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氢气是一种良好的保护气体，广泛用于可用于有色金属，硅钢、铬钢和不锈钢等金属材料和零件的光亮退火、硅钢片的脱碳处理、铜基、铁基粉末冶金烧结、电真空器件的金属零件烧氢处理、半导体器件的保护烧结和封结等需要保护气氛的工业和科学研究中。

氨分解制氢以液氨为原料，经过气化后在氨分解炉（裂解炉）中奖氨气加热到一定温度，在催化剂作用下，氨分解产生含氢气（75%）、氮气（25%）的混合气，气体经热交换器和冷却器，再通过分子筛吸附纯化器纯化后使用。其优点是原料氨容易得到，价格低廉，原料消耗较少，氨裂解来制取保护气体具有投资少，体积小，效率高等。

由于生产过程中涉及的氢气[压缩的]、氨（液氨）具有易燃易爆的特性，且氨属于有毒气体，工艺条件又在高温、带压情况下进行，因此氨分解制氢具有较高的安全风险，须加强危险有害因素分析和事故防控，杜绝各类事故的发生。

1.生产过程中主要危险有害因素分析

根据氨分解制氢生产工艺特性及危险物质特性，氨分解制氢生产工艺主要的危险有害因素为火灾、爆炸、中毒和窒息、灼烫。

1.1火灾、爆炸

（1）火灾、爆炸

氨分解制氢生产过程中存在的氢气火灾危险性为甲类、氨火灾危险性为乙类，这些物质与氧化剂接触遇到火源时有发生火灾、爆炸的危险。

引火源包括明火、高热、摩擦或撞击火花、电气火花、静电火花、雷电等。存在氨（液氨）、氢气的设备、管道、阀门或法兰连接处密封不严造成氢气、氨气泄漏；开停车过程中，若设备及管道未用惰性气体置换或置换不合格；装置无防雷防静电接地设施或设施有缺陷；操作人员进入作业场所穿化纤衣物、带铁钉鞋或用钢质工具敲打设备；电气设施、电线电缆出现过负荷、过电流、过热、漏电、短路等情形均有可能引发火灾爆炸事故。

氨分解是在温度850℃～870℃，压力0.23MPa的工艺条件下进行，高温和一定压力下氮氢气作用在材料表面，氮气可与钢材中的元素生成氮化物使钢材变脆变硬；氢气能渗入钢材内部与碳相互作用生成甲烷而使钢材脱碳，甲烷不存在于钢材中而是沿晶界以气体逸出，形成很高的压力，从而形成裂纹和鼓包现象，产生所谓的“氢脆”。渗氮和氢蚀脱碳作用会使设备、管道等受不同程度的腐蚀危害，导致设备、管道机械强度降低，易发生泄漏、爆炸事故。

（2）物理爆炸

氨分解制氢生产过程中涉及的压力容器或压力管道有可能因操作失误或设备故障发生超压导致物理爆炸。如冷却水系统发生故障，使氨分解炉不能及时冷却从而造成超温超压可能导致爆炸事故；液氨贮罐、液氨中间罐、氨净化器、净化装置吸附筒等压力容器上的安全阀、压力表等安全附件失灵，致使使用压力超过设计工作压力或贮罐充装量过大时可能导致容器爆炸；系统停电或温度控制系统失灵等原因致使液氨剧烈气化导致压力迅速升高从而引发容器爆炸；压力容器选材不当或存在焊接缺陷、腐蚀、疲劳、超期使用等致使容器承压能力降低可能造成容器超压爆炸。

1.2中毒和窒息

氨分解制氢原料氨属于有毒物质，低浓度氨对粘膜有刺激作用，高浓度氨可造成组织溶解坏死，可引起反射性呼吸停止。如果生产装置、设备、容器、管道密封不良或违章检修，操作失误等造成氨外溢、泄漏；若通风不良、防护不当或处理不及时，极有可能发生中毒和窒息事故。

