氫安全—警惕氫氣泄漏

近日，現(xiàn)代汽車在英國召回5輛NEXO FE車型，原因是氫氣可能從燃油管路插座泄漏。

氫氣泄露的安全問題一直是用氫安全的熱議話題，即便很多專家表示氫氣燃燒并不會發(fā)生爆炸，但依舊難以解除大眾憂患。

據(jù)了解，現(xiàn)代不只一次召回此款車型，今年4月份，有消息稱現(xiàn)代在海外市場召回了54輛生產(chǎn)日期為2018年8月10日-12月17日的NEXO氫燃料電池車，據(jù)悉，新車存在著氫燃料泄露風(fēng)險(xiǎn)，可能造成火災(zāi)。

美國邁阿密大學(xué)的Swain博士做過一個著名的試驗(yàn)，如圖1-1所示。兩輛汽車分別用氫氣和汽油作燃料，然后進(jìn)行泄漏點(diǎn)火試驗(yàn)。點(diǎn)火3秒后，高壓氫氣產(chǎn)生的火焰直噴上方，汽油則從汽車的下部著火；到1分鐘時，用氫氣作燃料的汽車只有漏出的氫氣在燃燒，汽車沒有大問題，而汽油車則早已成為大火球，完全燒光。所以氫氣易揮發(fā)的性質(zhì)，與普通汽油車相比，有利于汽車的安全。

關(guān)于氫氣是否會發(fā)生爆炸問題，實(shí)際答案是，通常情況下，氫的密度僅為空氣的7%（一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，0℃下，密度為0.0899g/L），與汽油、丙烷和天然氣相比，具有更大的浮力(快速上升)、擴(kuò)散性(橫向移動)和快速揮發(fā)性。空氣中很難聚集高濃度的氫，如果發(fā)生泄漏，氫氣會迅速擴(kuò)散，特別是在開放環(huán)境中，很容易快速逃逸，而不像汽油揮發(fā)后滯留在空氣中不易疏散。氫氣爆炸極限是體積密度達(dá)到4.0%～75%，即氫氣在空氣中的體積濃度在4.0%～75%之間時，遇火源就會爆炸，而當(dāng)氫氣濃度小于4.0%或大于75%時，即使遇到火源，也不會爆炸。

然而小編發(fā)現(xiàn)，近兩年，國內(nèi)由于氫氣泄露發(fā)生的事故甚至是引發(fā)爆炸也并不在少數(shù)。

中國石化齊魯石化氫氣泄漏事故

今年4月24日，齊魯石化發(fā)生火情。經(jīng)核實(shí)，4月24日0時02分，齊魯分公司勝利煉油廠連續(xù)重整車間壓縮機(jī)區(qū)域氫氣泄漏著火，連續(xù)重整裝置、加氫裂化裝置緊急停工。0時20分切除氫氣流程，保護(hù)性燃燒，1時20分徹底撲滅，無人員傷亡。

廣東某電廠氫氣泄露爆燃事故

今年2月14日，廣東某電廠4號機(jī)組C級檢修過程中，4號發(fā)電機(jī)發(fā)生氫氣外泄爆燃，造成2名工作人員輕微灼傷。

四川某氣象站氫罐泄露爆炸事故

2021年11月29日，在四川仁壽縣一氣象觀測站內(nèi)，一輛面包車爆炸起火，有人員受傷。有知情人稱，該面包車是給觀測站運(yùn)送氫氣罐的，因?yàn)闅錃庑孤恫乓l(fā)爆炸。

江蘇鹽城大豐化肥廠“2?27”爆炸事故

2001年2月27日，大豐化肥廠合碳車間發(fā)生氫氣泄漏爆炸事故，造成5人死亡，1人重傷，直接經(jīng)濟(jì)損失約200萬元。事故的直接原因是：合碳車間設(shè)備本身存在缺陷，造成管道破裂，氫氣泄漏，發(fā)生爆炸，導(dǎo)致人員傷亡、廠房塌陷。

