用氯酸鈉的車間暫存儲柜門鉸鏈損壞,車間主任通知電焊工陳某維修。陳某操作電焊機,焊接儲柜門鉸鏈。剛點焊兩下,焊渣濺入儲柜內(nèi),引燃氯酸鈉外包裝塑料編織袋。陳某和輔助工高某立即用現(xiàn)場準備的兩瓶干粉滅火器進行撲救,兩瓶滅火器用完未能將火撲滅,兩人見火勢兇猛無法撲滅逃離現(xiàn)場,2分鐘后儲柜內(nèi)氯酸鈉發(fā)生爆燃。
運輸過程中的事故
事故案例8:河北保定張石高速浮圖峪五號隧道“5·23”重大危險化學品運輸車輛燃爆事故(2017年,運輸環(huán)節(jié))
2017年5月23日6時23分,河北省保定市張石高速保定段(石家莊方向)浮圖峪五號隧道內(nèi)發(fā)生一起重大危險化學品運輸燃爆事故,造成15人死亡、3人重度燒傷、16名村民輕微受傷、9 部車輛、43間民房受損,直接經(jīng)濟損失4200多萬元。事故直接原因是:事故車輛裝載噸袋包裝超規(guī)格大體積量氯酸鈉,由于貨物與貨物及貨物與車輛底板、箱板及殘留的石油焦粉末(含硫)等雜質(zhì)之間相互摩擦產(chǎn)生熱量并不斷聚集,后一橋左側(cè)車輪橡膠輪胎自燃,引燃了捆綁繩、蓬布和密封布,廂體溫度升高,當能量聚集達到氯酸鈉燃爆點時,發(fā)生了氯酸鈉初始爆炸并引發(fā)了后續(xù)爆炸和燃燒。
事故案例9:長沙市雨花區(qū)黎托街道“7·25”氯酸鈉貨物爆炸事故(2016年,運輸環(huán)節(jié))
2016年7月25日21時左右,長沙市雨花區(qū)某物流快運服務部在向平板掛車上裝載貨物時發(fā)生燃燒爆炸,共造成3人死亡和2人受傷,直接經(jīng)濟損失201萬元。起火原因為氯酸鈉和油漆上下、并排重疊混裝碼放,油漆包裝桶受上層貨物擠壓、操作人員踩壓及堆碼拖動,致使油漆桶變形、破裂,導致油漆泄漏,泄漏出來的油漆與氯酸鈉接觸,加上高溫(堆放貨物受太陽暴曬熱量積聚所導致的較高溫度)和摩擦撞擊(上層貨物擠壓、操作人員踩壓及堆碼拖動)的影響,發(fā)生劇烈的氧化還原反應,反應釋放出的熱量積聚,導致局部溫度快速上升,進而導致油漆燃燒、氯酸鈉分解,造成燃燒加劇并引起爆炸。
從以上事故來看,發(fā)生在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的事故3起、運輸環(huán)節(jié)的2起,發(fā)生在儲存、使用環(huán)節(jié)的5起。因此,防控氯酸鈉行業(yè)的安全風險,除生產(chǎn)環(huán)節(jié)外,更要重視氯酸鈉儲存、使用、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的安全風險。
二、氯酸鈉生產(chǎn)環(huán)節(jié)風險管控要點
關注尾氣風險
氯酸鈉生產(chǎn)過程的尾氣主要為氫氣,含少量的氯氣、氧氣、水蒸氣。早期,氯酸鈉企業(yè)尾氣大多經(jīng)鹽水洗滌塔、堿液洗塔、堿洗塔洗滌合格后排空;目前,部分企業(yè)增加了尾氣凈化回用裝置。
關注氯酸鈉企業(yè)尾氣風險,一是要重視尾氣中氧氣的含量,尤其是增加氫氣回用裝置的企業(yè)要配套除氧系統(tǒng)。二是要嚴格設置超限報警聯(lián)鎖、可燃氣體探測器等裝置,并保證參數(shù)設置合理。三是要嚴格設置管道防靜電跨接,嚴防系統(tǒng)中出現(xiàn)靜電集聚,且應根據(jù)爆炸危險區(qū)域的劃分,配套使用相應等級的防爆設備。四是全部系統(tǒng)應在正壓下操作,不得出現(xiàn)負壓。
關注電解槽或管路堵塞的風險
氯酸鈉生產(chǎn)過程的大部分都是液料混合狀態(tài),只有到離心干燥后才成為氯酸鈉粉末狀態(tài),所以,在生產(chǎn)過程遇長時間斷電或環(huán)境溫度過低時,容易發(fā)生母液結晶造成管路堵塞或電解槽堵塞。尤其工藝管路腐蝕使母液竄入換熱器極易堵塞,所以要嚴格控制反應溫度,并避免系統(tǒng)長時間斷電。
關注設備及管道腐蝕、泄漏風險
氯酸鈉生產(chǎn)過程中,所用的原料氫氧化鈉、鹽酸、重鉻酸鈉以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物次氯酸鈉、含氯尾氣、氯化氫等均具有腐蝕性,在原料的儲存、配制,次氯酸鈉脫除,電解、結晶、干燥等過程均可能會對設備設施、管道、廠房等造成不同程度的腐蝕危害。企業(yè)要高度重視設備、管道及管件的選材,并編制相關管理制度,根據(jù)企業(yè)實際識別易發(fā)生腐蝕、泄漏部位,制定針對性的措施,涉及腐蝕性介質(zhì)的設備、管道定期測厚,尤其對物料流速、流向變化的地方,如彎頭、大小頭、管口、限流孔板等處,應增加檢測頻次。
關注檢維修作業(yè)風險
