SNCR脫硝技術在國內外水泥行業爐窯煙氣脫硝工程中的運用最為廣泛。水泥爐窯SNCR脫硝系統還原劑主要有氨水和尿素兩種：在國內水泥生產線除福建龍麟水泥、都江堰拉法基水泥等項目采用尿素作為還原劑外，其他水泥企業大部分采用氨水作為還原劑。

2012年10月，福建某水泥廠發生氨水爆炸事故造成2人死亡，2013年6月3日，吉林禽業有限公司液氨特大爆炸事故致119人遇難。因此，水泥脫硝系統使用氨水作為還原劑的系統安全性應得到重視。

浙江杭州大馬水泥有限公司所在地浙江臨安，有飲用水水源地青山湖水庫。本文結合飲用水水源地保護和水環境功能區劃的相關條款，對于企業是否可以使用氨水作為還原劑，以及氨水在運輸、貯存、使用中存在的危險因素進行全面分析，并提出安全保障措施及方案。

1氨水的理化性質及危險性

氨水是易燃、有毒且具有刺激性的危險化學品，當人體吸入低濃度氨對黏膜有刺激作用，吸入高濃度氨可造成組織溶解壞死；液氨或高濃度氨可致眼灼傷；液氨可致皮膚灼傷。氨水易分解放出氨氣，溫度越高，分解速度越快，可形成爆炸性氣氛。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。SNCR采用作還原劑氨水濃度在20%~25%，沒有達到國家將氨溶液列為重大危險化學品的濃度（35%<含氨≤50%），但由于存在氨水氨氣揮發體積濃度爆炸極限15%~20%的因素，對氨水系統需考慮防爆、防腐蝕和事故應急救援預案。

根據《危險化學品名錄》（2008），20%~25%氨水屬于危險化學品；根據GB18218—2009《危險化學品重大危險源辨識》，氨水未被劃歸為重大危險源；根據《首批危險化學品使用量的數量標準》，氨水并未被列入名錄，未規定企業辦理“危險化學品安全使用許可證”；作為使用企業，需滿足《危險化學品安全管理條例》(國務院令第591號)的相關儲存和使用條例。

2使用氨水作為還原劑的安全可行性分析

根據《浙江省飲用水源地管理條例》，在飲用水水源一級保護區內，禁止建設與水源保護無關的項目及可能污染水源的項目。在飲用水水源二級保護區內，禁止貯存、堆放可能造成水體污染的固體廢物和其他污染物。水泥爐窯SNCR脫硝存在氨泄漏污染飲用水源的危險性，需遵從項目所在地水功能區規劃及其管理要求。

根據《浙江省水功能區、水環境功能區劃表（苕溪）》，浙江杭州大馬水泥有限公司所處板橋鄉，為編號苕溪11的水系，水功能區為靈溪臨安農業用水區，水環境功能區為多功能區，現狀水質為Ⅲ類，目標水質為Ⅲ類，并非飲用水水源保護區。浙江杭州大馬水泥使用氨水作為還原劑，不在《浙江省飲用水源地保護條例》中規定的禁止或是限定的建設項目范圍內，即可以使用氨水作為還原劑。

3氨水采購、運輸和儲存安全管理措施探索

3.1氨水采購運輸管理制度的建立健全

由于項目鄰近飲用水水源保護區，根據《浙江省飲用水水源保護條例》第二十六條，縣級以上人民政府公安機關在劃定、調整危險化學品運輸車輛通行區域或者指定劇毒化學品運輸車輛線路時，應當避開飲用水水源保護區；確實無法避開的，縣級以上人民政府及其有關部門應當按照相關規定采取相應的安全防護措施。

為進一步提高企業自身及與企業運行相關的安全性措施，企業采購氨水時，在氨水供應廠家選擇的管理上要做到：

1）氨水供應廠家需具備“安全生產許可證”；

2）氨水供應廠家需提供“危險化學品公路運輸通行證”復印件。辦理此證，氨水運輸企業需提交的資料：《運輸單位危險貨物道路運輸經營許可證》、《運輸車輛危險貨物道路運輸證》、《駕駛人從事危險貨物道路運輸的上崗資格證》、《押運人員從事危險貨物道路運輸的上崗資格證》、運輸車輛的《行駛證》、車輛駕駛人的《駕駛證》；

3）氨水供應廠家按照《危險化學品安全管理條例》(國務院令第591號)進行生產、儲存和運輸，并能提供相應的證明文件。氨水運輸和卸載安全由氨水供應廠家保證并提供運輸方案，企業初審后，提交相關部門溝通確認并予以善。

3.2氨水儲存管理制度的建立健全

企業在氨水儲存的內部管理制度上要做到：

1）應當委托具備國家規定的資質條件的機構，對本企業的安全生產條件每三年進行一次安全評價，提出安全評價報告，并將安全評價報告以及整改方案的落實情況報所在地縣級人民政府安全生產監督管理部門備案；

