液氯倉庫中液氯鋼瓶漏氯安全風(fēng)險分析

沈長萬（昆明蘭德設(shè)計有限公司， 云南 昆明 650041）

液氯倉庫中液氯鋼瓶漏氯安全風(fēng)險分析

沈長萬
（昆明蘭德設(shè)計有限公司， 云南 昆明 650041）

通過對液氯倉庫中液氯鋼瓶漏氯風(fēng)險的分析，基于本質(zhì)安全設(shè)計、事故預(yù)防優(yōu)先、可靠性優(yōu)先的原則，對液氯鋼瓶漏氯事故進行了安全設(shè)施設(shè)計，減少和控制建設(shè)項目里液氯儲存中液氯鋼瓶泄漏的危險和有害因素，降低了生產(chǎn)安全風(fēng)險，預(yù)防了安全事故發(fā)生，保障了生命財產(chǎn)環(huán)境的安全。

液氯；液氯倉庫；氯氣泄漏； 安全生產(chǎn)； 防泄漏安全設(shè)施

0 引言

液氯是工業(yè)中重要的化工原料之一，是給排水處理工序中最常用的消毒劑，同時它也是一種劇毒氣體，在儲存、使用過程中由于操作不當(dāng)，設(shè)備、管道泄漏等原因，常有氯氣逸出污染環(huán)境，危害生命，損害財產(chǎn)。多年來，發(fā)生液氯泄漏事故造成人員傷亡事故的數(shù)量和經(jīng)濟損失觸目驚心，這使得在液氯儲存過程中，針對液氯的特性采取可靠的安全措施，防止鋼瓶漏氯造成重大事故十分重要。本文以某造紙廠液氯倉庫為例，對庫內(nèi)液氯鋼瓶進行漏氯安全風(fēng)險分析。

1　漏氯安全風(fēng)險分析

1.1可能導(dǎo)致漏氯事故的危險源

存在漏氯事故的危險源為液氯鋼瓶及其易熔塞、瓶閥等附件。存在場所為廠區(qū)液氯倉庫。

1.2漏氯安全風(fēng)險程度定性分析

液氯泄漏后迅速揮發(fā)成氯氣，是一種強烈的刺激性氣體，根據(jù)危險化學(xué)品名錄氯氣屬于劇毒品［1］。液氯泄漏所致中毒是常見的重大事故，經(jīng)常造成嚴重的人員傷亡和經(jīng)濟損失。定性安全風(fēng)險主要有：

1）氯氣屬于危險化學(xué)品，第2.3類有毒氣體。容器泄漏時，有毒氣體在空氣迅速擴散，并在空氣中生成具有強腐蝕、刺激性的酸氣體，人接觸后對眼睛、皮膚、呼吸道器官有嚴重的損傷，長期接觸對牙齒、支氣管等組織也會造成影響。

2）液氯具有氧化性，當(dāng)禁忌物品混放時，若發(fā)生意外泄漏后，會造成火災(zāi)、爆炸、中毒窒息事故。

3）液氯對環(huán)境有嚴重危害，對水體會造成破壞性的污染。

1.3漏氯安全風(fēng)險程度定量分析［2］

以液氯倉庫內(nèi)同一時間僅1個鋼瓶發(fā)生液氯泄漏來定量進行安全風(fēng)險分析。液氯的比熱C為0.96kJ/kg℃，貯槽破裂前的環(huán)境溫度取20℃，液氯的沸點為-34.5℃，鋼瓶中液氯按1 000kg計，液氯的汽化熱q為289kJ/kg，在液氯搬運作業(yè)中液氯鋼瓶意外破損時，瓶內(nèi)壓力驟降至作業(yè)點大氣壓，鋼瓶處于過熱狀態(tài)，液氯溫度迅速降至標準沸點，放出的熱量為Q。

Q =1000×0.96×64.5=61920 kJ

假設(shè)這些熱量全部用于貯槽內(nèi)液氯的蒸發(fā)，液氯的汽化熱為2.89×102（kJ/kg），則其蒸發(fā)量W＇為：

液氯的分子量M為70.91，在沸點下蒸發(fā)蒸汽的體積V（m3）為：

V=22.4×214.26×（273～34.5）/ （70.91×273）≈59.13 m3

根據(jù)氯氣的危險濃度，推算出發(fā)生泄漏事故時會對人的生命造成危害的安全距離。

根據(jù)表1可知，氯在空氣中的濃度達到0.09%時，人吸入5～l0分鐘即可致死，即0.09%為氯的危險濃度。模擬計算中蒸發(fā)體積為V的氯氣可以產(chǎn)生的令人致死的有毒空氣體積為：