要充分考慮氯酸鈉的強氧化性、易燃易爆特性以及作業(yè)場所腐蝕性液體、氣體介質(zhì)的泄漏等風險,開展檢維修作業(yè)前須制定專項方案,充分開展危害辨識、風險評價,并制定必要的控制措施。作業(yè)前應對作業(yè)人員進行充分的安全技術交底。檢維修人員必須嚴格執(zhí)行有關安全保護規(guī)定,作業(yè)前穿戴個人防護用品。
關注干燥、包裝過程粉塵爆炸的風險
生產(chǎn)過程中采用濕法粉碎工藝時,應待物料全部浸濕后方可開機。當采用金屬球和金屬球磨筒方式進行粉碎時,宜用水或含水溶劑作為介質(zhì)。粉碎混合加工過程中應設置自動導出靜電裝置,出料時應將接料車和出料器用導線可靠連接并整體接地。在氯酸鈉結晶干燥完成進入包裝過程中,采用氣壓自動噸袋包裝或手工套袋包裝時,氯酸鈉粉末會隨氣壓和重力下降過程中噴出,飄逸在作業(yè)環(huán)境現(xiàn)場,產(chǎn)生爆炸性粉塵,要重視氯酸鈉干燥、包裝過程粉塵爆炸的風險。
三、氯酸鈉儲存、使用、運輸環(huán)節(jié)風險管控要點
防控氯酸鈉儲存環(huán)節(jié)的風險,一是要將氯酸鈉按包裝方式儲存于陰涼、干燥、有防火屋頂?shù)慕ㄖ?nèi),且儲存區(qū)應遠離火種、熱源。庫房溫度不超過30℃、相對濕度不超過80%,距離暖氣片等加熱器和熱力管線應保持一定的距離。二是不得與硫化物、金屬粉末、磷銨等還原性物質(zhì)混合儲存;不得與酸混合儲存。三是應保持儲存區(qū)清潔衛(wèi)生,尤其不得在氯酸鈉存放區(qū)放置可燃物質(zhì),如紙屑、木頭、木屑、纖維繩子、各種織物、油脂等。四是氯酸鈉由專人保管,保管人員應熟練掌握其理化性質(zhì)、必要的應急處理方法和自救措施。入庫前應檢查驗收,須有生產(chǎn)廠家檢驗合格證。五是保管人員應經(jīng)常對庫內(nèi)氯酸鈉進行檢查,發(fā)現(xiàn)包裝破損等,應及時處理。六是領用氯酸鈉時,要做好出庫數(shù)量的登記,并按搬運使用要求操作。
一是裝卸搬運氯酸鈉應按規(guī)定進行,禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設備和工具,避免產(chǎn)生摩擦碾磨、碰撞、火花、靜電等。二是切忌與還原劑、強酸、銨鹽、有機物、易(可)燃物等混儲;禁止震動、撞擊和摩擦。三是卸料前要清理卸料區(qū)域內(nèi)所有的有機物質(zhì)和易燃物質(zhì),如紙屑、木屑等,卸料過程中盡量避免產(chǎn)生過量粉塵。四是運輸過程中要防雨淋和日曬,注意防潮。失火時,先用砂土,再用霧狀水和各種滅火器撲救,但不可用高壓水。五是危險化學品運輸企業(yè)、車輛、押運員、裝卸員必須取得相應資質(zhì),選擇合理的、通行條件較好的行駛路線,遠離城鎮(zhèn)、居民區(qū),不進入危險貨物運輸車禁止通行區(qū)域。
另外,氯酸鈉儲存區(qū)、卸料區(qū)的消防水系統(tǒng)應保持完好。
一是氯酸鈉包裝袋(或包裝容器)要倒空并用水沖洗干凈,然后集中收集,送去填埋處理或交專門回收公司處理,禁止將包裝物用作其他用途。二是不得將氯酸鈉的包裝物放入溶解槽中。三是卸料前要檢查溶解水溫,保證水溫不超過82℃。四是卸料結束后要用水將殘留在卸料開包器及料斗上的氯酸鈉沖入溶解槽,并充分沖洗干凈溶解槽及周圍區(qū)域。五是散落的氯酸鈉固體要用干凈、干燥的金屬容器盡量回收,然后用水充分沖洗干凈散落區(qū)域。六是泄漏的氯酸鈉溶液不能直接排入酸性水溝和自然環(huán)境中。七是氯酸鈉散落或泄漏地點附近禁止一切煙火。
2020年,生態(tài)環(huán)境部對某企業(yè)使用的“COD去除劑”作為污水 處理的藥劑進行了模擬實驗,發(fā)現(xiàn)“COD去除劑”主要組分為氯酸鈉,該物質(zhì)并不能真正去除水中的COD,只是掩蔽了COD的測定過程,使得COD的測定結果偏低,認為采用氯酸鈉處理污水涉嫌偽造監(jiān)測數(shù)據(jù)逃避監(jiān)管,違法排放污染物。隨后,生態(tài)環(huán)境部要求對于類似“COD去除劑”這樣的數(shù)據(jù)造假問題,要“發(fā)現(xiàn)一起、查處一起”。
2022年2月24日,生態(tài)環(huán)境部辦公廳發(fā)布了《關于學習借鑒浙江湖州依法破獲“COD去除劑”干擾在線監(jiān)測數(shù)據(jù)案件經(jīng)驗做法持續(xù)提升生態(tài)環(huán)境執(zhí)法效能的函》(環(huán)辦便函〔2022〕68號),強調(diào)“COD去除劑”主要組分為氯酸鈉,該物質(zhì)并不能真正去除水中的COD,只是掩蔽了COD的測定過程,使得COD的測定結果偏低,污水處理廠使用氯酸鈉處理污水,應認定為“通過篡改、偽造監(jiān)測數(shù)據(jù)的方式逃避監(jiān)管違法排放污染物”。