黑龍江大慶市宏偉熱電廠“8·13”氫氣爆炸事故

2004年8月13日9時10分，黑龍江大慶市讓胡區(qū)宏偉熱電廠化學(xué)分廠鹽酸儲罐發(fā)生爆炸，將儲罐上方屋頂崩開，檢修班專業(yè)焊工從罐上摔落至地面，被掉落的混凝土蓋板壓住，送醫(yī)院搶救無效死亡。

事故的直接原因是卸酸站1#酸罐內(nèi)襯脫落，造成酸罐鋼制罐壁直接與內(nèi)存放的鹽酸發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，并與罐內(nèi)空氣形成爆炸性混合氣體，檢修人員準(zhǔn)備打開罐頂人孔對罐內(nèi)檢查維修，但因人孔緊固螺栓嚴(yán)重銹蝕，無法擰開，便使用火焊切割螺栓，切割過程中火焊引燃罐內(nèi)氣體，發(fā)生爆炸。

江蘇天音化工“2?24”爆炸事故

2005年2月24日，江蘇天音化工股份有限公司二醇二甲醚反應(yīng)釜發(fā)生爆炸，造成6人死亡，11人受傷。事故的直接原因是：乙二醇單甲醚的加料速度過快，導(dǎo)致反應(yīng)釜內(nèi)溫度和壓力急劇上升，操作人員發(fā)現(xiàn)后，采取了錯誤的應(yīng)急處置措施，將反應(yīng)釜固體投料口上的閘閥打開，反應(yīng)釜內(nèi)的氫氣從閘閥口高速沖出，被高速氣流產(chǎn)生的靜電火花引爆。

內(nèi)蒙古烏海化工“1?18”爆炸事故

2011年1月18日，內(nèi)蒙古烏海化工股份有限公司在處理合成工段的高純鹽酸中間罐廢氣排空管和排空匯總管連接處的漏點(diǎn)時發(fā)生爆炸，導(dǎo)致3名工人死亡。事故的直接原因是制酸過程中少量溶解、夾帶的氫氣隨鹽酸進(jìn)入高純鹽酸中間罐，由于中間罐壓力的降低，溶解、夾帶的氫氣逐步從液相鹽酸中析出。排空管與排空匯總管連接處開裂，造成氫氣泄漏。維修工使用角磨機(jī)在作業(yè)過程中產(chǎn)生火花，引爆氫氣，由于各鹽酸儲罐氣相空間相連，造成三個鹽酸儲罐爆炸。

四川省南充市宏泰生化“4·23”爆炸事故

2011年4月23日，四川宏泰生化有限公司發(fā)生爆炸事故，造成4人死亡，2人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失550余萬元。事故的直接原因是該公司造氣車間中低變甲烷化爐出口管道焊口在高溫含氫介質(zhì)條件下長期運(yùn)行，缺陷暴露擴(kuò)展，氫氣泄漏。在系統(tǒng)未停車和安全措施不到位的情況下，進(jìn)行帶壓堵漏作業(yè)，作業(yè)產(chǎn)生火花引爆泄漏的氫氣。

關(guān)于氫氣泄露的應(yīng)急處置

消除所有點(diǎn)火源。根據(jù)氣體的影響區(qū)域劃定警戒區(qū)，無關(guān)人員從側(cè)風(fēng)、上 風(fēng)向撤離至安全區(qū)。建議應(yīng)急處理人員戴正壓自給式空氣呼吸器，穿防靜電服。 作業(yè)時使用的所有設(shè)備應(yīng)接地。盡可能切斷泄漏源。噴霧狀水抑制蒸氣或改變 蒸氣云流向。防止氣體通過下水道、通風(fēng)系統(tǒng)和密閉性空間擴(kuò)散。若泄漏發(fā)生在室內(nèi)，宜采用吸風(fēng)系統(tǒng)或?qū)⑿孤┑匿撈恳浦潦彝猓员苊鈿錃馑奶帞U(kuò)散。隔離泄漏區(qū)直至氣體散盡。作為一項(xiàng)緊急預(yù)防措施，泄漏隔離距離至少為100m。如果為大量泄漏，下風(fēng)向的初始疏散距離應(yīng)至少為 800m。