旭化成电槽安全指南原厂资料.docx
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旭化成电槽安全指南原厂资料
离子膜法烧碱工艺
标准操作手册
第六部分
安全操作指南
2011年12月
旭化成化学株式会社
ML-
ⅤI．安全说明
[目录]
VI-A安全操作指南
VI-A-l常规警告
VI-A-2单元槽操作
VI-A-3垫片粘贴、抗粘剂涂敷
VI-A-4膜安装和更换
VI-A-5操作
VI-B安全内容
VI-B-1引言
VI-B-2自动停车系统
VI-B-3现场仪表故障
VI-B-4电气设备和仪表分区域定类别
VI-B-5工厂安全的其它设备
VI-B-6安全工具
VI-A安全操作指南
本安全操作指南适用于NCS、NCH和NCZ电解槽
为安全操作，旭化成要求客户在操作电槽之前先阅读此说明并按此说明进行操作。
为了您的安全操作，旭化成为您介绍安全操作指南。
以下是风险水平的标示
WARNING警告
表明“人员会被严重伤害或致死”
WARNING
为安全操作，在操作电槽之前先阅读此说明
VI-A-l常规警告
1.没有培训过的操作员和工程师不得操作电解槽。
2.勿让没有培训过的人员进入操作和维护区域。
3.操作和处理电解槽应依照本标准操作手册以及旭化成化学在培训过程中提供的文件。
4.在没有让电槽安全停车的联锁系统时，请勿操作电解槽。
5.没有安全配备（护目镜、手套、防毒面具等）时不得在生产区域内操作，以防化学品（NaOH,HCl）伤害和电击。
6.在操作期间，请勿在单元槽室动火。
7.不允许使用医疗仪器的人进入电解槽周围区域，因为电槽周围有电磁波。
8.在直流电开关没有切断的话，不要对电槽进行维护操作，以避免对操作工造成电击。
VI-A-2搬运单元槽框
1.未经过培训的人员不得进行单元槽框吊起的操作，因为单元槽框很重（约250kg）
2.不得移动吊起的单元槽，如果下面有操作员，工人或其他任何人。
3.在没有锁住油压操作盘并且进入电解槽挤压头中间的人没有拿着锁紧钥匙时，不得进入电解槽挤压头之间。
4.在打开的空位上没有盖上平板时，不得站在挤压头或单元槽框上。
使用防护栅或安全带以防止跃落。
5.没有戴安全帽，勿操作单元槽框。
6.不得损伤单元槽框上的电极。
这很可能引起膜损坏而导致在单元槽内氯气和氢气混合而起火爆炸。
7.单元槽框不能掉落或用硬物敲击。
这可能引起单元槽泄漏和因短路引发火灾。
8.不要用没有足够强度的设备来吊起或紧固单元槽框。
VI-A-3粘贴垫片和涂抗粘剂
1.没有通风条件时不得进行胶水和抗粘剂的操作。
2.没有保护装置时不得进行胶水和抗粘剂的操作。
3.没有锁住油压操作盘上的止动柄，不要进入单元槽框之间。
4.没有确认单元槽洗好之前，不要进入单元槽框之间。
5.没有确认软管紧好或重新拧紧之前，电槽不要开车。
VI-A-4膜安装和更换
1.没有安全用具保护眼睛、皮肤以防止碱液的伤害，不要进行膜的操作。
2.没有防止操作员跃落的措施，不要站在挤压机或单元槽框上。
VI-A-5操作
1.不要接触正在运行中的电解槽，以防电击。
2.没有防化学品伤害的安全设备，不要进入电解槽区域。
3.防止操作员被化学品溅到，在把安全帘关上之前，不要操作电解槽。
4.防止操作员被电击，直流电开关没有断开的话，不要进行电解槽的维护。
