捕消技術(shù)處置硫化氫泄漏

文/圖 朱勝杰

硫化氫是一種高毒氣體，中毒死亡率高，事故多具突發(fā)性、群體性、偶然性等，一旦發(fā)生泄漏事故，將嚴(yán)重威脅周圍人群和職工的人身安全，并且次生災(zāi)害影響大。中國石化青島安全工程研究院研究成功將泄漏在空氣中的硫化氫主動(dòng)捕消的技術(shù)與設(shè)備，徹底清除硫化氫中毒危害。

硫化氫是一種高毒氣體，其毒性幾乎和氰化物一樣。高濃度時(shí)嗅覺神經(jīng)很快被麻痹，無氣味，難發(fā)覺，吸入少量高濃度硫化氫可短時(shí)間致命。硫化氫中毒死亡率高，事故多具突發(fā)性、群體性、偶然性、滯后性等，一旦發(fā)生泄漏事故，將嚴(yán)重威脅周圍群眾和職工的人身安全，并且次生災(zāi)害影響大，還嚴(yán)重污染附近空氣，破壞生態(tài)環(huán)境。

據(jù)原衛(wèi)生部《職業(yè)危害通報(bào)》資料統(tǒng)計(jì)，近幾年來發(fā)生多起化學(xué)品中毒事件，引起中毒的化學(xué)物質(zhì)約50余種，硫化氫僅次于砷及其化合物、一氧化碳占第三位，且硫化氫中毒死亡率居首位，高達(dá)42%。據(jù)安監(jiān)總局2010—2015年8月統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，發(fā)生中毒事故38起，死亡132人，其中硫化氫中毒事故達(dá)17起，占中毒事故的44.7%，死亡64人，占中毒事故死亡人數(shù)的48.5%。

2003年12月23日，重慶開縣中石油川東北氣田羅家寨16#井的井噴事故，泄漏的硫化氫導(dǎo)致243人死亡，4 000多人中毒就醫(yī)，10萬人連夜疏散，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響。

硫化氫急性中毒事故多發(fā)生在煤礦及金屬選礦業(yè)、天然氣和石油開采、石油加工、造紙廠、化工廠、自來水廠、污水處理廠、市政污水、食品加工廠、耐火材料、冶煉等29個(gè)行業(yè)96個(gè)職業(yè)崗位。造成硫化氫中毒事故多發(fā)的主要原因有：辨識不清、處置不當(dāng)、防護(hù)不全、盲目施救等。

圖1 硫化氫捕消器產(chǎn)品

表1 硫化氫泄漏處置方法對比

硫化氫捕消技術(shù)機(jī)理

傳統(tǒng)的硫化氫泄漏處置方法，有水噴淋、強(qiáng)制風(fēng)驅(qū)散、堿液吸收等，但這些方法分別具有以下缺點(diǎn)：水噴淋，吸收不徹底，吸收后的含酸廢水（酸性水）存在環(huán)境污染和硫化氫再次釋放的風(fēng)險(xiǎn)；強(qiáng)制風(fēng)驅(qū)散，僅對泄漏的硫化氫進(jìn)行驅(qū)散，存在環(huán)境污染，可能造成群體事件；堿液吸收，堿液具有強(qiáng)腐蝕性，容易對操作人造成傷害，對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。

在硫化氫清除領(lǐng)域內(nèi)，中國石化青島安全工程研究院（以下簡稱“青島安工院”）獨(dú)樹一幟，開創(chuàng)了硫化氫捕消系列裝備的新技術(shù)，將泄漏在空氣中的硫化氫主動(dòng)捕消，徹底清除硫化氫中毒危害。硫化氫捕消器由一種干粉狀的硫化氫氣體捕消劑和噴射裝置組成，使用方便（見圖1）。硫化氫捕消劑能夠與泄漏在空氣中的硫化氫進(jìn)行反應(yīng)，生成穩(wěn)定的硫化物。因此當(dāng)硫化氫發(fā)生泄漏時(shí)，硫化氫捕消器可以在短時(shí)間內(nèi)降低和控制硫化氫擴(kuò)散的速度和范圍。和以往的諸多傳統(tǒng)方法相比，硫化氫捕消具有在空氣中懸浮效果好、清除效率高、不腐蝕生產(chǎn)設(shè)備、對操作人無害等優(yōu)點(diǎn)（見表1）。

應(yīng)用案例

青島某公司硫化氫泄漏捕消試驗(yàn)

在一污水閥門井內(nèi)進(jìn)行硫化氫泄漏事故模擬試驗(yàn)，井內(nèi)設(shè)置了2臺量程為1 500 mg/m3的硫化氫檢測儀，一臺距井口約0.5 m，另一臺距井口約1.5 m，向該閥門井內(nèi)加入了一定量的硫化氫氣體，經(jīng)檢測硫化氫濃度達(dá)到了1 500 mg/m3以上。報(bào)警后，操作人員背負(fù)著空氣呼吸器迅速趕到事發(fā)地點(diǎn)，首先從閥門井口的小孔內(nèi)向井內(nèi)噴入一些硫化氫捕消劑對井內(nèi)的硫化氫氣體進(jìn)行清除，通過使用便攜式硫化氫報(bào)警儀檢測，待井內(nèi)的硫化氫濃度下降到一定程度，達(dá)到安全濃度范圍以后，操作人員再進(jìn)入到該閥門井內(nèi)進(jìn)行應(yīng)急處置。

