海上运输化肥如何避免结块

2022-11-21 08:56来源： 海丰保险

全球海上运输的化肥种类很多，虽然不是所有的化肥都有危害性，但在处理B类化肥货物时还是需要格外小心，如硝酸铵和硝酸钾。遵守相关规范和如实进行货物申报是避免海上货物运输事故的关键。尽管其他化肥的特殊危害较小，但仍可能发生结块、水湿和污染等事故。

肥料分为合成/天然、有机/无机等不同种类，主要用于农业，其对植物生长提供至关重要的营养。植物通过根系吸收溶解在水中的营养物质，其中氮(N)、钾(K)和磷(P)是植物生长所需的主要元素。商业肥料通常由不同的成分复合而成；氮磷钾复合肥料的标准命名法是按照N、P、K的顺序组成，然后是每种成分的百分比。例如，NPK 15-15-15由15% N、15% P和15% k组成。运输中常见的化肥有尿素、硝酸铵和硝酸钾。

虽然普通类型的氮磷钾肥料的成分已广为众知，但数值并不一定决定混合物中的化学实体是什么。因此，知道一种肥料是特定的氮磷钾并不能说明它是否可能具有危险属性。氮磷钾中最可能有害的成分是硝酸铵，许多氮磷钾混合物中确实含有硝酸铵。IMSBC和IMDG CODE对含有硝酸铵的化肥有详细记录。潜在的危害包括氧化、自发热，释放有毒气体、进行自我分解等。

一、本身原因导致结块

在土壤生产和使用期间，肥料可能需要储存很长一段时间，在这段时间内，肥料必须保持自由流动。在某些条件下，化肥中可能会形成结块或结块(结块)——由于化肥的使用依赖于其自由流动的性质，因此防止结块非常重要。肥料颗粒之间形成的接触可以说明结块的原因。化肥的“自由流动”与谷物的“自由流动”是不同的，因为在堆内发生一些肥料压实(粘附接触)形成独立悬崖的情况是不可避免的。在卸货过程中，如使用抓斗等正常操作，也很容易导致倒塌。在下述各类接触类型中，值得注意的是，粘连接触，即可逆压实不同于硬结块，后者是不可逆的。

粘附接触，或毛细管粘附，是在接触分子表面之间相对较弱的吸引力。施加在肥料颗粒上的压力会导致颗粒粘连(即压实)。通常，粘连触点很容易恢复到自由流动状态，只需极少的处理。

液体接触是由肥料润湿或吸收湿气引起的。湿粒子之间形成的饱和溶液使它们粘在一起。由于这种液体是流动的，肥料颗粒的“粘附”相对容易被打破。然而，当润湿严重时，将实现相接触。

相接触，或盐桥，是在肥料颗粒之间形成的晶体桥。这些晶体桥的形成是由于溶解/再结晶和/或热效应。这些盐桥通常是最麻烦的结块形式，导致硬结块不容易打破。

各种各样的因素，包括化肥的外部因素和内在因素，都会影响货物结块的倾向，下面将简要讨论这些因素。

生产时的含水率影响结块的程度，含水率越高，即使在合同规格内，也越容易结块。限制结块机会所需的干燥程度取决于成分、形态、大小和硬度等特性。

肥料的均匀性、大小和破碎强度也会影响它们结块的可能性。粒径范围小、破碎强度高、粒径较大的化肥不太容易结块，因为颗粒之间接触的比表面积减少，破碎成更小颗粒的可能性也降低。肥料中的杂质也会影响结块倾向，如铁和铝杂质降低了磷酸二铵肥料的结块倾向

在装载前和装载期间储存和处理过程中的水分吸收是另一个考虑因素。在装载过程中，当所有货物在输送机上暴露至少一段时间时，吸湿是一种特殊风险。所有肥料都是吸湿性的，这意味着它们从空气中吸收水分，这发生在临界相对湿度（RH）之上，而临界相对湿度（RH）因单个肥料而异。RH是空气中的水分含量相对于任何一种温度下空气所能包含的最大值。例如，对于尿素，通常的做法是在高大气湿度（通常高于75%-80%RH）时暂停负荷。同样重要的是，化肥在运输过程中不应暴露在潮湿环境中。

通常，在化肥中加入抗结块剂可以减少结块。这些抗结块剂通常是液体或粉末涂料，作为防止结块的屏障，并可以通过形成疏水屏障来控制水分的吸收。它们还可以作为粒子之间的物理屏障，或削弱粒子之间可能形成的化学键。粉末涂料会导致粉尘问题。抗结块剂也可以是所谓的“调理剂”，可提高破碎强度，减少粉尘的形成。

通风不当会增强结块，从而导致潮湿通风空气吸收水分导致表面结痂和/或过度冷却导致顶层结块。IMSBC CODE中所有散装肥料的相应时间表规定，它们在航行期间不得通风。