5.膜两侧的压差不要过大，且不能逆向压差，以防止膜针孔；针孔会引起氢气透过膜而污染氯气。
6.当怀疑膜有针孔时，不要跳过膜针孔测试步骤。
7.如果氯中含氢超过规定值时，不要操作电解槽，以防止氯氢混合气体爆炸。
8.充入电解液之前，不要跳过快速膜漏试验步骤。
9.在氢管道没有用氮气置换之前，不要开车，以防止氢和氧混合爆炸。
10.没有穿戴防止电击和化学品的安全防护装备以及没有采用防止电击的特别保护的单元槽电压表时，不要进行单元槽电压测量。
11.在没有确认氮气中含氧减少到规定值范围之前，电槽不能开车。
12.如果发现氯中含氢确实超过规定值，则电解槽要停车，并且立刻隔离电槽和总管的连接，然后依照标准操作手册进行气体置换，排液和冲洗的程序。
必须跳过电解液循环步骤以防止氢气污染氯气。
VI-B安全内容
本“安全内容”依旭化成化学的经验，在下述各项中进行详细描述。
我们要求客户要理解旭化成对待安全的精神。
VI-B-1引言
旭化成化学的离子膜法氯碱工艺用电解氯化钠溶液生产烧碱、氯气和氢气。
因为发生在本工艺中所有反应都是电化学反应，因此可以用停止供应电流来立刻停止反应。
基于这个原因，本工艺的设计是在严重事故发生时就自动停止电槽供电，并且本工艺不要求特别、快速的手动操作，即使在紧急停车之后。
因为电解是本工艺的主要部分，安全仪表和其它预警的设计主要是考虑电解槽和连接到其它工序的必要联锁电路。
其它设备如氯气液化，氢气压缩，同样也通过联锁电路连接到电解工序。
因为阳极液和阴极液、氯和氢通过膜完全分离开，且这些产品密封在精心设计且紧密装配起来电解槽里，因此，旭化成化学膜法工艺比传统的汞法和隔膜工艺要更安全。
所有在日本本土和海外使用旭化成化学膜法工艺的装置，其依照操作说明进行操作的，都运行得非常安全。
在日本，从第一套开车至今已有35年。
VI-B-2自动停车系统
自动停车系统是为了发现工艺中一些异常情况并且停止电解槽供电。
（1）EDIA系统
旭化成电解槽的复极槽结构使其有稳定的电压分布，电压分布变化意味着电解槽有异常。
EDIA发现电压分布的变化是基于惠斯通电桥原理，EDIA发现电压分布变化后就停止电槽供电。
由于每台槽的供电是分开的，EDIA发现电压分布变化时，单台电槽分开停车。
（2）接地继电器
旭化成化学复极式电解槽，与地一样电位的点是在供电两端的中间点。
如果电解槽中的某个单元槽的一些点发生对地连接，与地电位一样的点转移到新的位置；这种位置的改变引起电压变化，电槽断电。
（3）气体超压跳闸
在电解的时候，氢气和氯气压力是由控制阀自动调节。
如果气体压力因一些原因上升，在报警值处首先会给出一个报警以提醒修正，如果压力继续上升，电槽会跳闸。
（4）仪表空气低压跳闸
几乎所有的控制阀都是用仪表空气驱动。
本工艺设计用于发现仪表气低压后停止向电槽供电。
这个跳闸电路是停止所有电解槽。
（5）仪表电源故障跳闸
如果仪表电源故障，仪表不能工作；本工艺设计用于在发现仪表电源故障后，停止向电槽供电。
这个跳闸电路是停所有电槽。
（6）PDIA系统
在电解运行期间，阴极室压力始终保持高于阳极室。
但是，如果压差超过，膜可能被损坏且阳极网可能变形。
另一方面，负压差除了会引起以上问题外还会让单元槽电压波动。
因此，保持压差在一个确定的范围内是必要的。
PDIA是用来发现压差变化并且在压差偏离设计值时停止向电槽供电。
（7）淡盐水槽和烧碱槽的液位