假設(shè)這些有毒空氣以半球形向地面擴散，則可根據(jù)下列公式求出該有毒氣體的擴散半徑：

通過定量計算分析，漏氯點31.54m范圍內(nèi)的人員在5～10min內(nèi)可因吸入氯氣而死亡；漏氯點82.6～93m內(nèi)的人員在0.5～1h內(nèi)可因吸入氯氣而死亡。液氯鋼瓶發(fā)生破裂后會在噴口發(fā)生急劇蒸發(fā)，蒸發(fā)形成的有毒氯蒸氣，在空氣中形成的氣溶膠，氣溶膠漂移、擴散后的酸性霧滴直接影響作業(yè)區(qū)域內(nèi)的工作人員，若大量液氯泄漏后會造成人員傷亡和環(huán)境污染。

表1 氯氣的危險濃度表

表2 有毒氣體監(jiān)測報警設(shè)施一覽表

2　防止漏氯事故安全設(shè)施

2.1密閉設(shè)施

液氯倉庫采用排架結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土屋面，進行全密閉設(shè)計，倉庫門采用電動卷簾門，窗戶設(shè)置為密閉采光窗。

2.2檢測報警儀設(shè)施

為了預(yù)防漏氯造成工作人員進入液氯倉庫吸入中毒，并根據(jù)GB11984［3］設(shè)置氯氣泄漏檢測報警儀。根據(jù)GB50493的規(guī)定［4］，在液氯倉庫24h值班室內(nèi)設(shè)置氣體濃度報警控制器，安裝高度底面距地1.5m，見表2。液氯倉庫內(nèi)空、實瓶區(qū)設(shè)置檢測探頭安裝高度距地0.3m，一級報警值設(shè)定為1mg/m3，二級報警值設(shè)定為2mg/m3。

2.3應(yīng)急搶修和防護器材

在液氯倉庫值班室事故柜內(nèi)配置漏氯處理應(yīng)急搶修器材和防護器材。

2.4漏氯吸收處理裝置

由于堿液池處理法、石灰池處理法、水噴淋處理法、堿液塔處理法、捕消器方式等處理漏氯方法效果及事故處理能力均不理想，無法有效處理漏氯事故。

液氯倉庫漏氯吸收本文采用的是氣液吸收塔處理法，即堿液塔處理法，當(dāng)儲存?zhèn)}庫內(nèi)意外事故發(fā)生時，安裝在液氯儲存?zhèn)}庫內(nèi)的有毒氣體檢測器會自動報警，并連鎖處置泄漏事故的控制箱，控制箱自動啟動吸收裝置，排毒風(fēng)機將泄漏在倉庫內(nèi)的含氯的酸性氣體吸入1#堿液塔吸收塔，酸性氣體吸入堿液后由耐酸泵送到反應(yīng)塔中，此時，含氯的酸性氣體由下向上流動，NaOH吸收液從上向下噴淋，通過酸堿中和反應(yīng)，含氯的酸性氣體被堿液吸收，反應(yīng)原理為：

2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O。

反應(yīng)后的堿吸收液經(jīng)過再生后又與含氯的酸性氣體反應(yīng)，不斷循環(huán)使用。未被完全吸收的含氯的酸性氣體經(jīng)過2#堿液塔吸收塔再進行吸收反應(yīng)，反應(yīng)后尾氣回流，再進行二次吸收，從而構(gòu)成一個閉路循環(huán)系統(tǒng)，直至泄漏的含氯的酸性氣體完全反應(yīng)，使庫區(qū)及庫區(qū)周邊的大氣環(huán)境不受污染，達到處理漏氯事故的目的。

圖1 液氯倉庫漏氯吸收處理工藝流程示意圖

該漏氯處理工藝有以下特點：

1）各主要部件采用特種工業(yè)玻璃鋼材料，具有抗酸、防雪、防霜凍、耐老化等特點，因此全套設(shè)備可以露天安放。

2）由雙塔組成，能對泄漏出的氯氣進行兩級吸收、雙重處理，塔內(nèi)設(shè)有環(huán)狀噴液器和鮑爾環(huán)接觸層，使氣液有充分的接觸時間和接觸表面積，反應(yīng)更徹底，吸收效果達到最佳。后一級塔還有特制的氣液分離裝置，通過離心分離原理，有效去除回流尾氣中的水霧成分，最大限度保護車間的設(shè)備。

