4.2.1　火災(zāi)、爆炸

4.2.1.1　氫氣制備

氫氣制備崗位主要涉及的危險化學(xué)品為氫氣、氧氣,主要設(shè)備有電解槽、除氧器、吸附干燥器和氫、氧儲罐等。

(1)電解時有強大的電流通過,如果電氣的絕緣不良或防爆電器質(zhì)量達(dá)不到要求極易產(chǎn)生電火花,電解車間往往容易發(fā)生氫氣泄漏,遇到電火花或其它明火就會發(fā)生燃燒或爆炸。

(2)在水電解制氫裝置運行中,必須確保氫、氧側(cè)(陰極、陽極側(cè))的壓力差不能過大,若超過某一設(shè)定值后,就會造成某一電解小室或多個電解小室的“干槽”現(xiàn)象,從而使氫氣、氧氣互相摻混,降低氫氣或氧氣的純度,嚴(yán)重時形成爆炸混合氣。這是十分危險的,極易引起事故的發(fā)生。

(3)水電解槽入口應(yīng)設(shè)堿液過濾器，如果失效,電解液中雜質(zhì)堵塞進(jìn)液孔或出氣孔,使電解槽中氫、氧透過隔膜混合形成爆炸性混合氣體,極易引起事故的發(fā)生。

?(4)氧氣直接排入大氣時,對常壓型水電解制氫系統(tǒng)需設(shè)置氧氣調(diào)節(jié)水封；利用水封高度,保持氫側(cè)、氧側(cè)的壓力平衡；壓力型水電解制氫系統(tǒng)可設(shè)氧氣排空水封,以便壓力調(diào)節(jié)裝置的正常運行,保持氫側(cè)、氧側(cè)壓力平衡。

4.2.1.2氯硅烷分離提純

本工序是整套裝置的核心工序,操作嚴(yán)格,產(chǎn)品純度要求極高。氯硅烷的提純直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量。本工序主要涉及的物料為三氯氫硅、四氯化硅和氯化氫等。主要設(shè)備有精餾塔、中間儲槽和加熱、冷換設(shè)備以及機泵。

(1)三氯氫硅精餾過程中的主要危險在于三氯氫硅泄漏后引起的火災(zāi)爆炸和中毒事故。

(2)在精餾過程中空氣進(jìn)入塔器、容器與三氯氫硅形成爆炸性混合物,遇火源可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故。加熱熱水漏入設(shè)備,遇三氯氫硅劇烈反應(yīng)發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。

(3)四氯化硅及氯化氫遇水生成鹽酸都屬于酸性腐蝕品,對機泵、設(shè)備有腐蝕性,如果設(shè)備選型不當(dāng),材質(zhì)不過關(guān),可能由于腐蝕造成易燃液體泄漏。

4.2.1.3三氯氫硅氫還原

三氯氫硅還原崗位汽化的三氯氫硅與氫氣發(fā)生還原反應(yīng)硅沉積到硅芯上,同時產(chǎn)生氯化氫氣體。主要涉及的設(shè)備有還原爐。為加大硅沉積速度,爐內(nèi)壓力在0. 5MPa左右,還原爐屬于高耗能設(shè)備,硅的沉積需要電能加熱并維持高溫狀態(tài)(約1090℃) 。要得到高純度的硅,還原爐必須出于潔凈廠房內(nèi)。

(1)本工序主要危險性在于氫氣泄漏,并且積聚以及三氯氫硅泄漏引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。

(2)循環(huán)冷卻系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障,冷卻水進(jìn)入還原爐內(nèi)與三氯氫硅劇烈反應(yīng),發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。

（3）還原爐在運行過程中一旦出現(xiàn)負(fù)壓，會使得空氣介入與三氯氫硅氣體形成爆炸性混合物發(fā)生爆炸。

4.2.1.4 還原氣分離

還原尾氣干法分離系統(tǒng)采用美國CDI公司的工藝流程和主要設(shè)備,崗位中主要涉及的設(shè)備有洗滌塔、混合氣壓縮機、氯化氫解析塔、氫氣吸附設(shè)備等。整套裝置不接觸水分,把氫氣、氯氣、三氯氫硅分離再送回各自工序循環(huán)使用。