联锁电路也关联着淡盐水槽或烧碱槽的液位。
淡盐水槽和烧碱槽的液位都是由各自的液位控制阀控制。
如果由于泵跳停或者其它原因使淡盐水槽液位或烧碱槽的液位过度升高，而无法继续操作，在这种情况下，电槽断电。
（8）整流器内部跳闸电路
整流器有它内部的跳闸电路。
整流器设计的是如果整流器控制电路故障，如冷却水故障，辅助电源故障，温度升高等等，将停止向电解槽供电。
（9）其它跳闸电路
因为旭化成化学膜法工序也连接到其它工序，电解槽会按照相关工序的要求停车。
例如，如果氯气压缩机故障，电解槽停车。
（10）紧急停车按钮
如果操作员发现如果有除上述提到的以外的紧急情况，可以按下紧急停车按钮来停车。
紧急停车按钮在控制室和电解厂房都有安装。
（11）各种电槽的PDIA系统（NCH-Ru,NCZ带极化整流器）
如果有电槽氯气集合管和氢气集合管之间的压差“HH”或“LL”的信号发现，为防止膜两侧压差异常，PDIA使该电槽断电。
在这种情况下，主整流器和极化整流器都不能运行，因为即使整流器工作在很小的电流，也会产生气体。
VI-B-3装置仪表故障保险
（1）电解液循环泵故障（如果是FC）
不论阳极液循环泵停或阴极循环泵停，其它泵停并且向电槽的供电也停止。
因为在停止供电后，没有要求特殊的，快速的，手动操作，这个系统和II章中（b）项一样，工艺在故障保险下工作。
（2）电源故障
如果电源故障，以下动作发生
1）整流器停
因为整流器控制电路的辅助电源失效，供给电槽的电停
2）泵停
除了与应急电源相连的那些泵，其余所有泵停。
油压单元的泵连接到应急电源。
氯气吸收塔和防火设施也有必要连接到应急电源。
3）灯不要关闭
为安全起见，在控制室和电解厂房内的应急电源自动打开紧急灯。
4）仪表不要失效
所有仪表，包括环境保护报警，火灾报警和安全跳闸电路都要连接到应急电源，不能失效。
（3）仪表气源故障
如果仪表气源故障，以下发生：
1）电解槽停电
依照II-（e）自动停车系统中描述，电解槽供电停止。
2）控制阀打开或关闭
控制阀的设计是让工序在即使仪表故障时也能保持安全的状态。
一般而言，工序中的液体停止流动，压力和真空释放。
（4）原材料应给故障
1）盐水供给故障
如果盐水供给故障，阳极液循环槽中NaCl浓度迅速地下降。
因此，除了盐水管线中的流量控制阀，密度计要报警，随后必须停电。
盐水管线中的止回阀会截住可能回流的盐水。
2）纯水供应故障
推荐把纯水泵连接到应急电源。
如果纯水故障且如果它用于泵的水封，电解然后泵的运行都要停止，以防止泵机械损坏。
除了泵的水封，纯水还用于树脂塔再生和单元槽水洗。
因为这是分批操作，依据连续生产期间故障的情况，可以采用适当的对策来应对。
如果纯水故障，充阴极液循环槽用的水也停，会使NaOH的浓度逐渐上升，其密度计会报警。
在NaOH浓度超过设定值之前，电解槽的供电要减小或停止。
纯水管线中的止回阀会截住可能回流的NaOH。
VI-B-4电器和仪表的区域分类（参考）
旭化成化学装置的区域分类总结如下表
区域或室内的类型
分类
室内
整流器室
非危险区
电解室
危险区
2级区域
室外
烧碱和阴极液排放槽或池周围
危险区
2级区域
其它区域
非危险区
区域分类（参考）
爆炸保护电器安装操作规程建议
一般工业1974
危险区域的分类
0级区域
0级区域的划分是危险气体是/或可能连续不断地存在，且这个区域内爆炸性气体浓度连续或长时间地等于或高于爆炸下限。