如果装货港和卸货港之间存在较大的温差，温差会增强结块，从而导致货物冷却时沿外围结块。同样，如果装载不同生产批次的不同温度的肥料，这也会在储物内产生温度梯度。

二、外来原因导致结块

我们经常遇到化肥的两个主要问题，这两个问题通常都是结块，但第一个问题是在装载过程中观察到已经结块，第二个问题是由于各种原因导致的结块。

通常情况下，更为常见的是散装化肥，而不是袋装化肥，通常托运人把袋装的货物带到船上，打开袋子进入货舱。如果装船前有任何结块的迹象，往往需要格外注意。曾发生过化肥货物在从仓库装载到卡车上，然后用吊索和舱口上方的浮桥上后出现结块的案例。结块的肥料在通过货舱上的网时尚未结块，但在卸货时发现重新结块成坚固的块状货物，导致了一大笔索赔。

因此，协会建议，如果在装货过程中的任何时刻发现任何坚固的结块货物，应及时出具声明，船长应考虑在提单上加上相应的批注。通常，在卸货过程中看到的结块大多是由于装载过程中可观察到的可疑情况造成的，如果船长没有在装货时提出或签明批注，那么船东很可能要因此承担货损责任。协会建议，值班人员在正常的例行检查时拍下货物的照片——这是处理此类货物索赔时非常重要的证据。

后发的结块也可能是由于装载过程中下雨导致的，所以保存准确的日志至关重要，记录装载过程中是否下雨，以及舱口是否及时关闭。船东应当确保舱口盖是风雨密的，并在装载前对舱口盖进行检查，这也有助于在索赔时进行抗辩。

在装货过程中遇湿，货物的受湿区域必须尽可能地去除。然而，由于水会迅速扩散，并被周围的肥料吸收，因此往往很难完全清除所有潮湿的肥料。

三、硝酸铵与化肥

硝酸铵是一种危险的化合物，与火源接触后有爆炸的可能。当硝酸铵被燃料油等有机物质污染，和/或外部加热（例如高温作业或埋藏的货灯）时，这种爆炸风险更有可能发生。一些与货物有关的重大灾难都是由硝酸铵引起的，例如在德克萨斯城、天津和贝鲁特。

IMSBC CODE中有四个条目，分别用于硝酸铵和硝酸铵基肥料。IMDG CODE中还有许多其他硝酸铵货物条目；为简单起见，我们使用了 IMSBC CODE条目。IMSBC CODE中规定的用于确定货物属于哪个条目的标准取决于：

-硝酸铵百分比

-以碳计算的可燃有机物质总百分比

-除了硝酸铵之外的成分的化学性质

-联合国标准试验的结果，例如自维持分解槽试验

四、硝酸铵的分解

硝酸铵基肥料的分解可以是高放热(产热)和剧烈的。硝酸铵分解时会产生有毒气体和氧化亚氮(NOx)。硝酸铵的分解过程被称为自持续的，因为在最初，反应需要大量的能量来启动，一旦分解开始，释放的能量(作为热量)足以支持进一步的分解，即反应是自持续的。

由于分解反应不涉及外部试剂，如氧气，不能用惰性气体或限制氧气来控制分解。相反，冷却货物是必要的，以阻止进一步分解。SSD可以通过用水淬火反应来控制，同时打开舱口盖防止超压。IMSBC CODE中规定，在发生火灾时，应使用大量的水，并应隔离热源。

在一个货舱中分解硝酸铵也可以作为相邻货舱的热源，因此需要注意防止SSD扩散到这些货舱。IMSBC CODE中规定，相邻货舱的舱口盖应打开，以允许最大通风，并且应冷却分隔舱壁。

硝酸铵的分解很复杂，但被认为最初涉及不利的，吸收能量的质子（H +）转移，这就是为什么需要热量来开始分解。如果没有足够的热源，系统中将没有足够的能量来启动SSD。在分解开始之前，大约160-170°C的温度被认为是必要的。在过去的事故中发现导致SSD的船舶相关热源示例包括货舱中的通电灯和导热油加热管。

硝酸铵基化肥发生固态腐烂的倾向也会受到微量过渡金属、氯化物或化学品或燃料油污染的影响。IMSBC CODE依靠槽试验(《联合国试验方法手册》第三部分第38.2.4节)来确定含硝酸盐的化肥是否能够经受固态腐烂。在这个试验中，槽(图X)装满了肥料，在槽的一端开始分解。在除去初始热源约20分钟后，测量了分解的传播量。如果在去除源后分解仍在继续，则认为该肥料能够表现出SSD行为。这种试验的一个主要限制是，在散装情况下，化肥是极好的绝缘体。因此，在暴露于外部热源的情况下，例如舱内的灯光、热量无法消散，导致热源周围肥料的温度上升。长时间暴露在热源下，温度可能达到化肥开始分解的点。