工藝設(shè)備、管線、法蘭、閥門等發(fā)生泄漏或水進(jìn)入設(shè)備內(nèi)；遇火花等誘因,尤其是遇水發(fā)生劇烈反應(yīng)導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。

4.2.1.5四氯化硅氫化

改良西門子法生產(chǎn)多晶硅時,在氯硅烷分離提純崗和還原崗都產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物四氯化硅,將四氯化硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅?？梢猿浞掷觅Y源。該崗位中主要設(shè)備有氫化爐、氫氣緩沖罐以及冷換設(shè)備等。主要涉及的物質(zhì)包括氫氣、四氯化硅、三氯氫硅等。

工藝設(shè)備、管線、法蘭、閥門等發(fā)生氫氣、三氯氫硅泄漏或水進(jìn)入設(shè)備內(nèi)；遇火花等誘因,尤其是遇水發(fā)生劇烈反應(yīng)導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。

4.2.1.6　氯硅烷貯存

本工序設(shè)置以下貯槽：氯硅烷貯槽、工業(yè)級三氯氫硅貯槽、工業(yè)級四氯化硅貯槽、氯硅烷緊急排放槽、精制三氯氫硅儲槽等。

罐體、附屬管閥因材質(zhì)或焊縫缺陷開裂,或法蘭密封損壞；操作不當(dāng)。均有可能致使三氯氫硅溢漏：三氯氫硅儲罐如果發(fā)生泄漏,其危險性遠(yuǎn)大于工藝流程管道泄漏引起的危險性,因為儲罐多,儲量大,一旦泄漏,如果不及時堵漏,影響可能不斷擴大。儲罐區(qū)有大量的冷卻用水,泄漏的三氯氫硅遇水反應(yīng)生

成大量的氯化氫,并放出大量的熱,放出的熱量很容易使三氯氫硅達(dá)到自燃點,從而引起燃燒爆炸事故; 同時生成的HC1,向周圍擴散,給搶險救援工作帶來困難。

4.2.1.7卸車棧臺

卸車棧臺的設(shè)施主要有：鶴管、管道，卸車物料主要是三氯氫硅。

卸車過程中由于槽車出料口與鶴管連接處密封不嚴(yán)，操作不當(dāng)，靜電接地失靈或沒有接地，使用鐵質(zhì)扳手。會使得從連接處溢出的三氯氫硅泄漏遇空氣形成爆炸性混合物遇火花、靜電等爆炸。泄露出的三氯氫硅未能與空氣形成爆炸性混合物遇火花、明火等會引起火災(zāi)。

夏天中午時分進(jìn)行卸車操作，由于操作不當(dāng)可能引起槽罐車溫度和壓力的上升，在槽罐車充裝量過高或靜置時間不符合要求的情況下會發(fā)生罐車的爆炸。

4.2.1.8其他崗位

其他崗位主要在檢修過程中、電氣設(shè)備使用過程因使用不當(dāng)會導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生；如硅芯爐會因電流過載導(dǎo)致線圈燒毀，冷凍機、空壓機因電流過載使得電機燒毀。電纜線路磨損可能會使得線路短路、檢修過程中易燃物清理不干凈，電氣設(shè)備使用不當(dāng)都會造成火災(zāi)事故的發(fā)生。

4.2.2中毒、窒息

發(fā)生中毒、窒息事故的主要原因為: 設(shè)備、管道密封不好或因腐蝕泄漏,操作、檢修失誤或處理不及時,防護(hù)用品配備不當(dāng)或失效,不會使用防護(hù)器具或取用不方便,導(dǎo)致三氯氫硅、四氯化硅泄漏水解產(chǎn)生的大量有毒氯化氫氣體等有毒有害物質(zhì)與操作人員接觸,發(fā)生中毒、窒息事故,并迅速外泄污染環(huán)境,導(dǎo)致周邊敏感區(qū)內(nèi)人員的中毒事故。事故的后果將導(dǎo)致人員傷亡、造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失。