1级区域
1级区域的划分是在正常操作时危险气体很可能存在，情况如下：
（1）在正常操作情况下，爆炸性气体可能会达到危险浓度的区域
（2）在维修、在维护操作或设备泄漏等的情况下，爆炸性气体可能会经常达到危险浓度的区域
2级区域
2级区域的划分是在不正常操作时危险气体很可能存在，情况如下：
（1）储存、加工或传送可燃物质的区域。
在正常情况下存放在密封的容器或设备内，只有在不正常的操作情况下，由于设备容器的意外破裂会泄漏。
由此产生达到爆炸浓度的危险气体。
（2）虽然正常时可以用通风设备预防，但是万一通风设备故障的话，爆炸气体会达到危险浓度的区域。
（3）危险浓度的爆炸性气体可能偶尔地出现在一个划分1级区域的地方或一个房间的周围的区域。
VI-B-5装置安全的其它设备
（1）氢气管线的火焰清除器
氢气易燃。
推荐要把火焰清除器安装在氢气管线里（例如在放空管线或生产线）以防止管内氢气逆流。
（2）氢气置换的连接
氢气太易燃，所以要始终保持氢气管线正压。
如果氢管线或阴极循环罐要打开进入空气以进行维修或检查，，则必须要用氮气置换。
同样，在开车前，也必须要用氮气置换。
因此，氢气管必须要有连接到氮气的管以引入氮气。
（3）自动氯中含氢分析仪
氯可能和氢发生爆炸性反应。
正常操作下，氯中是不含氢气的。
如果膜破了，氯中就会含氢，虽然大多数情况下不会引起爆炸。
如果膜破发生，氯中含氢分析仪就会发现并报警，然后电解槽由操作员停下。
如果是高高报警，电解槽应该停车。
我们推荐在联锁信号里设置高高限，而这个设置点的管理最终由客户自己判断。
（4）液压管线低压报警
安装在电解槽内的单元槽由液压缸压在一起。
一旦电解槽操作稳定，液压缸用锁紧螺母锁紧，这样油泵故障就不会带任何问题。
只有在开车到电解槽稳定操作这一区间内，如果油泵故障电解液或气体可能会泄漏。
即使以上情况发生，液压管线中有止回阀，压力降低不会很快。
因此，当油泵故障，液压压力下降时安装在液压管线上的PIA会给出一个报警，备用泵会自动启动。
（5）氢气中含氧分析仪
依日本法律，旭化成化学的装置上安装了氢中含氧分析仪。
（6）阳极出口管线上的PH计
如果针孔很大，阴极液会透过膜进入阳极室，然后阳极液出口管线和阳极液罐上的PH计显示的PH值就会超过预期。
因此，在任何操作步骤中，比如充液、电解液循环、运行、电槽开停车，PH监测对发现膜漏都是有用的。
VI-B-6安全工具资料
在旭化成化学的工厂中，安全喷淋、预警系统、电击保护和个人防护装备的资料，以下装备用于个人安全。
（1）安全喷淋
1）带洗眼器的安全喷淋器安装在装置上，防备人或人的眼睛被化学品溅到。
一个安全喷淋器如图：
B-6-1
制造商;TotoCo.,Ltd.
Fig.B-6-1安全喷淋器和洗眼器
（2）预警系统
1）氯气检测器
在旭化成化学的装置里，安装氯气气体检测器。
如果检测到氯气，在控制室里会发出警报声并显示报警的位置。
在在旭化成化学的装置里安装了7个探测器，5个在电解车间内，2个在循环泵的地方。
检测器安装在靠近地平面的地方。
因靠近居民区，旭化成化学工厂周围也安装了几个检测器。
检测器规格
测定范围
:
0–3ppm
报警点
:
0.5ppm
探测延迟
:
1分钟内.
原理
:
隔膜电极法
制造商
:
DenkiKagakuKeikiCo.,Ltd.
