4.2.1　火灾、爆炸

4.2.1.1　氢气制备

氢气制备岗位主要涉及的危险化学品为氢气、氧气,主要设备有电解槽、除氧器、吸附干燥器和氢、氧储罐等。

(1)电解时有强大的电流通过,如果电气的绝缘不良或防爆电器质量达不到要求极易产生电火花,电解车间往往容易发生氢气泄漏,遇到电火花或其它明火就会发生燃烧或爆炸。

(2)在水电解制氢装置运行中,必须确保氢、氧侧(阴极、阳极侧)的压力差不能过大,若超过某一设定值后,就会造成某一电解小室或多个电解小室的“干槽”现象,从而使氢气、氧气互相掺混,降低氢气或氧气的纯度,严重时形成爆炸混合气。这是十分危险的,极易引起事故的发生。

(3)水电解槽入口应设碱液过滤器，如果失效,电解液中杂质堵塞进液孔或出气孔,使电解槽中氢、氧透过隔膜混合形成爆炸性混合气体,极易引起事故的发生。

 (4)氧气直接排入大气时,对常压型水电解制氢系统需设置氧气调节水封；利用水封高度,保持氢侧、氧侧的压力平衡；压力型水电解制氢系统可设氧气排空水封,以便压力调节装置的正常运行,保持氢侧、氧侧压力平衡。

4.2.1.2氯硅烷分离提纯

本工序是整套装置的核心工序,操作严格,产品纯度要求极高。氯硅烷的提纯直接影响到产品质量。本工序主要涉及的物料为三氯氢硅、四氯化硅和氯化氢等。主要设备有精馏塔、中间储槽和加热、冷换设备以及机泵。

(1)三氯氢硅精馏过程中的主要危险在于三氯氢硅泄漏后引起的火灾爆炸和中毒事故。

(2)在精馏过程中空气进入塔器、容器与三氯氢硅形成爆炸性混合物,遇火源可能导致火灾、爆炸事故。加热热水漏入设备,遇三氯氢硅剧烈反应发生火灾爆炸事故。

(3)四氯化硅及氯化氢遇水生成盐酸都属于酸性腐蚀品,对机泵、设备有腐蚀性,如果设备选型不当,材质不过关,可能由于腐蚀造成易燃液体泄漏。

4.2.1.3三氯氢硅氢还原

三氯氢硅还原岗位汽化的三氯氢硅与氢气发生还原反应硅沉积到硅芯上,同时产生氯化氢气体。主要涉及的设备有还原炉。为加大硅沉积速度,炉内压力在0. 5MPa左右,还原炉属于高耗能设备,硅的沉积需要电能加热并维持高温状态(约1090℃) 。要得到高纯度的硅,还原炉必须出于洁净厂房内。

(1)本工序主要危险性在于氢气泄漏,并且积聚以及三氯氢硅泄漏引发火灾爆炸事故。

(2)循环冷却系统一旦出现故障,冷却水进入还原炉内与三氯氢硅剧烈反应,发生火灾爆炸事故。

（3）还原炉在运行过程中一旦出现负压，会使得空气介入与三氯氢硅气体形成爆炸性混合物发生爆炸。

4.2.1.4 还原气分离

还原尾气干法分离系统采用美国CDI公司的工艺流程和主要设备,岗位中主要涉及的设备有洗涤塔、混合气压缩机、氯化氢解析塔、氢气吸附设备等。整套装置不接触水分,把氢气、氯气、三氯氢硅分离再送回各自工序循环使用。

工艺设备、管线、法兰、阀门等发生泄漏或水进入设备内；遇火花等诱因,尤其是遇水发生剧烈反应导致火灾爆炸事故。

4.2.1.5四氯化硅氢化

改良西门子法生产多晶硅时,在氯硅烷分离提纯岗和还原岗都产生大量的副产物四氯化硅,将四氯化硅转化成三氯氢硅。可以充分利用资源。该岗位中主要设备有氢化炉、氢气缓冲罐以及冷换设备等。主要涉及的物质包括氢气、四氯化硅、三氯氢硅等。

工艺设备、管线、法兰、阀门等发生氢气、三氯氢硅泄漏或水进入设备内；遇火花等诱因,尤其是遇水发生剧烈反应导致火灾爆炸事故。

4.2.1.6　氯硅烷贮存

本工序设置以下贮槽：氯硅烷贮槽、工业级三氯氢硅贮槽、工业级四氯化硅贮槽、氯硅烷紧急排放槽、精制三氯氢硅储槽等。

罐体、附属管阀因材质或焊缝缺陷开裂,或法兰密封损坏；操作不当。均有可能致使三氯氢硅溢漏：三氯氢硅储罐如果发生泄漏,其危险性远大于工艺流程管道泄漏引起的危险性,因为储罐多,储量大,一旦泄漏,如果不及时堵漏,影响可能不断扩大。储罐区有大量的冷却用水,泄漏的三氯氢硅遇水反应生

