SNCR脱硝技术在国内外水泥行业炉窑烟气脱硝工程中的运用最为广泛。水泥炉窑SNCR脱硝系统还原剂主要有氨水和尿素两种：在国内水泥生产线除福建龙麟水泥、都江堰拉法基水泥等项目采用尿素作为还原剂外，其他水泥企业大部分采用氨水作为还原剂。
2012年10月，福建某水泥厂发生氨水爆炸事故造成2人死亡，2013年6月3日，吉林禽业有限公司液氨特大爆炸事故致119人遇难。因此，水泥脱硝系统使用氨水作为还原剂的系统安全性应得到重视。
浙江杭州大马水泥有限公司所在地浙江临安，有饮用水水源地青山湖水库。本文结合饮用水水源地保护和水环境功能区划的相关条款，对于企业是否可以使用氨水作为还原剂，以及氨水在运输、贮存、使用中存在的危险因素进行全面分析，并提出安全保障措施及方案。
1氨水的理化性质及危险性
氨水是易燃、有毒且具有刺激性的危险化学品，当人体吸入低浓度氨对黏膜有刺激作用，吸入高浓度氨可造成组织溶解坏死；液氨或高浓度氨可致眼灼伤；液氨可致皮肤灼伤。氨水易分解放出氨气，温度越高，分解速度越快，可形成爆炸性气氛。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。SNCR采用作还原剂氨水浓度在20%~25%，没有达到国家将氨溶液列为重大危险化学品的浓度（35%<含氨≤50%），但由于存在氨水氨气挥发体积浓度爆炸极限15%~20%的因素，对氨水系统需考虑防爆、防腐蚀和事故应急救援预案。
根据《危险化学品名录》（2008），20%~25%氨水属于危险化学品；根据GB18218—2009《危险化学品重大危险源辨识》，氨水未被划归为重大危险源；根据《首批危险化学品使用量的数量标准》，氨水并未被列入名录，未规定企业办理“危险化学品安全使用许可证”；作为使用企业，需满足《危险化学品安全管理条例》(国务院令第591号)的相关储存和使用条例。
2使用氨水作为还原剂的安全可行性分析
根据《浙江省饮用水源地管理条例》，在饮用水水源一级保护区内，禁止建设与水源保护无关的项目及可能污染水源的项目。在饮用水水源二级保护区内，禁止贮存、堆放可能造成水体污染的固体废物和其他污染物。水泥炉窑SNCR脱硝存在氨泄漏污染饮用水源的危险性，需遵从项目所在地水功能区规划及其管理要求。
根据《浙江省水功能区、水环境功能区划表（苕溪）》，浙江杭州大马水泥有限公司所处板桥乡，为编号苕溪11的水系，水功能区为灵溪临安农业用水区，水环境功能区为多功能区，现状水质为Ⅲ类，目标水质为Ⅲ类，并非饮用水水源保护区。浙江杭州大马水泥使用氨水作为还原剂，不在《浙江省饮用水源地保护条例》中规定的禁止或是限定的建设项目范围内，即可以使用氨水作为还原剂。
3氨水采购、运输和储存安全管理措施探索
3.1氨水采购运输管理制度的建立健全
由于项目邻近饮用水水源保护区，根据《浙江省饮用水水源保护条例》第二十六条，县级以上人民政府公安机关在划定、调整危险化学品运输车辆通行区域或者指定剧毒化学品运输车辆线路时，应当避开饮用水水源保护区；确实无法避开的，县级以上人民政府及其有关部门应当按照相关规定采取相应的安全防护措施。
为进一步提高企业自身及与企业运行相关的安全性措施，企业采购氨水时，在氨水供应厂家选择的管理上要做到：
1）氨水供应厂家需具备“安全生产许可证”；
2）氨水供应厂家需提供“危险化学品公路运输通行证”复印件。办理此证，氨水运输企业需提交的资料：《运输单位危险货物道路运输经营许可证》、《运输车辆危险货物道路运输证》、《驾驶人从事危险货物道路运输的上岗资格证》、《押运人员从事危险货物道路运输的上岗资格证》、运输车辆的《行驶证》、车辆驾驶人的《驾驶证》；
3）氨水供应厂家按照《危险化学品安全管理条例》(国务院令第591号)进行生产、储存和运输，并能提供相应的证明文件。氨水运输和卸载安全由氨水供应厂家保证并提供运输方案，企业初审后，提交相关部门沟通确认并予以善。
3.2氨水储存管理制度的建立健全
企业在氨水储存的内部管理制度上要做到：
1）应当委托具备国家规定的资质条件的机构，对本企业的安全生产条件每三年进行一次安全评价，提出安全评价报告，并将安全评价报告以及整改方案的落实情况报所在地县级人民政府安全生产监督管理部门备案；
2）氨水应当储存在专用储罐内，并由专人负责管理；
3）应当建立危险化学品（氨水）出入库核查、登记制度；
4）氨水储罐应当符合国家和行业标准的要求，并设置明显的标志；
5）应当对氨水储罐配套的安全设施、设备定期进行检测、检验。
4氨水使用的危险源分析及安全措施
4.1水泥脱硝使用氨水的主要危险源分析
危险主要在于氨水的泄漏，泄漏点主要在储罐及管路管件连接处，如：
