一起脱硝氨水在分解炉内爆炸事故的分析及预防
2015 年 5 月 22 日 6:37:50，某公司 3 号窑发生爆炸事故，爆炸持续时间约 2s。 事故造成重约 6t 的两扇窑门平直飞出，其中一扇门飞出 20 余米，另一扇门飞出卡在余热发电 AQC 炉与喷煤管之间； 喷煤管后退约 5m，送煤管道折断移位；分解炉鹅颈管顶部部分浇注料迸出；3 号生产线从窑系统至生料制备和废气处理系统全部出现正压冒尘。 事故引发次生事故，喷煤管送煤管道折断引起煤粉大量外泄，受窑头高温气体喷出影响，煤粉被引爆，但爆炸威力有限，现场没有受到破坏，据目击者反映，窑头出现类似蘑菇状烟尘。 由于事发现场没有人员，所幸无人员受伤。
1、生产线基本情况
该生产线于 2008 年开工建设，2009 年 3 月建成投产。 回转窑 Φ4.8m×74m， 双系列 5 级预热器+TDF分解炉， 设计产能 5 000t/d， 投产后日产量约 5 800~ 6 200t/d， 生产线脱硝工程采用 SNCR 脱硝技术，2014 年 6 月投入使用，NOx 排放浓度＜400mg/Nm3。
2、爆炸物的确定
原燃材料的化学分析
这起事故在回转窑系统内部产生，由于没有可靠的监测仪器和监测手段，所以我们采用排除法进行分析。
回转窑系统正常生产使用的原燃材料为石灰石、石英砂选矿污泥、页岩和铁尾渣。 燃料使用的是烟煤， 脱硝还原使用的是鲁南化肥厂生产的浓度为 20%的氨水。 生料、熟料及窑灰化学分析见表 1，煤的工业27.5MPa。 对比分析后发现， 该线生料和熟料成分正常，而且熟料结粒正常，没有黄心料不会影响到熟料强度的发挥。 后观察生产数据发现，熟料 fCaO 含量有持续低于 1.0%的现象；生料立磨停机后，窑尾废气中SO2 排放浓度在 50～100mg/m3， 比正常排放值高 2～3倍。 从烟室插入钢管烧 3min 后，拔出钢管，钢管上有一层 5mm 厚生料硬壳，硬度不高，但颜色淡黄。 取样送化验室做分析，SO3 含量在 8.5%左右，因此怀疑 SO3与 CaO 形成 CaSO4 降低了熟料的有效 KH 值。在熟料fCaO 含量低于 2.0%的情况下， 逐步提高熟料的 KH 值到 0.95 ±0.02 后， 熟料 3d 抗压强度稳定在 31 ～ 33MPa。
3、效果
增加充气下料智能双循环控制箱后生料均化库均化效果提高，控制箱投运前后随机抽查一天入窑生料瞬时样 KH 值波动情况见表 1。
表 1 控制箱投运前后生料瞬时样 KH 值波动情况 .jpg)
由表 1 可知，入窑生料 KH 值的标准偏差下降了0.02，窑况更稳定，熟料 fCaO 含量、升重、窑台时产量及窑电流都非常稳定。 即使生料立磨停机6h，入窑生料的 KH 值也仅增加了 0.02，熟料结粒正常，基本消除了黄心料现象。 熟料 3d 抗压强度波动范围由去年的 3～5MPa 减小到 2.0MPa 之内。
5 月 15 日进窑检查，窑皮厚度基本在 200mm 左右，长度约 19m，窑皮平整、分布合理。 预热器岗位工反映烟室结皮变少变软，易于清理。 一般 30min 可以全部清理干净。 在正常生产中预热器各级压力波动小于 200Pa，C4 翻板阀动作正常。 熟料 3d 抗压强度均值31.9MPa，28d 抗压强度均值 55.6MPa。 生产 P·O42.5 水泥时熟料掺入比例下降 8 %，吨水泥生产成本下降10 元以上。