4.2.2.1氯硅烷分離提純

氯硅烷分離提純過程中使用的精餾塔及輸、出料管線因損壞會造成氯硅烷物料的泄漏；操作人員在取樣的過程中操作不規(guī)范、未佩戴防護(hù)用具等會造成作業(yè)人員中毒，半敞開式的區(qū)域還可能會導(dǎo)致窒息；塔內(nèi)、管線內(nèi)在運行過程中存留有氯硅烷殘液在檢修過程中或是設(shè)備清理過程中操作不當(dāng)未按規(guī)程作業(yè)都會造成作業(yè)人員中毒窒息事故的發(fā)生。

4.2.2.2三氯氫硅氫還原

還原反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化氫氣體如大量泄漏極易造成中毒、窒息事故。還原爐內(nèi)壁上附著的氯硅烷物質(zhì)，在清洗過程中如果置換不到位會造成作業(yè)人員中毒窒息。

4.2.2.3還原氣分離

氯化氫解析塔在工作過程中管線、法蘭或塔體本身腐蝕泄漏，會造成作業(yè)人員的中毒窒息。該崗位輸送氯化氫的管線因腐蝕泄漏造成氯化氫的泄漏；塔體、管線內(nèi)存留有氯化氫氣體在檢修過程中因置換不到位、操作不當(dāng)?shù)葧斐勺鳂I(yè)人員中毒以及窒息。

4.2.2.4四氯化硅氫化

工藝設(shè)備、管線、法蘭、閥門等發(fā)生三氯氫硅泄漏會造成作業(yè)人員中毒，氯化氫加熱器、三氯氫硅加熱器溫度在500℃以上，法蘭處泄漏造成作業(yè)人員中毒。

4.2.2.5氯硅烷貯存

（1）在該崗位取樣時，應(yīng)操作不當(dāng)、防護(hù)用具佩戴不齊全會造成取樣工的因三氯氫硅泄漏揮發(fā)為氯化氫或四氯化硅、氯硅烷等泄漏而中毒。

（2）管道由于腐蝕會使得管道泄漏，致使作業(yè)人員中毒；法蘭密封不嚴(yán)使得物料泄漏造成作業(yè)人員中毒。

（3）受限空間作業(yè)置換不合格或未按操作規(guī)程進(jìn)行對進(jìn)入受限空間的作業(yè)人員中毒、窒息。

4.2.2.6硅芯制備

硅芯清洗主要使用氫氟酸等物質(zhì)，氫氟酸進(jìn)入大氣中揮發(fā)為氟化氫；因通風(fēng)不暢等原因會致使氟化氫氣體集聚，當(dāng)濃度較高時會造成作業(yè)人員身體不適。另外酸腐蝕處理中使用的硝酸和氫氟酸在處理過程中會產(chǎn)生氮氧化物，如一氧化氮、二氧化氮，會造成作業(yè)人員中毒。

4.2.2.7冷凍站、空壓站

冷凍站為三氯氫硅生產(chǎn)提供冷凍氯化鈣鹽水,所使用的是氟利昂制冷劑,雖無毒性,如果泄漏,在通風(fēng)不好的情況下,易造成人員窒息事故的發(fā)生。

氮氣輸送過程中因管道強度減弱、老化等原因會使得氮氣泄漏；法蘭連接處由于密封不好也會導(dǎo)致氮氣泄漏，氮氣泄漏后在有限空間內(nèi)集聚會使得作業(yè)人員窒息。

4.2.2.8卸車棧臺

裝卸物料作業(yè)過程中槽車出料管口與鶴管連接處密封不嚴(yán)使得物料泄漏，造成操作人員中毒、窒息。

物料輸送過程中管道泄漏會造成三氯氫硅的泄漏，三氯氫硅揮發(fā)為氯化氫會造成作業(yè)人員中毒窒息。