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險的分析，基于本質(zhì)安全設(shè)計、事故預防優(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)安全風險，預防了安全事故發(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，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險分析。

1　漏氯安全風險分析

1.1可能導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。定性安全風險主要有：

1）氯氣屬于危險化學品，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，當禁忌物品混放時，若發(fā)生意外泄漏后，會造成火災、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，含氯的酸性氣體被堿液吸收，反應原理為：

2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O。

反應后的堿吸收液經(jīng)過再生后又與含氯的酸性氣體反應，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，反應后尾氣回流，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，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速度快，吸收效率為99%以上。

4）裝置運行實現(xiàn)自動化，可應付各種突發(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風向標

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

3　液氯鋼瓶泄漏應急措施

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致泄漏氯氣擴散至液氯倉庫外。根據(jù)風向標測定的風向和風速，判定擴散的方向和速度，并對泄漏下風向的擴散區(qū)域進行監(jiān)測，監(jiān)測情況及時向應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、上風向撤離至安全區(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、配置應急搶修器材和防護器材、制定液氯泄漏應急處理措施和應急預案等一系列的安全設(shè)施設(shè)計，可有效預防和防止漏氯事故造成人員中毒、環(huán)境污染的風險。

［1］ 危險化學品名錄（2015）.

［2］ 蔣軍成，郭振龍，工業(yè)裝置安全衛(wèi)生預評價方法［M］.北京：化學工業(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。