类型
:
氯气检测器
2）氢气检测器
在旭化成化学的装置里，安装氢气气体检测器。
如果检测到氢气，在控制室里会发出警报声。
旭化成化学的装置里，在电解厂房里靠近屋顶的地方，安装了3个探测器。
规格说明
报警点
:
1vol%
原理
:
催化氧化
制造商
:
RikenKeikiCo.,Ltd.
类型
:
GP-510-3D5B
在旭化成工厂里，也采用手携式可燃性气体检测器。
在测电压或焊接等工作之前，用于检测可燃性气体。
规格说明
检测范围
:
0.08–4.0vol%
原理
:
摧化氧化
制造商
:
Cosmos
类型
:
ModelXP-301
3）废水管线的PH计
从电解厂房和循环泵出来的废水管线上安装一些PH计。
高或低的PH值说明电解液从电解槽或管道泄漏。
规格说明
检测范围
:
0–14
制造商
:
DenkiKagakuKeikiCo.,Ltd.
类型
:
HB-31
4）火灾报警和保护
在日本，消防法规定了消防的设施。
在旭化成化学工厂，安装了以下装备用于火灾报警和保护。
1.监测器
消防监视站是建立在发现温度突然升高或烟雾
在电解槽厂房内
8监测器:
测温差型（宽区域）
在整流器厂房内
2监测器:
测温差型（宽区域）
控制室内
32监测器:
现场监视型
2监测器:
烟雾监测型
2.火灾报警
与火灾监测器和手动按钮相连接的火灾报警，安装在控制室里、电解厂房和泵的区域
安装火灾报警器的数量，法律没有详细规定。
3.灭火器
放置的灭火器通常适用于A、B和C类火，6个置于电解厂房、3个放置于整流器室、2个放置于控制室、3个放置于电解厂房外和1个放置于分析室。
对于灭火器放置的数量，法律没有详细规定。
4.消防栓
在电解厂房和泵的区域周围，设几个带有灭火水龙带的消防栓。
但是，当操作时，水不要溅到电器设备。
对于消防栓的数量，法律中有详细规定。
5.应急电源
防火系统的应急电源必须要安装。
6.紧急出口
电解厂房要有紧急出口并有指示灯。
紧急出口的数量和指示灯的详细说明在法律中有规定。
在旭化成化学的工厂里，紧急出口，除一些百叶窗外，都为方便物料的传送而设置的。
5）无线电呼叫系统
安装的无线电呼叫系统和无线设施用于控制室、电解厂房、泵区域、烧碱蒸发和氯气液化之间沟通。
即使在电源故障时,操作员也可以利用它们相互呼叫、通话和通报。
如果使用无线电收发机通信，测量仪表要用抗无线电波干扰的。
（3）电击保护
1）电解槽
电解槽框和相关的集分总管都衬橡胶或塑料。
电解槽四周安装上防护帘。
集分总管接地并维持零电位。
安装电解槽通电的指示灯。
用塑料板把液压头和电解槽之间绝缘。
要求操作员穿戴用于绝缘的橡皮手套和鞋。
参考（4）项，个人防护装备。
2）整流器和母排
整流器和母排，依电气企业法，周围用保护栅隔离开来，只允许电工操作。
3）电动机
像对其它化工装置一样，要求定期检查和维护电机的绝缘。
（4）个人防护装备
1）安全眼镜
在旭化成化学工厂里，操作员使用两种眼镜，脸密封型和护目镜型，如图B-6-2andB-6-3
在工厂里，操作员都戴眼镜。
Fig.B-6-2脸密封型Fig.B-6-3护目镜型
在指派的工作如电解液的取样时，操作员戴护目镜型。
2）绝缘用橡胶鞋和橡胶手套
操作员穿上橡胶鞋和戴上橡胶手套，如图Fig.B-6-4，依照表B-6-1分类，鞋和手套规格说明如表B-6-2。
表B-6-1
