【正文】 8 1 第八章 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析 硫酸生產(chǎn)危險(xiǎn)因素分析 在硫酸生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)過程中，由于生產(chǎn)設(shè)備、工藝的原因，人為的或不可抗拒的原因，導(dǎo)致廢氣超標(biāo)排放和硫酸泄漏，造成的事故有可能對(duì)環(huán)境造成危害。 ① 在生產(chǎn)過程中開車生產(chǎn)、工藝或設(shè)備出現(xiàn)問題都有可能造成硫酸生產(chǎn)尾氣中二氧化硫和三氧化硫超標(biāo)排放。硫酸儲(chǔ)存設(shè)備與裝置由于受損或人員違規(guī)操作等原因造成硫酸泄漏，可能造成大量硫酸霧排放。后果會(huì)危及周圍人群的健康和生命安全；硫酸霧會(huì)毀壞周圍的植物及植被，腐蝕附近建筑物。 ② 在火車、汽車裝卸和運(yùn)輸過程中如發(fā)生濃硫酸泄漏，可能 造成以下后果：硫酸及酸霧會(huì)危及周圍人群的健康和生命安全；硫酸泄漏后滲入土壤會(huì)造成土壤酸性；硫酸霧在空氣中擴(kuò)散污染環(huán)境空氣，酸霧會(huì)毀壞周圍的植物及植被，腐蝕周圍建筑物。硫酸如果直接流入地表水中會(huì)污染水域；導(dǎo)致水中動(dòng)植物死亡；濃硫酸遇水引起強(qiáng)烈反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生濃烈的硫酸煙霧。影響周圍環(huán)境空氣，危及周圍人群的健康和生命安全。 本次評(píng)價(jià)根據(jù)硫酸生產(chǎn)工藝、裝置和生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)情況分析，通過對(duì)硫酸造成的安全環(huán)境污染事故調(diào)查，硫酸生產(chǎn)在廠區(qū)內(nèi)的主要環(huán)境危險(xiǎn)因素是 SO SO硫酸霧廢氣的非正常和事故排放，本次評(píng)價(jià)主要對(duì) SOSO硫酸霧廢氣非正常和事故排放對(duì)空氣環(huán)境的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)和防范措施分析，對(duì)濃硫酸大量泄漏對(duì)空氣可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行定性分析和防范措施分析，根據(jù)該廠生產(chǎn)、儲(chǔ)存設(shè)施情況，廢水處理裝置情況，對(duì)濃硫酸大量泄漏，或停車沖洗廢水的處理情況進(jìn)行分析。 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中往往是通過對(duì)歷史事故的調(diào)查，最好是全世界或國(guó) 8 2 內(nèi)同類項(xiàng)目運(yùn)行的歷史的事故調(diào)查來確定事故可能發(fā)生的概率。關(guān)于硫酸生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)中發(fā)生非正常排放和事故排放的報(bào)道較少，尤其是危害事故的報(bào)道不完整，因此很難從歷史事故調(diào)查分析中確定事故可能發(fā)生的概率。本次評(píng)價(jià)重點(diǎn)對(duì)污染排放的原 因、源強(qiáng)及其影響情況進(jìn)行分析。提出相應(yīng)的防范措施。 主要污染物物化毒理性質(zhì) 二氧化硫 理化特性 分子 式： SO2； 分子量： ； 性狀：常溫下無色氣體，具辛辣和窒息氣味，在常溫時(shí)壓力（ 4～ 5kg/cm2）下壓縮為無色、流動(dòng)的液體。沸點(diǎn)： ℃； 熔點(diǎn)： ℃； 相對(duì)密度： (水 =1)； (空氣 =1)；蒸氣壓： ℃。 溶解度：水中 %（ 25℃ ）；易于與水混合并氧化成亞硫酸；易溶于甲醇、乙醇；溶于硫酸、醋酸、氯仿和乙醚。 毒理 性質(zhì) 屬中等毒類，系刺激性氣體；高濃度吸入，引起喉頭痙攣、水腫而窒息。人的嗅覺閾值 、刺激閾值 10mg/m3； 30mg/m3濃度時(shí)只能耐受 1 分鐘，過久則引起呼吸困難、青紫、嘔吐甚至意識(shí)障礙；大量吸入時(shí)，由于 SO2窒息作用和細(xì)胞毒作用而致死。 ① 急性毒性 3050mg/m3 可立即引起眼、鼻、粘膜刺激癥狀和支氣管痙攣及窒息感， 1000mg/m3以上即時(shí)生命危險(xiǎn)， 5000mg/m3以上，立即產(chǎn)生喉頭痙攣、喉頭水腫而窒息。 SO2易被粘膜的濕潤(rùn)表面而吸收生成亞硫酸，一部分進(jìn)而氧化成 硫酸。因此對(duì)呼吸道及眼有強(qiáng)烈刺激作用，大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒息。 ② 慢性毒性 8 3 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示小鼠吸入 ，經(jīng)半年出現(xiàn)免疫反應(yīng)受抑制。長(zhǎng)期吸入平均濃度 50mg/m3 的接觸者，可引起慢性鼻炎和嗅覺遲鈍、牙酸蝕癥、肺通氣功能下降、免疫功能受損等表現(xiàn)。長(zhǎng)時(shí)間低濃度接觸者尚可影響味覺，導(dǎo)致其它慢性病變，除鼻炎外，還可致咽炎、喉炎、慢性氣管炎、支氣管炎。有頭暈、頭痛、乏力等癥狀。合并炎癥感染反復(fù)不愈，造成小氣道狹窄、肺通氣障礙、肺功能不全，嚴(yán)重者引起彌漫性間質(zhì)纖維化和中毒性肺硬 變。有些伴有氣道反應(yīng)性增高，尖似哮喘樣發(fā)作。 ③ 誘變性 、 致癌性 、 致畸性：未見報(bào)告。 SO2毒性數(shù)據(jù)見表 81。 表 81 SO2毒性數(shù)據(jù) 濃度（ mg/m3） 危 害 3 嗅覺閾值 10 刺激域值 3050 即有刺激癥狀及窒息感 125 吸入 30分鐘就可發(fā)生急性中毒 200 吸入 5分鐘就可發(fā)生急性中毒 1000以上 有生命危險(xiǎn) 5000以上 即喉頭痙攣、水腫窒息而死 硫酸和三氧化硫 理化特性 硫酸 ： 純品為透明、無 色、無嗅的油狀液體 ,有雜質(zhì)顏色變深 ,甚至發(fā)黑。分子式 H2SO4。分子量 ： 。其相對(duì)密度及凝固點(diǎn)也隨其含量變化而不同。相對(duì)密度 (96～ 98%)。凝固點(diǎn) ℃ (100%)、 3℃(98%)。沸點(diǎn) 290℃ 。蒸氣壓 (℃ )。對(duì)水有很大親和力。從空氣和有機(jī)物中吸收水分。與水、醇混合產(chǎn)生大量熱 ,體積縮小。用水稀 8 4 釋時(shí) 應(yīng) 把酸加到稀釋水中 ,以免酸沸濺。加熱到 340℃ 分解成三氧化硫和水。 稀酸能與許多金屬反應(yīng) ,放出氫氣。濃酸對(duì)鉛和低碳鋼無腐蝕 ,是一種很強(qiáng)酸性氧化劑。與許多物質(zhì)接觸能燃 燒甚至爆炸 ,能與氧化劑或還原劑反應(yīng)。 三氧化硫 ： 有 α 、 β 、 γ 三種同素異形體 ,商業(yè)上最有用為 γ 式系 ,它像冰樣結(jié)晶塊或液體。分子式 SO3。分子量 。相對(duì)密度(20℃ )。熔點(diǎn) ℃ 。沸點(diǎn) ℃ 。蒸氣壓 (25℃ )。在水中溶解度達(dá) 100%。溶于水生成硫酸 ,溶于濃硫酸 ,生成發(fā)煙硫酸 ,并放出大量熱。無水三氧化硫?qū)饘贌o腐蝕。 毒理性質(zhì) 大鼠經(jīng)口 LD50： 2140 mg/kg（硫酸濃度 ％） ；吸入 LC50： 510 mg/m3/2h。小鼠吸入 LC50： 320 mg/m3/2h。 硫酸液體對(duì)皮膚、粘膜有刺激和腐蝕作用。霧對(duì)粘膜的刺激作用較二氧化硫?yàn)閺?qiáng) ， 主要使組織脫水 ， 蛋白質(zhì)凝固 ， 可造成局部壞死。對(duì)呼吸道的毒作用部位因吸入濃度和霧滴大小而不同。三氧化硫易溶于水生成硫酸 ， 其毒作用與硫酸相同。 急性吸入中毒 ： 吸入酸霧后可引起明顯的上呼吸道刺激癥狀及支氣管炎 ， 重者可迅速發(fā)生化學(xué)性肺炎或肺水腫 ， 高濃度時(shí)可引起喉痙攣和水腫而致窒息。伴有結(jié)膜炎和咽炎。 急性口服中毒 ： 可引起消化道灼傷。立即出現(xiàn)口 、 咽部、胸骨后及腹部劇烈燒灼痛 ,唇、口腔、咽部糜爛、潰瘍 ， 聲音嘶啞 ， 吞咽困難 ， 嘔血 ， 嘔 吐物中可有食道和胃粘膜碎片 ， 便血 ； 嚴(yán)重可發(fā)生喉水腫或胃腸道穿孔 ， 腎臟損害 。 