对一起一氧化碳中毒死亡事故的分析--采用模拟试验方法

　　运用模拟试验的方法查清了一起CO中毒死亡事故的原因，查明了事故的直接责任者，确定了石灰窑停窑操作的关键步骤，为今后避免类似事故提供参考。

　　2004年3月，某大型碱厂在3#石灰窑底发生一起死亡1人的事故。初步推断为CO中毒死亡，但不能排除CO2窒息死亡的可能。为了查明这起死亡事故的真实原因，我们采用了现场模拟试验的方法，最终查清了这起死亡事故是CO中毒所致，与后来法医鉴定的结果以及相关证人证词完全吻合，凭此查到了事故的直接责任人。

　　1 事故经过

　　2004年3月31日8：00至4月1日8：00，该厂计划安排3#石灰窑检修，

　　要求3月31日7：00左右停窑，8：00交出检修。6：45石灰车间化工丁班司窑电话通知调度开始停窑，并通知了当班取灰工班长和取灰工赵某，约7：05停窑结束。7：45化工甲班开始接班，7：55甲班取灰工巡检至3#窑楼梯处发现一、二道窑门内躺着一个人，即上一班的取灰工赵某，送医院抢救无效死亡。

　　2 石灰窑生产工艺过程和停窑程序

　　2.1 生产工艺过程

　　配上料岗位将按一定焦石比配好的混合料经卷扬提升到窑顶，倒入料锅内，经布袋器

　　均匀撒入窑内。混合料在窑内自上而下移动过程中，经过与窑气的热交换而被预热，然后进入煅烧区，利用焦炭燃烧放出的热量，石灰石被加热分解生成石灰和CO2。生石灰通过冷却区，经出灰转盘、星型出灰机，送至波浪板式输送机上，再经斗式提升机进入灰仓供化灰使用。燃烧区生成的窑气经预热区冷却后，从窑顶部出气管引出，进入窑分离器除去大颗粒粉尘后，再经窑气洗涤塔净化降温，进入电除尘，进一步除去粉尘后送至压缩。多余的窑气经窑气洗涤塔、窑气放空分离器后，气体由引风机排入大气，其分离水排入他沟。窑内空气由鼓风机送至底风管，气流自下而上与生石灰进行换热，气流被加热后进入煅烧区与焦灰发生放热反应，放出的热量供石灰石分解。正常生产的化学反应方程式为：

　　　C+O₂=CO₂+Q_放

　　　CaCO₃=CaO+CO₂

　　　石灰车间窑气走向流程图见图1。

　　　
　图1　石灰车间窑气走向流程图

　　2.2 停窑程序

　　　正常停窑程序共3步，分别是：

　　　第一步：先将鼓风机的出口风压由6kPa减至1kPa左右，关闭泡沫塔出口蝶阀；

　　　第二步：打开窑顶放空阀，两分钟后停鼓风机；

　　　第三步：打开一、二道窑门。

　　　停窑后，窑内仍处于反应期，但由于氧气供应量减少，窑内反应为缺氧反应，这时生成物大部分为CO。

　　3 初步调查的情况

　　取灰工赵某约7：20左右进入窑底，7：30左右从窑底出来后倒在一、二道窑门之间，

　　在窑底工作的时间大约10分钟。事故发生后取样分析CO为10mg/m3，O2为19.8％，指标正常。初步调查取证也没有发现异常情况，当班负责停窑操作的司窑一再证明自己是按停窑程序操作的，没有误操作。

　　　空气中CO浓度与中毒症状的关系见表1。

　　　表1　空气中CO浓度与中毒症状的关系

　　　

　　4 理论假设及模拟试验论证

　　4.1 理论假设一

　　由于正常停窑后窑内生成物大部分为CO，如窑内的CO存在向窑顶和窑底同时流动的

　　可能，那么窑底就存在积聚CO的可能性，取灰工赵某在进入窑底后就有可能CO中毒身亡。

　　　　正常停窑程序准确情况下的模拟试验：从4月1日上午9：40开始到11：22结束，模拟事故发生前当时3#窑的工况，每隔10分钟取窑底样一次，9：40停窑完成。其分析结果见表2。

