液氯貯存及汽化系統(tǒng)的安全設(shè)計探討

蔡麗雅 徐文明 李艷 陳格（溫州市工業(yè)設(shè)計院， 浙江 溫州 325000）

液氯貯存及汽化系統(tǒng)的安全設(shè)計探討

蔡麗雅 徐文明 李艷 陳格
（溫州市工業(yè)設(shè)計院， 浙江 溫州 325000）

根據(jù)工程實例，從安全的角度對液氯儲存的安全設(shè)施設(shè)計進行探討，從工藝流程及自動控制技術(shù)方面分析液氯汽化單元，推薦人性化設(shè)計。

液氯儲存；汽化器；安全設(shè)計

0 引言

液氯為黃綠色油狀液體，相對密度（水=1）為1.47，在室溫和常壓下為黃綠色氣體，相對密度（空氣=1）為2.48。有劇烈窒息性氣味，溶于水和堿溶液，屬于劇毒品，并具有強氧化性和腐蝕性，空氣中氯氣含量最高允許濃度為1ppm。

在工程設(shè)計中必須嚴格按照有關(guān)條例、法規(guī)對液氯的使用、生產(chǎn)、貯存等方面進行設(shè)計，設(shè)置相應(yīng)的安全設(shè)施。

1 工程實例

10萬噸/年次氯酸鈉裝置年需液氯8820噸，年操作時間為310天，液氯貯存時間按2天考慮，則該生產(chǎn)裝置需存放1噸的液氯鋼瓶56個。次氯酸鈉生產(chǎn)所使用的氯氣都是通過液氯汽化得到，液氯汽化器是連接液氯貯存與使用的關(guān)鍵設(shè)備，故該生產(chǎn)裝置還應(yīng)設(shè)置液氯汽化系統(tǒng)。

2 液氯倉庫安全設(shè)計

液氯倉庫占地面積260m2左右，鋼瓶存放高度為2層，倉庫內(nèi)分實瓶區(qū)和空瓶區(qū)。占地面積分別為150m2和80m2。

2.1 設(shè)計構(gòu)思

根據(jù)液氯的特性以及《氯氣安全規(guī)程》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、《液氯泄漏的處理處置方法》等國家規(guī)定的要求進行設(shè)計構(gòu)思。

（1）考慮到氯氣屬于劇毒品且儲存量較大，一旦發(fā)生泄漏事故，將發(fā)生人員傷亡事故。設(shè)計時以盡可能減少氯氣泄漏到大氣為原則，故考慮將液氯倉庫設(shè)計為密閉形式。但做為液氯倉庫同時還應(yīng)滿足陰涼通風(fēng)的要求，庫溫不超過30℃。

（2）液氯倉庫應(yīng)設(shè)置液堿池及廢氣吸收裝置等泄漏應(yīng)急安全措施。一旦發(fā)生泄漏事故，一方面要盡快切斷泄漏源，防止氯氣擴散至周邊人員密集場所；另一方面盡可能用管道將泄漏氣體送至廢氣吸收裝置進行吸收、中和處理。

（3）液氯倉庫應(yīng)配置相應(yīng)的消防器材及勞動安全衛(wèi)生設(shè)施。當(dāng)液氯倉庫發(fā)生泄漏或火災(zāi)時，搶險人員應(yīng)佩戴呼吸防護用具、穿化學(xué)防護服，在上風(fēng)處滅火。滅火劑可選用水或泡沫，不應(yīng)使用干粉、二氧化碳或鹵代烷哈龍滅火劑撲救。液氯倉庫周圍還應(yīng)設(shè)置淋浴洗眼裝置。

2.2 安全設(shè)施設(shè)計分析

根據(jù)液氯倉庫的設(shè)計構(gòu)思，各專業(yè)配置相應(yīng)的安全設(shè)施。

（1） 土建專業(yè)

①倉庫為一層混凝土框架柱結(jié)構(gòu)，輕鋼屋面。

②倉庫設(shè)2扇電動卷簾門用于運輸液氯鋼瓶，設(shè)2扇防火門作為安全出口。

③倉庫內(nèi)設(shè)一座堿液池，可容納一個液氯鋼瓶。

④倉庫設(shè)一條0.3m深的地溝用于收集泄漏的氯氣。

⑤窗戶應(yīng)為固定窗，防止泄漏的氯氣通過窗戶擴散。

（2） 暖通專業(yè)

①倉庫設(shè)置高位安裝的軸流風(fēng)機，用于正常狀態(tài)下的通風(fēng)。

②倉庫外設(shè)置一套漏氯吸收裝置，通過風(fēng)管連接倉庫的地溝。

（3） 自控專業(yè)

①設(shè)置有毒氣體檢測探頭。

②電動卷簾門、軸流風(fēng)機、漏氯吸收裝置均與有毒氣體檢測探頭聯(lián)鎖。當(dāng)檢測到氯氣泄漏時，電動卷簾門關(guān)閉，軸流風(fēng)機停止運行，漏氯吸收裝置開啟。