1）在充装过程中由于操作不慎或误操作造成泄漏；
2)储罐、阀门、管道及附件因腐蚀损坏造成泄漏；
3）运行巡视不到位或检修质量问题，造成设备泄漏。
另外，还有不常发生但潜在的危险源，如：
1）因高温、雷击、过量储存或其他不可抗力引发储罐爆炸；
2）运行和定期检修工作不到位，造成氨区设备损坏，不能正常运行；
3）运输槽车运输量超限或设备维护不当，发生泄漏，爆炸起火。
4.2水泥脱硝安全性设计及设备配置实例介绍
以杭州大马水泥公司为例，在安全性设计及设备配置上，采取如下措施：
1）总平面布置时，氨区远离电控室和输煤栈道等对消防要求较高的区域，该公司氨区选取布置在靠近路边的生料均化库边上，离热辐射较大的回转窑50m以上，离主配电室最短距离20m以上，卸氨及氨区环境通风良好。
2）配置氨气吸收储罐，用于吸收氨水卸载时储罐排空气体中所含的NH3，采用Φ4m×13m的卧式氨水储罐，容积150m³，可满足脱硝系统最大耗量使用5d以上。储罐设置有事故池及围堰，地下部分尺寸为L13500mm×B5800mm×H2000mm，容积为156.6m³，地上部分为围堰，与事故池为一体化结构，尺寸为L13500mm×B5800mm×H300mm，事故池设置有事故排出泵，故障排除后，将氨水泵送回氨水储罐，做到节约资源和不产生二次污染。
3）设置事故喷淋装置，当出现大面积泄漏、环境温度＞50℃时，氨气浓度＞500ppm时，连锁启动喷淋用水量和水压要能满足消防用水要求。氨水储罐的保护面积约165m²。灭火及冷却方面的喷淋要求见表1。
系统采用灭火及冷却一体化装置，按照最大用水量和压力等级设计，喷淋水引自业主生活用水口，增设增压泵，流量60m³/h，扬程45m，克服管道阻力损失后，喷嘴工作压力0.35MPa以上。具体喷淋持续时间根据警报来源不同而有所不同，根据应急处理情况，运行人员可以手动关闭喷淋。喷淋系统示意见图1。
共选用10个喷嘴，120°实心锥喷嘴，单只喷嘴流量10m³/h，工作压力0.35MPa，喷淋系统母管距离罐体表面700mm，对称分布。事故池设置泵坑，喷淋用废水进入事故池，可以通过事故排出泵排去废水处理系统，事故排出泵流量60m³/h，与喷淋的最大用水强度一致。
4）为氨水储罐配置遮阳棚进行隔热，并对氨水储罐包覆30~50mm保温岩棉予以隔热，氨水储罐所处空间需具备较好的通风效果。
5）连锁保护，一旦高温风机停止运行，连锁脱硝装置停止运行并能自动启动软水冲洗系统，对氨水流经的设备和管道上残留的氨水进行洗涤，洗涤时间通常控制在60s以上，可通过程序予以调整。
6）加强氨泄漏检测：对于易于出现氨水泄漏的点位，如卸氨模块、氨水计量分配模块、氨水输送模块等处，需设置氨气泄漏检测仪，当环境中氨气浓度超过报警上限（500ppm）时，启动系统警报系统和喷淋系统。
7）阀门、仪表选型需为防爆型设备，氨水流通路径上均为气动阀，避免电动阀可能出现电火花引起爆炸，而且气动阀动作力矩比电动阀门大，关断性更优。
此外，加强系统外部的安全性配置：
1）氨区设置安全标识和护栏避免主干道可能发生的不必要的机械撞击；
2）卸氨划定专门的区域，卸氨过程中，卸氨区域需放置警示牌；
3）足够的水源及处理事故用的通风设施；
4）配备足够的事故抢救物品专用柜——柜内设有空气呼吸器、防毒衣、过滤罐、防毒面具、橡胶防护手套和胶皮水管等防护用具；配备必要的抢修工具，放置易取处，如：管钳子、活扳手、各种规格管卡子、橡胶板、石棉板、阀门、填料、铁丝、改锥和克丝钳子等。
配备足够数量的抢救药品，其中包括：柠檬酸、硼酸和酸性浓缩柠檬汁、酸梅汁或食用醋等。
4.3水泥脱硝氨水的安全使用管理制度
在安全性管理上，可采取如下措施：
1）做好运行人员安全培训，氨的危害性描述，安全操作规程，经过专业培训的人员方可进入氨区并操作相关设备；
2）设备材料必须满足存储氨水及氨气的使用要求；
3）运输槽车运送时要灌装适量，不能超压超量(85%)；
4）氨水进厂后，氨区周围50m内严禁明火；
5）定期对救援物资进行检查，并记录备案。
5结束语
浙江杭州大马水泥有限公司水泥脱硝项目厂址所在地虽然邻近饮用水水源地保护区，但根据氨水的危险性及水源地保护的要求，项目所在地的水功能区划为农业用水区和多功能区，项目可以使用氨水作为还原剂；根据相关安全性文件规定，提出了适合项目的氨水采购、运输、储存制度的建设；并且，氨水使用过程中也存在泄漏、雷击、运行维护不当等危险源。
以杭州大马水泥有限公司为例，从总平面布置、事故池设置、事故喷淋、紧急连锁停机保护、加强安全性设施配置和企业安全管理制度建立健全上进行全方位设置，以期为提高水泥脱硝工程安全性提供借鉴。
原标题：氨水应用于水泥脱硝的安全性研究与实践