例子
防护装备
鞋
长手套
短手套
测量单元槽电压
穿
戴
－
通电中或电解槽里有电解液的小型维护工作
穿
－
戴
清洗电槽或周围，装配或拆开除外
穿
－
戴
电解槽开车
穿
戴
－
表B-6-2规格说明
适用电压
测试过的电压
鞋
3.5KV
12KV1分钟
长手套
3.5KV
12KV1分钟
短手套
低于以上电压
3KV1分钟
Fig.BFig.B-6-4绝缘用橡胶鞋和橡胶手套
3）橡胶手套用于化学品操作
橡胶手套用于取样和化学品操作，或操作泡在稀释碱溶液里的膜。
Fig.B-6-5用于化学品操作的手套
4）化学品防护服
在旭化成化学工厂，在控制室里存放2套化学品防护服如图B-6-6用于紧急情况使用。
但是自从开车以来，一直没有用过。
Fig.B-6-6化学品防护服Fig.B-6-7围裙
5）围裙
在操作泡在稀释碱液里的膜时，操作员穿上PVC膜围裙，如图B-6-7
6）防毒面具
旭化成化学工厂里有三种防毒面具，滤筒式、滤毒罐式和自持式呼吸器。
要求操作员和访客要随身带滤筒式防毒面具。
滤毒罐式和自持式呼吸器存放在电解室。
定期检查圆筒和吸附剂。
参考Figs.B-6-8,9,10.
Fig.B-6-8滤筒式
Fig.B-6-10
自持呼吸器
Fig.B-6-9滤毒罐
7）安全帽和安全鞋
依公司规定，在工厂里要求操作员戴安全帽和穿安全鞋，如图Fig.B-6-11。
也要求访客戴安全帽。
安全帽是用FRP做的。
Fig.B-6-11安全鞋安全帽
8）棉手套
操作员要搬运单元槽或其它工作时，要戴上棉手套
9）通风设备
旭化成化学工厂里使用两个类型的通风设备
一种是固定式的，另一种是便携式。
固定式通风设备安装在电解厂房靠近地面的墙上，以备当电解厂房温度升高时使用。
另一种是便携式通风设备。
当一个罐或地坑要通风的话，就使用柔性管道连接。
Fig.B-6-12固定式Fig.B-6-13便携式
10）氯气吸收设备
旭化成化学工厂里有两种类型的氯气吸收设备。
第一种是一个连接到氯气吸收塔的吸收头。
用若干个6英寸的管嘴吸收头沿着电解槽安装在电解厂房内。
正常地，一些管嘴用简单轻的盖子盖上，其余的用柔性管道连接。
（见.Figs.B-6-14,15）
如果氯气漏到电解槽厂房，通过这些吸收管嘴把气体吸到氯气吸收塔。
如果氯气在附近漏，延伸这些管道到泄漏的地方以清除气体。
Fig.B-6-14柔性管道Fig.B-6-15带保护盖的管嘴
第二个是移动式吸收机。
它是由移动式发电机和抽风机、碱喷洒叶片、放在手推车上的碱容器和一个柔性管道组成。
（见Fig.B-6-6）。
如果氯气在电解厂房外泄漏，操作员就带上并操作移动式吸收机。
规格说明
能力
:
20Nm3/分钟
40kg氯/一次
氯气浓度
:
进口54,000ppm
出口极微量
制造商
:
HisinakaKogyoCo.,Ltd.
类型
:
DOH-20
Fig.B-6-16移动吸收机
11）液体喷溅保护
高压的烧碱管道法兰用金属带覆盖。
（见Fig.B-6-17）
电解槽周围用透明的塑料帘包围。
人行通道用涂料区别开来。
Fig.B-6-17法兰覆盖金属带
12）工具
在化工厂里，除了正常金属工具普遍使用外，旭化成化学工厂里也使用PVC扳手。
13）急救用品
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