1 事故案例
近年来,国内发生硫化氢气体中毒事故的案例屡见不鲜,详见如下三起事故:
(1) 2003年12月23日晚,位于重庆市开县境内的罗家16H天然气井在起钻过程中发生井喷失控,由于操作人员没有及时点火,大量含有高浓度硫化氢的天然气喷出地面并扩散到大气中,这起事故共造成243人死亡、2142人中毒住院治疗、6.5万名当地居民被紧急疏散,各种经济损失达6432万元的重特大事故。
(2) 1990年9月下旬,沈阳市矿冶研究所4名科技人员在该所的试验厂中试制某种选矿药剂,化学反应过程中产生的副产品是硫化氢,但该试验厂生产设备简陋,没有设置碱液吸收硫化氢的设施,而使硫化氢室外排放。由于当时室内排风效果不良,致使车间内浓度极高,工作了大约十个小时后,造成2死2伤的恶性事故。
(3) 2000年8月23日,辽化污水处理厂1名化验员取污水样品做硫化物分析,操作约20min,化验样品中硫化氢数值明显增高至627 mg/ L(正常为130150 mg/L),倒样品液时嗅到奥鸡蛋味,l0min后出现头痛、呕吐,眼干、眼痛等症状。
约17时40分,污水处理厂硫化氢报警器开始报警,检测结果说明,当时车间空气中硫化氢浓度为231 mg/m3,当晚20余名值班工人均出现上述类似症状。
2 物理和化学的防范原理
(1) 天然气井喷
天然气实际是多种可燃性气体的总称,主要化学成份为甲烷、还包括少最的乙烷、硫化氢、二氧化碳等等。它深埋在地表之下,有一定的压力。如果在钻井开采过程中,地下压力高,而钻井周围采取的措施不到位,就会发生井喷现象。
据资料介绍,四川盆地的大部分天然气都含有高浓度的硫化氢,其一般含量为1%一2%(质最百分比),有的甚至高达16%。通过换算,1%约等于半致死浓度的2倍(详见表1)。甲烷(0.55)比空气轻很多,会很快浮向大气层的上部;而硫化氢(1.17)和二氧化碳(1.52)比空气重很多,会沉积、滞留于地面,使地面呼吸带硫化氢和二氧化碳的浓度增高,造成中毒和窒息伤亡事故。
天然气井喷点火后,甲烷会生成二氧化碳和水;硫化氢则会生成二氧化硫和水。由于二氧化碳毒性较小,其主要是窒息危害,会沉积、滞留于地面。如果地面无风,会使地面呼吸带二氧化碳浓度增高,可能造成缺氧、窒息事故。而生成的二氧化硫毒性较硫化氢小很多,半致死浓度约为硫化氢的9%。所以天然气井喷点火后,中毒危害的程度会大大降低。
由于硫化氢能溶解于水中,通常条件下,1体积的水能够溶解2.6体积的硫化氢。
天然气不仅能够燃烧,而且在空气中达到爆炸极限以后会发生爆炸(甲烷和硫化氢的爆炸极限参见表1),它们爆炸后各自的产物与燃烧后的产物一样,都生成了稳定的不燃气体和水。这就是一旦发生井喷事故,为什么应该在上风头远程点火的原因。
表1 物质特性表 <?XML:NAMESPACE PREFIX = O />
(2)生产中释放的硫化氢
石油炼制、化工生产释放的硫化氢,如果数量较大、浓度较高,最好采用克劳斯法使硫磺回收,这样既环保又安全;如果数量较少,可送人火炬烧掉,以减少硫化氢的毒害性;如果数量较少且浓度较低,可以采用碱液吸收或强氧化剂氧化等方法使之生成硫化钠或硫磺等产物加以回收。
冶金工业中的焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气中也含有少量硫化氢气体,均应转化硫化氢,回收硫磺,才能使冶金生产更加安全和环保。
(3)其它产生的环境
硫化氢不仅在天然气和少数化工生产中存在,而且在沼气池、化粪池、纸浆池、污水池、污水井、腐烂鱼仓等有限空间都会产生并存在。近年来,在上述有限空间发生人员中毒事故的报道屡见不鲜。
(4)伴生气体的窒息危险
天然气中的甲烷比空气轻,除了具有火灾爆炸的危险外,如果充满有限空间内,会造成氧气含量下降,人员如果进人可能造成窒息事故。
沼气中除了伴有少量的硫化氢外,还常常伴有二氧化碳。例如鞍山市填埋垃圾产生的沼气,其主要成份除甲烷外,二氧化碳含量为37.5%。二氧化碳的比重大,常滞留于地面使呼吸带氧气含量少于正常含量可能会造成窒息伤害。
3 安全对策措施
如果即将进入的是可能存在硫化氢气体的有限空间,可将小鸟之类的小动物先放人,如果片刻后小鸟拉上来后精神不佳,说明有限空间内存在硫化氢等有毒气体,应换入新鲜空气后,方可进入。
人员进人任何密闭容器或半密闭容器内作业时,事先一定要将容器内部的气体用新鲜空气彻底置换一遍,进人后要不断向容器内提供新鲜空气,按照《采暖通风与空气调节设计规范》第5.4.3条规定的要求,换气次数不应小于每小时12次。
人员进人那些有限空间作业时一定要采取防护措施,如佩戴压缩空气呼吸器并检查其气路畅通后,方可进入有限空间内作业。
人员进入有限空间内作业时,在确保人身安全的条件下,应该在有人监督的情况下,才能进入密闭容器或半密闭容器内作业。监护人也应备有自救式压缩空气呼吸器。
若发现进入有限空间内作业人员行为异常,万万不可“勇敢”地进入,必须佩戴自救式压缩空气呼吸器才能进人救人;如果身边无自救式压缩空气呼吸器,应招人一边来通风换气、一边打电话请佩戴自救式压缩空气呼吸器的气(消)防队员进入救人。
如果在大气环境中(即不缺氧的环境下),可以佩戴防毒面具进入作业区。但是,要说明有人佩戴防毒面具进人有限空间内作业的误区。实际上,防毒面具滤桶中的活性炭,只能吸附少量的硫化氢气体,而不能解决呼吸气体中氧气不足的问题,照样会发生窒息事故,所以佩戴防毒面具进人有限空间内作业是错误的方法。
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