　　　　表2　正常停窑程序准确情况下的模拟试验结果

　　　　

　　　　模拟试验结果证明，按正常停窑程序停窑后，窑内CO全部从窑顶放空阀排空，不会向窑底流动。窑底O2处于正常范围，同时可以排除缺氧窒息死亡的可能。

　　4.2 理论假设二

　　　从现场实际情况分析，第一步的操作正确，现场泡沫塔的出口蝶阀处于关闭状态；第二步窑顶放空阀现场查看处于完全打开状态，鼓风机处于停机状态；第三步一、二道窑门是打开的。进一步分析停窑程序，其中第二步最为关键，如果这一步操作不正确或没有操作，是否存在窑内CO向窑底流动并在窑底积聚的可能性。可能存在四种可能性，第一种可能是窑顶放空阀完全打开一段时间后因某种原因又自行关闭；第二种可能是放空阀开度不够，一段时间后又自行关闭；第三种可能是窑顶放空阀开度不够；第四种可能是窑顶放空阀没有打开。

　　　a）第一种可能情况下的模拟试验。从4月1日21：06分开始至22：20结束，先完全打开放空阀，13分钟后再人工关闭放空阀，21：06停窑完成。其试验结果见表3。

　　　表3　　第一种可能情况下的模拟试验结果

　　　

　　　试验结果证明，在放空阀完全打开一段时间后再自行关闭，窑底虽有CO存在，但达不到致人中毒死亡的浓度。

　　　b）第二种可能情况下的模拟试验。从4月2日0：00开始到1：15结束，先将放空阀打开三分之一，10分钟后人工关闭放空阀，23：40停窑完成。试验结果见表4。

　　　表4　第二种可能情况下的模拟试验结果

　　　

　　　模拟试验结果表明，在放空阀开度为三分之一时，窑底没有CO,但关闭后窑底CO浓度尽管升高较快，但对照CO浓度与中毒症状的关系来看，仍不能立即致人中毒死亡。　

　　　c)第三种可能情况下的模拟试验。4月2日2：53停窑完成，先打开放空阀20％，后降为10％的开度，其结果见表5。

　　　表5　第三种可能情况下的模拟试验结果

　　　

　　　试验结果证明，窑底基本没有CO。

　　　d)第四种可能情况下的模拟试验。从4月1日14：16开始到15：30结束，每隔10分钟取样分析一次，先不打开放空阀，一段时间再打开放空阀，14：16停窑完成。其结果见表6。

　　　表6　第四种可能情况下的模拟试验结果

　　　

　　　　从试验结果看，停窑5分钟后窑底CO浓度升高到1000mg/m3，24分钟后达9000mg/m3，34分钟后高达20000mg/m3，44分钟高达24000mg/m3，足以在极短时间内致人中毒死亡。事故发生后第三天法医鉴定的结果是赵某心血内CO饱和度为50％。当放空阀完全打开后，20分钟后窑底CO就下降到车间空气中容许的最高浓度，30分钟后就降得更低了，说明窑顶放空的烟囱效应非常有效。事故后对窑底CO检测的结果为10mg/m3，O2为19.8％，两者相吻合。模拟试验的结论是停窑过程中没有打开窑顶放空阀，导致窑内高浓度的CO流向窑底并在窑底积聚，这时赵某进入窑底吸入高浓度CO后中毒死亡。

　　5 模拟试验结果与调查结论的比较

　　　　在做模拟试验的同时进一步对相关人员进行调查取证。其中有3人同时证明事故发生后当时窑顶放空阀处在关闭状态，放空阀是在事故抢救过程中被完全打开的，这与模拟试验的结果相一致。证实了司窑在停窑过程中没有严格执行规定的操作程序，没有打开放空阀，是造成这起事故的直接责任者。

　　6 结束语

　　　　这起事故模拟试验的过程，同时也是一个对停窑程序危害辨识及风险评价的过程。试验的结果可以确定停窑程序中打开窑顶放空阀是最为关键的一个操作步骤，必须在安全操作规程中予以重点明确，告知岗位操作人员并建立检查确认制度，从而可以有效地避免类似事故再发生。