（4） 給排水專業(yè)

①倉庫屋面設(shè)置夏季噴淋裝置，防止庫溫過高。

②倉庫設(shè)置應(yīng)急沖洗裝置和洗眼裝置。

③設(shè)置消火栓、泡沫滅火器、氯氣捕消器和防護用品。

2.3 設(shè)計特點

（1）液氯倉庫采用密閉式設(shè)計，當(dāng)氯氣一旦發(fā)生泄漏，可通過風(fēng)管將泄漏的氯送至漏氯吸收裝置處理，避免氯氣直接排放大氣，造成環(huán)境污染和對周邊人群的傷害。

（2）由于氯氣比空氣重，會在地勢低洼處聚集，倉庫采用地溝的形式布置風(fēng)管，上設(shè)塑料篦子板作為蓋板，可以有效的收集漏氯，且避免影響地面操作。

（3）將漏氯吸收裝置設(shè)置在倉庫外，且設(shè)有自動報警系統(tǒng)。當(dāng)檢測到氯氣泄漏時，發(fā)出警報，操作人員撤離出庫房外，并在安全距離范圍內(nèi)監(jiān)視漏氯吸收裝置是否正常運行。

（4）倉庫軸流風(fēng)機設(shè)置在高位，既可以有效的對倉庫進行通風(fēng)，也可以防止泄漏的氯氣從風(fēng)機洞口擴散。

3 液氯汽化系統(tǒng)安全設(shè)計

液氯汽化系統(tǒng)設(shè)置在汽化間，根據(jù)產(chǎn)量要求，汽化間布置6只液氯鋼瓶，汽化間的土建、暖通、給排水設(shè)計參照上述液氯倉庫設(shè)置。

3.1 工藝流程

液氯鋼瓶置于磅秤上，液相氯靠自身平衡壓力自動進入汽化器盤管的底部，汽化器盤管外通入循環(huán)水，調(diào)節(jié)水量以保持恒定的氯氣壓力，氣相氯通過氯氣緩沖罐后供后續(xù)工段使用，如圖1所示。

3.2 工藝與自控安全設(shè)計分析

由于氯氣的劇毒性，液氯汽化系統(tǒng)充分考慮了泄漏后的應(yīng)急安全措施。

圖1 液氯汽化系統(tǒng)流程圖

（1）液氯鋼瓶置于磅秤上，并將磅秤與鋼瓶口的緊急切斷閥聯(lián)鎖。當(dāng)鋼瓶重量小于455kg時，自動關(guān)閉緊急切斷閥。這樣設(shè)計，不但可以隨時監(jiān)測和記錄氯氣的使用情況，還可以保證鋼瓶內(nèi)的氯氣不被用完，留有余壓。

（2）液氯汽化器上設(shè)有溫度、壓力報警指示，并且氯氣壓力與循環(huán)水進管閥門、鋼瓶出口的緊急切斷閥聯(lián)鎖。避免由于汽化過快造成壓力過大的情況。并且可以準(zhǔn)確控制循環(huán)水溫在40℃以下。

（3）液氯通過汽化器后進入氯氣緩沖罐，在緩沖罐上方安裝安全閥，并且保持液氯鋼瓶至氯氣緩沖罐之間管道上的閥門一直處于開啟狀態(tài)。一旦發(fā)生氯氣壓力過大且壓力聯(lián)鎖系統(tǒng)無法響應(yīng)的情況下，安全閥可以及時泄壓，避免事故發(fā)生。一旦發(fā)生泄壓，安全閥排放的氯氣不應(yīng)排入大氣，應(yīng)引管至堿液池。

（4）液氯汽化器應(yīng)設(shè)置排污口，并定期分析污物（NCL3）含量。污物引至堿液池反應(yīng)，并在排污口處設(shè)置止回閥，防止堿液倒流到汽化器，引發(fā)事故。

（5）汽化器循環(huán)水選用的反應(yīng)釜的冷卻水回水及冷卻塔循環(huán)水。由于次氯酸鈉的合成是放熱反應(yīng)，其冷卻水回水的溫度一般在35℃～50℃之間。通過閥門控制，保持溫水水溫在40℃左右。即充分利用了熱能，也能保證循環(huán)水溫度不會過高。

4 結(jié)語

綜上所述，氯氣系統(tǒng)的設(shè)計以安全為主。盡管在設(shè)計上采取了較完善的安全措施，但是我們在思想上還應(yīng)高度重視，并建立相應(yīng)的安全管理制度。

［1］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).氯氣安全規(guī)程（GB11984-2008）［P］.

［2］中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).液氯泄漏的處理處置方法（HG/T 4684-2014［P］.

［3］中國氯堿工業(yè)協(xié)會.關(guān)于氯氣安全設(shè)施和應(yīng)急技術(shù)的指導(dǎo)意見［P］.

蔡麗雅 （1983-），女，浙江溫州人，漢族，工程師，本科，研究方向： 化工工藝。