成大量的氯化氢,并放出大量的热,放出的热量很容易使三氯氢硅达到自燃点,从而引起燃烧爆炸事故; 同时生成的HC1,向周围扩散,给抢险救援工作带来困难。

4.2.1.7卸车栈台

卸车栈台的设施主要有：鹤管、管道，卸车物料主要是三氯氢硅。

卸车过程中由于槽车出料口与鹤管连接处密封不严，操作不当，静电接地失灵或没有接地，使用铁质扳手。会使得从连接处溢出的三氯氢硅泄漏遇空气形成爆炸性混合物遇火花、静电等爆炸。泄露出的三氯氢硅未能与空气形成爆炸性混合物遇火花、明火等会引起火灾。

夏天中午时分进行卸车操作，由于操作不当可能引起槽罐车温度和压力的上升，在槽罐车充装量过高或静置时间不符合要求的情况下会发生罐车的爆炸。

4.2.1.8其他岗位

其他岗位主要在检修过程中、电气设备使用过程因使用不当会导致火灾事故的发生；如硅芯炉会因电流过载导致线圈烧毁，冷冻机、空压机因电流过载使得电机烧毁。电缆线路磨损可能会使得线路短路、检修过程中易燃物清理不干净，电气设备使用不当都会造成火灾事故的发生。

4.2.2中毒、窒息

发生中毒、窒息事故的主要原因为: 设备、管道密封不好或因腐蚀泄漏,操作、检修失误或处理不及时,防护用品配备不当或失效,不会使用防护器具或取用不方便,导致三氯氢硅、四氯化硅泄漏水解产生的大量有毒氯化氢气体等有毒有害物质与操作人员接触,发生中毒、窒息事故,并迅速外泄污染环境,导致周边敏感区内人员的中毒事故。事故的后果将导致人员伤亡、造成严重经济损失。

4.2.2.1氯硅烷分离提纯

氯硅烷分离提纯过程中使用的精馏塔及输、出料管线因损坏会造成氯硅烷物料的泄漏；操作人员在取样的过程中操作不规范、未佩戴防护用具等会造成作业人员中毒，半敞开式的区域还可能会导致窒息；塔内、管线内在运行过程中存留有氯硅烷残液在检修过程中或是设备清理过程中操作不当未按规程作业都会造成作业人员中毒窒息事故的发生。

4.2.2.2三氯氢硅氢还原

还原反应中产生的氯化氢气体如大量泄漏极易造成中毒、窒息事故。还原炉内壁上附着的氯硅烷物质，在清洗过程中如果置换不到位会造成作业人员中毒窒息。

4.2.2.3还原气分离

氯化氢解析塔在工作过程中管线、法兰或塔体本身腐蚀泄漏，会造成作业人员的中毒窒息。该岗位输送氯化氢的管线因腐蚀泄漏造成氯化氢的泄漏；塔体、管线内存留有氯化氢气体在检修过程中因置换不到位、操作不当等会造成作业人员中毒以及窒息。

4.2.2.4四氯化硅氢化

工艺设备、管线、法兰、阀门等发生三氯氢硅泄漏会造成作业人员中毒，氯化氢加热器、三氯氢硅加热器温度在500℃以上，法兰处泄漏造成作业人员中毒。

4.2.2.5氯硅烷贮存

（1）在该岗位取样时，应操作不当、防护用具佩戴不齐全会造成取样工的因三氯氢硅泄漏挥发为氯化氢或四氯化硅、氯硅烷等泄漏而中毒。

（2）管道由于腐蚀会使得管道泄漏，致使作业人员中毒；法兰密封不严使得物料泄漏造成作业人员中毒。

（3）受限空间作业置换不合格或未按操作规程进行对进入受限空间的作业人员中毒、窒息。

4.2.2.6硅芯制备

硅芯清洗主要使用氢氟酸等物质，氢氟酸进入大气中挥发为氟化氢；因通风不畅等原因会致使氟化氢气体集聚，当浓度较高时会造成作业人员身体不适。另外酸腐蚀处理中使用的硝酸和氢氟酸在处理过程中会产生氮氧化物，如一氧化氮、二氧化氮，会造成作业人员中毒。

4.2.2.7冷冻站、空压站

冷冻站为三氯氢硅生产提供冷冻氯化钙盐水,所使用的是氟利昂制冷剂,虽无毒性,如果泄漏,在通风不好的情况下,易造成人员窒息事故的发生。

氮气输送过程中因管道强度减弱、老化等原因会使得氮气泄漏；法兰连接处由于密封不好也会导致氮气泄漏，氮气泄漏后在有限空间内集聚会使得作业人员窒息。

4.2.2.8卸车栈台

装卸物料作业过程中槽车出料管口与鹤管连接处密封不严使得物料泄漏，造成操作人员中毒、窒息。

物料输送过程中管道泄漏会造成三氯氢硅的泄漏，三氯氢硅挥发为氯化氢会造成作业人员中毒窒息。