3）堿性吸收液與含氯的酸性氣體反應(yīng)速度快，吸收效率為99%以上。

4）裝置運行實現(xiàn)自動化，可應(yīng)付各種突發(fā)性泄氯事故；設(shè)備對處理完后的尾氣不向大氣排放，不對環(huán)境造成任何污染。

2.5風(fēng)向標

在液氯倉庫屋頂或廠區(qū)建筑物最高處設(shè)置風(fēng)向標，風(fēng)向標靈敏有效，并將方向和風(fēng)速情況輸入致值班室內(nèi)。

3　液氯鋼瓶泄漏應(yīng)急措施

3.1瓶閥密封填料泄漏處置

瓶閥密封填料處泄漏時，擰緊壓緊螺帽；瓶閥出口泄漏時，關(guān)緊瓶閥，若瓶閥損壞，采用銅六角螺帽封閉瓶閥口。

3.2瓶體泄漏處置

轉(zhuǎn)動液氯鋼瓶，找到瓶體泄漏點，將泄漏點朝上，使泄漏部位的氯處于氣態(tài)空間。瓶體泄漏點為孔洞性狀，則采用竹簽、木塞、止漏器進行堵漏處理，堵漏器材要緊固，防止脫落；若是瓶體焊縫泄漏，則采用抱箍襯橡膠墊片進行堵漏處理。若處理無效，工作人員迅速撤離液氯倉庫，采用氣液吸收塔循環(huán)吸收含氯的酸性氣體。

3.3隔離措施

若漏氯吸收裝置失效導(dǎo)致泄漏氯氣擴散至液氯倉庫外。根據(jù)風(fēng)向標測定的風(fēng)向和風(fēng)速，判定擴散的方向和速度，并對泄漏下風(fēng)向的擴散區(qū)域進行監(jiān)測，監(jiān)測情況及時向應(yīng)急救援小組辦公室報告，根據(jù)指揮部的決定，通知擴散區(qū)域內(nèi)的職工從側(cè)風(fēng)、上風(fēng)向撤離至安全區(qū)域，同時要求他們穿戴有效的防毒面具和服裝，做好個體防護。

根據(jù)檢測濃度情況，將周邊可能產(chǎn)生威脅的范圍內(nèi)的人員疏散至安全位置。隔離范圍600m，隔離直至氯氣濃度降至安全范圍，下風(fēng)向疏散范圍要求白天3 500m，夜晚8 000m。

3.4其他措施

1）在處理泄漏事故時，應(yīng)急處理人員佩戴正壓自給式空氣呼吸器，穿好全封閉防化服，若液體泄漏時應(yīng)采取防凍傷技術(shù)。

2）采用便攜式氯氣濃度檢測儀檢測到會產(chǎn)生重傷或致死半徑的濃度區(qū)域內(nèi)，要拉警戒線，無關(guān)人員不得入內(nèi)。

3）泄漏液氯已擴散形成毒氣云團，采用廠區(qū)室外消火栓，噴霧狀水進行稀釋或改變有毒蒸汽云的流向、擴散速度，贏得緊急疏散職工的時間，按“疏散救人、規(guī)定區(qū)域、有序處置、確保安全”的原則，采取有效的安全防護以及應(yīng)急救援程序，以策安全。

4　結(jié)束語

本文通過定性和定量方法對液氯倉庫中液氯鋼瓶泄漏存在的風(fēng)險進行分析。按相關(guān)規(guī)范要求，對液氯倉庫采取密閉化設(shè)計、配置氯氣濃度檢測報警裝置、漏氯處理裝置、配置應(yīng)急搶修器材和防護器材、制定液氯泄漏應(yīng)急處理措施和應(yīng)急預(yù)案等一系列的安全設(shè)施設(shè)計，可有效預(yù)防和防止漏氯事故造成人員中毒、環(huán)境污染的風(fēng)險。

［1］ 危險化學(xué)品名錄（2015）.

［2］ 蔣軍成，郭振龍，工業(yè)裝置安全衛(wèi)生預(yù)評價方法［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版，2003.

［3］ 《氯氣安全規(guī)程》（GB11984-2008）.

［4］ 《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》（GB50493—2009）.

TQ086.51

A

1004-1168（2015）03-0063-04

2015-3-30

沈長萬（1985-），男，助理工程師，云南鎮(zhèn)雄人，從事專業(yè)為化工設(shè)計。