一起面粉增白剂爆炸事故的原因分析
1997年12月27日,浙江某添加剂厂在生产面粉增白剂的过程中发生了一起爆炸事故,炸毁厂房两间,粉碎机系统基本毁坏,并造成操作工1人死亡,1人重伤,1人轻伤。全部经济损失30万元。本文根据事故现场调查结果,对事故原因进行系统地分析,给出了事故结论,并针对该厂情况提出了事故防范措施。
1事故概况
该厂采用的面粉增白剂生产工艺流程如下所示。
(过氧化苯甲酰32%、食用淀粉50%、明矾11%)──混合──烘干──粉碎──稀释
碳酸氢钙——稀释
1.1原料特性
面粉增白剂的主要成份是过氧化苯甲酰(BPO)。BPO是一级强氧化剂,在分解时,放出氧,其熔点为160~180℃,自燃点为80℃,燃烧热为164kcal/mol(实测值),有效氧含量6.62%(理论值),在75~80℃的范围内保持较长时间即可引起分解而产生爆炸,可助燃。干品极不稳定,对温度、磨擦、震动、冲击和接触酸、碱都特别敏感,极易分解而引起爆炸。其含水量在1%以下时,危险性更大,稍有磨擦即能引起爆炸,极易燃烧。储存时,一般注入30%的水作稳定剂。要求单独堆放,仓温不宜超过30℃,储存期控制在3个月,并定期检查含水量。
1.2生产设备性能和厂房条件
将购买的成品BPO(含水)与其他原材料经手工粗混后,采用间歇式热风烘干,然后经粉碎机系统粉碎并自动分级,出口处得到面粉增白剂合格产品。在此过程中,混合和烘干工序基本采用半手工操作,安装有温控装置,搅拌工具均为全木质,作业空间相互独立,场地开阔,加工物料数量适中。
该厂使用的粉碎机系山东某厂生产的锤击式粉碎机系统,经粉碎后的物料可以由设备自动分极。粉碎机的转速为1500rad/min,安装在厂房(系一排九间平房)的尽头,机房用实墙体分隔成里外两部分,外间安装电气控制装置(非防爆型),里间安装粉碎机系统,整个机房共用一个出入口。事故的爆炸点就发生在粉碎机的进料口处。
1.3事故发生时的工艺条件和工人操作状态
该设备正式开工生产面粉增白剂已有1个月。事故发生时,粉碎机房外间有1人,里间有2人正进行操作,大约在开机操作半小时后在粉碎机进料口处发生爆炸。外间1人冲出门外,受了轻伤;里间靠门站立的操作工被气浪抛至外间,全身大面积烧伤;另一操作工当场死亡。机房及粉碎机系统基本炸毁,但其他工序的操作间及原料库因相隔一定距离而未受损失。
2事故原因分析
2.1原料配方
根据在原料库现场调查的情况看,BPO及其他加工原料的形态均为粉末状,符合加工要求;BPO含水储存,且厂内具备含水量检查手段。加工物料配比中,BPO浓度偏高,国内目前执行的标准是参照日本标准制定的,BPO浓度一般限制在18~22%。但是许多文献中也同时说明,没有任何实验依据可以证明BPO浓度在超过22%时就会引起爆炸。因此,BPO浓度偏高不能作为本次事故的直接原因,但可能加重事故的后果。
2.2设备及工艺条件
该厂的混后,烘干工序基本合理,厂房及工艺条件控制方式虽然存在一些不当之处,但基本满足易烯易爆物料的加工要求。粉碎机的选型不甚合理,1500rad/min的速度显然偏高。但该设备在同行业中应用较广,该厂也使用了1月之久,均没有出现异常情况。因此,我们认为,粉碎机的选型不当虽然成为本次事故发生的重大隐患,但不是直接原因。
2.3生产管理及操作状态
该厂建立了小型实验室,每批原料都经过小试后确定合理的工艺条件,再进行大量生产。调查中了解到,由于各工序加工能力不协调,粉碎机每天开机2小时即可完成其他工序一天的加工量。在操作工的强烈要求下,厂长将粉碎机操作工的日工作制改为计量工作制,即每天加工完额定的物料量(一般为前道工序前1天的已加工量)即可收工。据幸存者反映,该工作制度实施头2天,整个操作程序基本遵循先前岗位培训时的规定,缓慢进料(手工)。至第3天,操作工嫌加工速度慢,擅自将料斗一次填满,指望完成额定工作量后可以早点收工。爆炸就在此时发生。
至此,我们认为,爆炸事故的直接原因是由于操作失误。当料斗一次填满,使吸风不畅,在料斗与粉碎机连接处引起BPO局部过热燃烧(或分解)引起爆炸。
3防范措施
针对事故调查中发现的问题,为该厂提出以下整改和防范措施。
3.1首先要提高对安全生产的重要性认识,加强生产管理,建立合理的工作制度,特别要做好工人的岗位安全培训,使工人对BPO的化学特性、生产中的危险性及防爆措施有一定程度的了解,掌握正确处置突发事件的方法。
3.2完善加工设备及工艺条件。粉碎机系统应使用氮气保护,机房出入口应增加,至少要有两个,烘干工序也应使用氮气保护,以防温控失灵时引起BPO过热分解爆炸。厂房应按防爆技术要求改建。
3.3增加电气安全设施。所有工序操作间使用的电器,如电机、开关、照明、风扇等应改装为防爆电器(本质安全型);机械、皮带、管道等应设防静电装置;建筑物应采取防雷击措施。
3.4严格库房管理。对BPO在储存数量、包装条件、堆放方式及定期检测方面制定严格的管理制度并监督执行,要配备相应的消防器材,培训工人掌握消防知识和方法。