皮膚灼傷 ： 皮膚接觸濃硫酸后局部刺痛 ， 未作處理者可由潮紅轉(zhuǎn)為 8 5 暗褐色 ， 繼而可發(fā)生潰瘍 ， 界限清楚 ， 周圍微腫 ， 疼痛劇烈。 眼灼傷 ： 賤入眼內(nèi)可引起結(jié)膜炎、結(jié)膜水腫、角膜潰瘍以至穿孔。 毒性數(shù)據(jù)： 人的嗅覺閾為 1mg/m3； 2mg/m3濃度可引起鼻、咽部刺激癥狀 ； 6～ 8mg/m3引起劇烈咳嗽。 相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn) 相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)見表 82。 表 82 相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)名稱 標(biāo)準(zhǔn)值（ mg/m3） 標(biāo)準(zhǔn)來源 二氧化硫 硫酸及三氧化硫 TWA（時(shí)間加權(quán)平均容許濃度 8 小時(shí)） 5 1 GBZ 22020《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》 STEL（短時(shí)間接觸容許濃度 15 分鐘） 10 2 環(huán)境空氣（二級(jí)） （ 1 小時(shí)平均） GB30951996《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度 （一次） TJ3679《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 硫酸生產(chǎn)非正常工況風(fēng)險(xiǎn)分析 硫酸裝置開車污染物產(chǎn)生原因及源強(qiáng)分析 根據(jù)硫酸工程生產(chǎn)工藝過程分析，其生產(chǎn)過程中二氧化硫的 非正常產(chǎn)生排放，主要是在生產(chǎn)過程中開始點(diǎn)火到升溫正常生產(chǎn)的一段時(shí)間內(nèi)。生產(chǎn)中在第一階段，從噴油點(diǎn)火升溫至爐內(nèi)溫度達(dá)到 600℃時(shí)止。此階段，爐氣直接從爐頂排出；第二階段關(guān)閉爐頂氣蓋，將爐氣引入后續(xù)凈化階段，為該段升溫。但是按照設(shè)計(jì)要求，本工程在此二階段燃燒柴油，所以廢氣中 SO2 排放量較?。辉诖藘呻A段，同時(shí)在轉(zhuǎn)化工段利用電加熱觸媒溫度至 420℃；各段加熱達(dá)到溫度后，在第三階段開始投入原料并將爐氣引入后續(xù)凈化及兩轉(zhuǎn)兩吸工段，在此階段，投料量較少，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器的 SO2濃度是 ％，由于催化劑床溫度還未達(dá)到最佳值，二 氧化 硫轉(zhuǎn)化率較低，在五個(gè)小時(shí)內(nèi) SO2 轉(zhuǎn)化率從 97％升至正常生產(chǎn)時(shí)的 8 6 ％。 根據(jù)以上情況分析，本次項(xiàng)目硫酸裝置開車過程中，非正常排放主要是在升溫完成后，最初投料的五個(gè)小時(shí)內(nèi)，轉(zhuǎn)化率達(dá)不到指標(biāo)時(shí)廢氣中 SO2 的排放。根據(jù)投料量、轉(zhuǎn)化率等工藝條件和尾氣氨吸收處理效果（考慮其濃度高時(shí)吸收率較大，濃度低時(shí)吸收率較?。┓治?，不同時(shí)間段情況下的 SO2排放濃度如表 83 所示。 表 83 開車投料到轉(zhuǎn)入正常階段尾氣排放情況 時(shí)段h 投料量kg/h 轉(zhuǎn)化器進(jìn)口濃度％ 轉(zhuǎn)化率％ 廢氣量m3/h 排 放 時(shí)間 h SO2 排放濃度 mg/m3 尾氣氨吸收SO2 去除率％ SO2排放濃度 mg/m3 1 9206 6 97 46354 1 5406 90 541 2 9206 98 42402 1 3940 90 394 3 9747 7 99 41302 1 2141 85 321 45 10289 8 37491 2 1245 80 249 由表 83 可知，在開車生產(chǎn)投料階段，由于轉(zhuǎn)化觸媒未達(dá)到最佳溫度，轉(zhuǎn)化率較低，造成尾氣中二氧化硫濃度較高，但是由于工程采用了氨吸收尾氣處理裝置，所以即使 在非正常排放階段，尾氣仍可以達(dá)標(biāo)排放。 