【正文】 8 1 第八章 環(huán)境風險分析 硫酸生產危險因素分析 在硫酸生產、儲運過程中，由于生產設備、工藝的原因，人為的或不可抗拒的原因，導致廢氣超標排放和硫酸泄漏，造成的事故有可能對環(huán)境造成危害。 ① 在生產過程中開車生產、工藝或設備出現問題都有可能造成硫酸生產尾氣中二氧化硫和三氧化硫超標排放。硫酸儲存設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。后果會危及周圍人群的健康和生命安全；硫酸霧會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：硫酸及酸霧會危及周圍人群的健康和生命安全；硫酸泄漏后滲入土壤會造成土壤酸性；硫酸霧在空氣中擴散污染環(huán)境空氣，酸霧會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污染水域；導致水中動植物死亡；濃硫酸遇水引起強烈反應，會產生濃烈的硫酸煙霧。影響周圍環(huán)境空氣，危及周圍人群的健康和生命安全。 本次評價根據硫酸生產工藝、裝置和生產儲運情況分析，通過對硫酸造成的安全環(huán)境污染事故調查，硫酸生產在廠區(qū)內的主要環(huán)境危險因素是 SO SO硫酸霧廢氣的非正常和事故排放，本次評價主要對 SOSO硫酸霧廢氣非正常和事故排放對空氣環(huán)境的影響進行預測和防范措施分析，對濃硫酸大量泄漏對空氣可能產生的影響進行定性分析和防范措施分析，根據該廠生產、儲存設施情況，廢水處理裝置情況，對濃硫酸大量泄漏，或停車沖洗廢水的處理情況進行分析。 環(huán)境風險評價中往往是通過對歷史事故的調查，最好是全世界或國 8 2 內同類項目運行的歷史的事故調查來確定事故可能發(fā)生的概率。關于硫酸生產、儲運中發(fā)生非正常排放和事故排放的報道較少，尤其是危害事故的報道不完整，因此很難從歷史事故調查分析中確定事故可能發(fā)生的概率。本次評價重點對污染排放的原 因、源強及其影響情況進行分析。提出相應的防范措施。 主要污染物物化毒理性質 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，在常溫時壓力（ 4～ 5kg/cm2）下壓縮為無色、流動的液體。沸點： ℃； 熔點： ℃； 相對密度： (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 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濃度時只能耐受 1 分鐘，過久則引起呼吸困難、青紫、嘔吐甚至意識障礙；大量吸入時，由于 SO2窒息作用和細胞毒作用而致死。 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以上即時生命危險， 5000mg/m3以上，立即產生喉頭痙攣、喉頭水腫而窒息。 SO2易被粘膜的濕潤表面而吸收生成亞硫酸，一部分進而氧化成 硫酸。因此對呼吸道及眼有強烈刺激作用，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 動物實驗顯示小鼠吸入 ，經半年出現免疫反應受抑制。長期吸入平均濃度 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。長時間低濃度接觸者尚可影響味覺，導致其它慢性病變，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。合并炎癥感染反復不愈，造成小氣道狹窄、肺通氣障礙、肺功能不全，嚴重者引起彌漫性間質纖維化和中毒性肺硬 變。有些伴有氣道反應性增高，尖似哮喘樣發(fā)作。 ③ 誘變性 、 致癌性 、 致畸性：未見報告。 SO2毒性數據見表 81。 表 81 SO2毒性數據 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 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 ,有雜質顏色變深 ,甚至發(fā)黑。分子式 H2SO4。分子量 ： 。其相對密度及凝固點也隨其含量變化而不同。相對密度 (96～ 98%)。凝固點 ℃ (100%)、 3℃(98%)。沸點 290℃ 。蒸氣壓 (℃ )。對水有很大親和力。從空氣和有機物中吸收水分。與水、醇混合產生大量熱 ,體積縮小。用水稀 8 4 釋時 應 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 ,放出氫氣。濃酸對鉛和低碳鋼無腐蝕 ,是一種很強酸性氧化劑。與許多物質接觸能燃 燒甚至爆炸 ,能與氧化劑或還原劑反應。 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 ,它像冰樣結晶塊或液體。分子式 SO3。分子量 。相對密度(20℃ )。熔點 ℃ 。沸點 ℃ 。蒸氣壓 (25℃ )。在水中溶解度達 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。無水三氧化硫對金屬無腐蝕。 毒理性質 大鼠經口 LD50： 2140 mg/kg（硫酸濃度 ％） ；吸入 LC50： 510 mg/m3/2h。小鼠吸入 LC50： 320 mg/m3/2h。 硫酸液體對皮膚、粘膜有刺激和腐蝕作用。霧對粘膜的刺激作用較二氧化硫為強 ， 主要使組織脫水 ， 蛋白質凝固 ， 可造成局部壞死。對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)生化學性肺炎或肺水腫 ， 高濃度時可引起喉痙攣和水腫而致窒息。伴有結膜炎和咽炎。 