生产过程中产生的氮气属于窒息性气体，若发生大量泄漏致使作业环境中氮气浓度过高时，可能发生作业人员窒息事故。

1.3灼烫

灼烫包括化学灼伤、高温烫伤、低温冻伤等。

生产过程中使用的液氨若发生泄漏，接触或进入人体，会使皮肤、器官、眼睛受到化学灼伤的伤害。

氨分解炉内温度高达800℃以上，若隔热保温措施不良或高温物料泄漏，有可能造成人员高温烫伤事故。

液氨发生泄漏，若接触人员会因其温度较低且气化时吸收热量造成局部过冷导致人员低温冻伤。

2.安全技术对策措施

2.1安全技术措施

设备设施本质安全是确保氨分解制氢生产安全的基础和前提，根据氨分解制氢生产工艺特性及危险有害因素分析结果，采用以下安全技术措施可有效控制事故风险。

（1）建（构）筑物防火防爆设计应满足《建筑设计防火规范》的要求，防火间距符合规定。

（2）设备、管道、阀门、法兰、仪表应选型、选材应合理，安装合规。

（3）设备、管道应采取有效的隔热保温、防腐措施。

（4）在有毒危害及具有化学灼伤危险的作业区设置必要洗眼器、淋洗器等安全防护设施，其服务半径不大于15m，并根据作业特点和防护要求配备急救箱和个人防护用品。

（5）在氨、氢泄漏区域应设置氨气、氢气泄漏报警仪，并与防爆轴流风机连锁，张贴安全警示标志。

（6）在装置场所设置明显的“禁止”、“危险”、“警告”、“注意”等安全标志和安全色。有爆炸危险性场所必须设置“易燃易爆场所、严禁烟火”、“严禁接打手机”等安全警示标志。根据氨的性质，在醒目位置设置毒物周知卡。

（7）氨分解制氢工艺过程应采用自动控制，检测控制点应包括温度、压力、液位、流量等，生产、储存装置应装有带压力、液位、温度、流量远传记录和报警功能等安全装置。

（8）液氨贮罐上应设置安全阀，其安全阀出口应引至安全处；氢气管道上应设置放空管，管口处设置阻火器。

（9）液氨贮罐出口液相管应设置紧急关断阀；液氨贮罐上部应设置雾状水喷淋系统；氨分解装置、净化装置及管道上均应设置通入氮气的接头；氨储存区应备有泄漏应急处理设施；厂房、配电室、控制室均应配备应急照明。

（10）若液氨数量构成危险化学品重大危险源，应按规定设置符合要求的监控设施，并设置重大危险源安全警示标志。

（11）生产、使用氢气、氨气的车间及贮氨场所应使用防爆型的照明、通风系统和设备。电缆应使用阻燃型电缆，电气线路连接过程中所需要的连接件均采用隔爆型。从属于爆炸危险环境厂房通向控制室的电缆保护管、电缆槽，在分界处应采用不燃材料进行严密封堵。

（12）防雷、防静电设施的设置应符合国家相关标准规范的要求。

（13）压力容器、安全附件等强检设备、防雷、防静电设施应按规定定期检验。

（14）按照国家标准、行业标准配置消防设施、器材，设置消防安全警示标志，并定期组织检验、维修，确保完好有效。保障疏散通道、安全出口、消防车通道畅通。

（15）加强设备设施的日常检查及维护保养工作，并作出记录。

2.2加强教育培训

企业应按规定及岗位需要，定期识别安全教育培训需求，制定、实施安全教育培训计划，并提供相应的资源。同时，应做好安全教育培训记录，建立安全教育培训档案。三项岗位人员（主要负责人、安全管理人员、特种作业人员）必须经专门培训，取得相应资格证书后持证上岗；其他从业人员应经培训考试合格后持证上岗。

2.3强化安全管理

通过加强安全管理，建立事故预防机制，规范生产行为，使生产环节符合有关安全生产法律法规和标准规范的要求，人、机、物、环处于良好的生产状态，避免各类事故的发生。

（1）严格执行新、改、扩建项目的安全设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产与使用的“三同时”制度。

（2）按规定设置安全生产管理机构或者配备专职安全生产管理人员，配备数量及人员资格应符合相关法律法规的要求。

（3）建立、健全安全生产责任制，明确各级各类人员的安全职责。

（4）建立、健全安全生产管理规章制度和安全操作规程，并发放到相关工作岗位，落在实处，规范从业人员的作业行为。

（5）实施风险分级管控，辨识各岗位的风险。加强隐患排查和治理工作，对隐患进行分析评估，确定隐患等级，登记建档，根据隐患排查的结果，制定隐患治理方案，及时消除事故隐患。

（6）根据生产岗位存在的危险有害因素，为员工配备符合国家规定和标准的个体防护用品，并监督、教育职工正确佩戴和使用。

（7）建立于本企业安全生产特点相适应的应急组织和专（兼）职应急救援队伍，按规定制定生产安全事故应急预案并组织演练。完善应急设置，配备应急装备和器材，并进行经常性的检查、维护、保养，确保其完好、有效。

3.结论

氨分解制氢生产过程中存在火灾、爆炸、中毒和窒息、灼烫等主要危险有害因素，易造成群体伤害事故。通过采用安全技术、安全管理、安全培训三大措施，能够有效控制事故风险，确保氨分解制氢生产安全。

氨分解制氢生产工艺及防控