硫酸裝置生產(chǎn)中的非正常排放原因及源強(qiáng)分析 硫酸裝置尾氣在正常生產(chǎn)的情況下能夠達(dá)標(biāo)排放，但是也有可能由于因?yàn)楣に嚄l件控制和設(shè)備的原因造成生產(chǎn)中的非正常排放。 在生產(chǎn)時(shí)非正常排放煙氣的情況有兩種。一種情況是 SO2 轉(zhuǎn)化率下降，使 SO2 排放濃度和排放量加大；另一種情況是 SO3 吸收率下降，使SO3排放濃度和排放量增加，當(dāng)由于氣體干燥不完全，有水份或空氣中濕度較大時(shí)，它與 SO3 生成硫酸霧，由于這些酸霧顆粒較大，濃度較高，它產(chǎn)生的污染較嚴(yán)重。被二氧化硫、硫酸霧污染的大氣不 僅危害人、畜和植物，而且腐蝕設(shè)備、儀表等暴露在外部的金屬制品。特別是大氣相對(duì)濕度較大或在陰雨天對(duì)農(nóng)作物危害極大。 本次工程由于采用了氨吸收尾氣處理裝置，可以大大減少生產(chǎn)中非 8 7 正常排放廢氣中污染物的濃度。 硫酸裝置非正常排放對(duì)環(huán)境的影響預(yù)測(cè)和分析 源強(qiáng)確定 假設(shè)在尾氣氨吸收裝置不起作用的情況下分以下兩種情況確定源強(qiáng)： ①轉(zhuǎn)化率僅 96％（相當(dāng)于一轉(zhuǎn)一吸的轉(zhuǎn)化率）情況下的 SO2排放對(duì)環(huán)境的影響。 ②按正常轉(zhuǎn)化率，吸收效率僅 95％的情況下硫酸霧排放對(duì)環(huán)境的影響。源強(qiáng)確定見表 84。 表 84 非正常排放源強(qiáng)參數(shù) 污染因子 排放量 mg/s 排氣量 m3/s 排放時(shí)間 h 排氣筒高度 m 排氣筒直徑 m 排氣溫度℃ SO2 109188 2 60 40 硫酸霧 150094 2 預(yù)測(cè)內(nèi)容 預(yù)測(cè)非正常排放情況下 SO硫酸霧排放對(duì)環(huán)境的影響。 預(yù)測(cè)模式 選用 HJ/《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 大氣環(huán)境》推薦的非正常排放模式： 1222222e x p GHYU QC zeyzya ????????? ???????? 1)()( ?????xxXXUt ?? T?t 1G = )()( xx XUTUtXUt ?? ?????? Tt? 式中符號(hào)意義和各擴(kuò)散參數(shù)取值及各指數(shù)、系數(shù)的定值詳見導(dǎo)則。 8 8 預(yù)測(cè)結(jié)果 ① SO2非正常排放預(yù)測(cè)結(jié)果 取非正常排放持續(xù)時(shí)間 T=7200 秒，根據(jù)排氣污染 源工藝條件計(jì)算有效高度，預(yù)測(cè) D 類穩(wěn)定度，平均風(fēng)速 ，非正常產(chǎn)生 SO2排放造成不同時(shí)刻和距離的 SO2擴(kuò)散濃度列于表 85。 表 85 SO2 排放濃度預(yù)測(cè)結(jié)果 單位： mg/m3 距離 (m) 480s 960s 1080s 2640s 2880s 7680s 8160s 8340s 8460s 400 0 0 0 600 0 0 0 900 0 0 1000 0 0 1400 0 1500 0 2020 0 2500 0 2700 0 3000 0 0 3500 0 0 0 4000 0 0 0 由預(yù)測(cè)結(jié)果可知：從排放開始 17 分鐘，下風(fēng)向距離 1400m 處 SO2濃度達(dá)到最大值 mg/m3（對(duì)照表 81 該值未達(dá)到嗅覺閾值），至 48分鐘下風(fēng)向 4000m 范圍內(nèi)均處于不同距離下的最大值。在距離 9002700米范圍內(nèi) SO2超過環(huán)境空氣標(biāo)準(zhǔn)。停止排放后，環(huán)境濃度下降迅速， 8460s時(shí)（停止排放 21 分鐘） 4000m 范圍內(nèi)的值均可滿足 環(huán)境空氣標(biāo)準(zhǔn)要求。 ②硫酸霧非正常排放預(yù)測(cè)結(jié)果 取非正常排放持續(xù)時(shí)間 T=7200 秒 ，根據(jù)排氣污染源工藝條件計(jì)算有效高度，