經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，噴入硫化氫捕消劑后，在距離井口0.5 m的報(bào)警儀在2 min內(nèi)就由1 444.5 mg/m3下降到了7.8 mg/m3，距井口1.5 m的報(bào)警儀在2 min內(nèi)由1 500 mg/m3下降到了17.6 mg/m3，捕消效果良好。

某公司現(xiàn)場硫化氫捕消

該公司污水站污水池體積約200 m3，其中硫化氫濃度較高，屬于硫化氫中毒高危場所。試驗(yàn)人員向污水池中噴灑了130 kg捕消劑，進(jìn)行捕消劑清除效果試驗(yàn)。污水池中的硫化氫濃度在2 min后由5萬5 350 mg/m3減至129 mg/m3，硫化氫清除效率達(dá)到了99.8%。捕消效果非常顯著（見圖2）。

青島九盛紙制品有限公司硫化氫中毒事故現(xiàn)場處置

2015年12月15日，位于青島市即墨市大信鎮(zhèn)的青島九盛紙制品有限公司發(fā)生較大中毒事故，造成4人死亡，1人受傷。事故發(fā)生的直接原因已查明。回水循環(huán)池中含有硫化氫氣體，一員工未采取安全防護(hù)措施進(jìn)入池內(nèi)中毒暈倒，其他人員也未采取相應(yīng)安全防護(hù)措施盲目入池施救，導(dǎo)致中毒事故發(fā)生。

2016年1月8日，即墨市安監(jiān)局請青島安工院協(xié)助進(jìn)行青島九盛紙制品有限公司“12·25”事故的后處理工作，青島安工院派員攜帶硫化氫捕消器趕赴現(xiàn)場。

經(jīng)檢測，事故現(xiàn)場的回水循環(huán)池、污水池、紙漿池內(nèi)仍存有硫化氫氣體，濃度高達(dá)42 mg/m3。經(jīng)采用硫化氫捕消器捕消，硫化氫濃度降為零。由于采取措施得當(dāng)，方案周全，事故后處理過程中未發(fā)生人員中毒等安全問題（見圖3）。

圖2 某公司現(xiàn)場硫化氫捕消

圖3 即墨九盛紙制品公司現(xiàn)場處置硫化氫

持續(xù)改進(jìn) 管控硫化氫風(fēng)險(xiǎn)

青島安工院針對硫化氫特性、存在范圍、泄漏特點(diǎn)、現(xiàn)場處置方法等問題出發(fā)，結(jié)合油氣開采、石油加工全過程風(fēng)險(xiǎn)分析，開展了防止硫化氫泄漏的風(fēng)險(xiǎn)管控專題研究，開發(fā)出硫化氫風(fēng)險(xiǎn)管控整體解決方案，從安全培訓(xùn)、風(fēng)險(xiǎn)辨識、個(gè)體防護(hù)、監(jiān)測預(yù)警、作業(yè)管理和應(yīng)急處置等6個(gè)方面展開針對性研究，解決了硫化氫預(yù)防、應(yīng)急處置的風(fēng)險(xiǎn)管控問題。研發(fā)出的一系列產(chǎn)品在硫化氫風(fēng)險(xiǎn)防控方面應(yīng)用效果良好，獲得了多項(xiàng)發(fā)明專利和獎(jiǎng)勵(lì)。

鑒于硫化氫泄漏事故的嚴(yán)重危害性，硫化氫風(fēng)險(xiǎn)管控整體解決方案能有效預(yù)防硫化氫泄漏事故、防范個(gè)體中毒以及快速消除泄漏危害，從而有效提升石油化工行業(yè)應(yīng)對硫化氫泄漏事故的應(yīng)急處置能力，以保護(hù)生命、財(cái)產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)企業(yè)安全生產(chǎn)。

硫化氫捕消產(chǎn)品應(yīng)用范圍

硫化氫捕消器歷經(jīng)10年研發(fā)與推廣，申報(bào)專利數(shù)十件，研發(fā)出手提式、推車式、固定式以及自動(dòng)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)等，已獲得中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)、青島市技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)、中國石化集團(tuán)公司技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

硫化氫捕消系列裝備適用于具有硫化氫泄漏風(fēng)險(xiǎn)的油氣開發(fā)、集輸、凈化和煉制等生產(chǎn)作業(yè)場所，油氣生產(chǎn)、社區(qū)生活排污系統(tǒng)清污清淤和改造施工，以及硫化氫泄漏應(yīng)急搶險(xiǎn)作業(yè)，能極大地加強(qiáng)石化企業(yè)硫化氫泄漏事故的防控能力。

硫化氫可防可控不可怕，在正確的硫化氫風(fēng)險(xiǎn)防控措施的指導(dǎo)下，硫化氫的危害風(fēng)險(xiǎn)將得到有效的控制和消除。