2）氨水應當儲存在專用儲罐內，并由專人負責管理；

3）應當建立危險化學品（氨水）出入庫核查、登記制度；

4）氨水儲罐應當符合國家和行業標準的要求，并設置明顯的標志；

5）應當對氨水儲罐配套的安全設施、設備定期進行檢測、檢驗。

4氨水使用的危險源分析及安全措施

4.1水泥脫硝使用氨水的主要危險源分析

危險主要在于氨水的泄漏，泄漏點主要在儲罐及管路管件連接處，如：

1）在充裝過程中由于操作不慎或誤操作造成泄漏；

2)儲罐、閥門、管道及附件因腐蝕損壞造成泄漏；

3）運行巡視不到位或檢修質量問題，造成設備泄漏。

另外，還有不常發生但潛在的危險源，如：

1）因高溫、雷擊、過量儲存或其他不可抗力引發儲罐爆炸；

2）運行和定期檢修工作不到位，造成氨區設備損壞，不能正常運行；

3）運輸槽車運輸量超限或設備維護不當，發生泄漏，爆炸起火。

4.2水泥脫硝安全性設計及設備配置實例介紹

以杭州大馬水泥公司為例，在安全性設計及設備配置上，采取如下措施：

1）總平面布置時，氨區遠離電控室和輸煤棧道等對消防要求較高的區域，該公司氨區選取布置在靠近路邊的生料均化庫邊上，離熱輻射較大的回轉窯50m以上，離主配電室最短距離20m以上，卸氨及氨區環境通風良好。

2）配置氨氣吸收儲罐，用于吸收氨水卸載時儲罐排空氣體中所含的NH3，采用Φ4m×13m的臥式氨水儲罐，容積150m3，可滿足脫硝系統最大耗量使用5d以上。儲罐設置有事故池及圍堰，地下部分尺寸為L13500mm×B5800mm×H2000mm，容積為156.6m3，地上部分為圍堰，與事故池為一體化結構，尺寸為L13500mm×B5800mm×H300mm，事故池設置有事故排出泵，故障排除后，將氨水泵送回氨水儲罐，做到節約資源和不產生二次污染。

3）設置事故噴淋裝置，當出現大面積泄漏、環境溫度＞50℃時，氨氣濃度＞500ppm時，連鎖啟動噴淋用水量和水壓要能滿足消防用水要求。氨水儲罐的保護面積約165m2。滅火及冷卻方面的噴淋要求見表1。


系統采用滅火及冷卻一體化裝置，按照最大用水量和壓力等級設計，噴淋水引自業主生活用水口，增設增壓泵，流量60m3/h，揚程45m，克服管道阻力損失后，噴嘴工作壓力0.35MPa以上。具體噴淋持續時間根據警報來源不同而有所不同，根據應急處理情況，運行人員可以手動關閉噴淋。噴淋系統示意見圖1。


共選用10個噴嘴，120°實心錐噴嘴，單只噴嘴流量10m3/h，工作壓力0.35MPa，噴淋系統母管距離罐體表面700mm，對稱分布。事故池設置泵坑，噴淋用廢水進入事故池，可以通過事故排出泵排去廢水處理系統，事故排出泵流量60m3/h，與噴淋的最大用水強度一致。

4）為氨水儲罐配置遮陽棚進行隔熱，并對氨水儲罐包覆30~50mm保溫巖棉予以隔熱，氨水儲罐所處空間需具備較好的通風效果。

5）連鎖保護，一旦高溫風機停止運行，連鎖脫硝裝置停止運行并能自動啟動軟水沖洗系統，對氨水流經的設備和管道上殘留的氨水進行洗滌，洗滌時間通常控制在60s以上，可通過程序予以調整。

6）加強氨泄漏檢測：對于易于出現氨水泄漏的點位，如卸氨模塊、氨水計量分配模塊、氨水輸送模塊等處，需設置氨氣泄漏檢測儀，當環境中氨氣濃度超過報警上限（500ppm）時，啟動系統警報系統和噴淋系統。

7）閥門、儀表選型需為防爆型設備，氨水流通路徑上均為氣動閥，避免電動閥可能出現電火花引起爆炸，而且氣動閥動作力矩比電動閥門大，關斷性更優。

此外，加強系統外部的安全性配置：

1）氨區設置安全標識和護欄避免主干道可能發生的不必要的機械撞擊；

2）卸氨劃定專門的區域，卸氨過程中，卸氨區域需放置警示牌；

3）足夠的水源及處理事故用的通風設施；

4）配備足夠的事故搶救物品專用柜——柜內設有空氣呼吸器、防毒衣、過濾罐、防毒面具、橡膠防護手套和膠皮水管等防護用具；配備必要的搶修工具，放置易取處，如：管鉗子、活扳手、各種規格管卡子、橡膠板、石棉板、閥門、填料、鐵絲、改錐和克絲鉗子等。

配備足夠數量的搶救藥品，其中包括：檸檬酸、硼酸和酸性濃縮檸檬汁、酸梅汁或食用醋等。

4.3水泥脫硝氨水的安全使用管理制度

在安全性管理上，可采取如下措施：

1）做好運行人員安全培訓，氨的危害性描述，安全操作規程，經過專業培訓的人員方可進入氨區并操作相關設備；

2）設備材料必須滿足存儲氨水及氨氣的使用要求；

3）運輸槽車運送時要灌裝適量，不能超壓超量(85%)；

4）氨水進廠后，氨區周圍50m內嚴禁明火；

5）定期對救援物資進行檢查，并記錄備案。

5結束語

浙江杭州大馬水泥有限公司水泥脫硝項目廠址所在地雖然鄰近飲用水水源地保護區，但根據氨水的危險性及水源地保護的要求，項目所在地的水功能區劃為農業用水區和多功能區，項目可以使用氨水作為還原劑；根據相關安全性文件規定，提出了適合項目的氨水采購、運輸、儲存制度的建設；并且，氨水使用過程中也存在泄漏、雷擊、運行維護不當等危險源。

以杭州大馬水泥有限公司為例，從總平面布置、事故池設置、事故噴淋、緊急連鎖停機保護、加強安全性設施配置和企業安全管理制度建立健全上進行全方位設置，以期為提高水泥脫硝工程安全性提供借鑒。