急性口服中毒 ： 可引起消化道灼傷。立即出現口 、 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 ： 賤入眼內可引起結膜炎、結膜水腫、角膜潰瘍以至穿孔。 毒性數據： 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。 相關環(huán)境標準 相關環(huán)境標準見表 82。 表 82 相關環(huán)境標準 標準名稱 標準值（ mg/m3） 標準來源 二氧化硫 硫酸及三氧化硫 TWA（時間加權平均容許濃度 8 小時） 5 1 GBZ 22020《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》 STEL（短時間接觸容許濃度 15 分鐘） 10 2 環(huán)境空氣（二級） （ 1 小時平均） GB30951996《環(huán)境空氣質量標準》 居住區(qū)大氣中有害物質的最高容許濃度 （一次） TJ3679《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》 硫酸生產非正常工況風險分析 硫酸裝置開車污染物產生原因及源強分析 根據硫酸工程生產工藝過程分析，其生產過程中二氧化硫的 非正常產生排放，主要是在生產過程中開始點火到升溫正常生產的一段時間內。生產中在第一階段，從噴油點火升溫至爐內溫度達到 600℃時止。此階段，爐氣直接從爐頂排出；第二階段關閉爐頂氣蓋，將爐氣引入后續(xù)凈化階段，為該段升溫。但是按照設計要求，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，同時在轉化工段利用電加熱觸媒溫度至 420℃；各段加熱達到溫度后，在第三階段開始投入原料并將爐氣引入后續(xù)凈化及兩轉兩吸工段，在此階段，投料量較少，進入轉化器的 SO2濃度是 ％，由于催化劑床溫度還未達到最佳值，二 氧化 硫轉化率較低，在五個小時內 SO2 轉化率從 97％升至正常生產時的 8 6 ％。 根據以上情況分析，本次項目硫酸裝置開車過程中，非正常排放主要是在升溫完成后，最初投料的五個小時內，轉化率達不到指標時廢氣中 SO2 的排放。根據投料量、轉化率等工藝條件和尾氣氨吸收處理效果（考慮其濃度高時吸收率較大，濃度低時吸收率較?。┓治觯煌瑫r間段情況下的 SO2排放濃度如表 83 所示。 表 83 開車投料到轉入正常階段尾氣排放情況 時段h 投料量kg/h 轉化器進口濃度％ 轉化率％ 廢氣量m3/h 排 放 時間 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，在開車生產投料階段，由于轉化觸媒未達到最佳溫度，轉化率較低，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，尾氣仍可以達標排放。 硫酸裝置生產中的非正常排放原因及源強分析 硫酸裝置尾氣在正常生產的情況下能夠達標排放，但是也有可能由于因為工藝條件控制和設備的原因造成生產中的非正常排放。 在生產時非正常排放煙氣的情況有兩種。一種情況是 SO2 轉化率下降，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，當由于氣體干燥不完全，有水份或空氣中濕度較大時，它與 SO3 生成硫酸霧，由于這些酸霧顆粒較大，濃度較高，它產生的污染較嚴重。被二氧化硫、硫酸霧污染的大氣不 僅危害人、畜和植物，而且腐蝕設備、儀表等暴露在外部的金屬制品。特別是大氣相對濕度較大或在陰雨天對農作物危害極大。 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環(huán)境的影響預測和分析 源強確定 假設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： ①轉化率僅 96％（相當于一轉一吸的轉化率）情況下的 SO2排放對環(huán)境的影響。 ②按正常轉化率，吸收效率僅 95％的情況下硫酸霧排放對環(huán)境的影響。源強確定見表 84。 表 84 非正常排放源強參數 污染因子 排放量 mg/s 排氣量 m3/s 排放時間 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 預測內容 預測非正常排放情況下 SO硫酸霧排放對環(huán)境的影響。 預測模式 選用 HJ/《環(huán)境影響評價技術導則 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? 式中符號意義和各擴散參數取值及各指數、系數的定值詳見導則。 8 8 預測結果 ① SO2非正常排放預測結果 取非正常排放持續(xù)時間 T=7200 秒，根據排氣污染 源工藝條件計算有效高度，預測 D 類穩(wěn)定度，平均風速 ，非正常產生 SO2排放造成不同時刻和距離的 SO2擴散濃度列于表 85。 表 85 SO2 排放濃度預測結果 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 由預測結果可知：從排放開始 17 分鐘，下風向距離 1400m 處 SO2濃度達到最大值 mg/m3（對照表 81 該值未達到嗅覺閾值），至 48分鐘下風向 4000m 范圍內均處于不同距離下的最大值。在距離 9002700米范圍內 SO2超過環(huán)境空氣標準。停止排放后，環(huán)境濃度下降迅速， 8460s時（停止排放 21 分鐘） 4000m 范圍內的值均可滿足 環(huán)境空氣標準要求。 ②硫酸霧非正常排放預測結果 取非正常排放持續(xù)時間 T=7200 秒 ，根據排氣污染源工藝條件計算有效高度，