液氯仓库中液氯钢瓶漏氯安全风险分析

沈长万（昆明兰德设计有限公司， 云南 昆明 650041）

液氯仓库中液氯钢瓶漏氯安全风险分析

沈长万
（昆明兰德设计有限公司， 云南 昆明 650041）

通过对液氯仓库中液氯钢瓶漏氯风险的分析，基于本质安全设计、事故预防优先、可靠性优先的原则，对液氯钢瓶漏氯事故进行了安全设施设计，减少和控制建设项目里液氯储存中液氯钢瓶泄漏的危险和有害因素，降低了生产安全风险，预防了安全事故发生，保障了生命财产环境的安全。

液氯；液氯仓库；氯气泄漏； 安全生产； 防泄漏安全设施

0 引言

液氯是工业中重要的化工原料之一，是给排水处理工序中最常用的消毒剂，同时它也是一种剧毒气体，在储存、使用过程中由于操作不当，设备、管道泄漏等原因，常有氯气逸出污染环境，危害生命，损害财产。多年来，发生液氯泄漏事故造成人员伤亡事故的数量和经济损失触目惊心，这使得在液氯储存过程中，针对液氯的特性采取可靠的安全措施，防止钢瓶漏氯造成重大事故十分重要。本文以某造纸厂液氯仓库为例，对库内液氯钢瓶进行漏氯安全风险分析。

1　漏氯安全风险分析

1.1可能导致漏氯事故的危险源

存在漏氯事故的危险源为液氯钢瓶及其易熔塞、瓶阀等附件。存在场所为厂区液氯仓库。

1.2漏氯安全风险程度定性分析

液氯泄漏后迅速挥发成氯气，是一种强烈的刺激性气体，根据危险化学品名录氯气属于剧毒品［1］。液氯泄漏所致中毒是常见的重大事故，经常造成严重的人员伤亡和经济损失。定性安全风险主要有：

1）氯气属于危险化学品，第2.3类有毒气体。容器泄漏时，有毒气体在空气迅速扩散，并在空气中生成具有强腐蚀、刺激性的酸气体，人接触后对眼睛、皮肤、呼吸道器官有严重的损伤，长期接触对牙齿、支气管等组织也会造成影响。

2）液氯具有氧化性，当禁忌物品混放时，若发生意外泄漏后，会造成火灾、爆炸、中毒窒息事故。

3）液氯对环境有严重危害，对水体会造成破坏性的污染。

1.3漏氯安全风险程度定量分析［2］

以液氯仓库内同一时间仅1个钢瓶发生液氯泄漏来定量进行安全风险分析。液氯的比热C为0.96kJ/kg℃，贮槽破裂前的环境温度取20℃，液氯的沸点为-34.5℃，钢瓶中液氯按1 000kg计，液氯的汽化热q为289kJ/kg，在液氯搬运作业中液氯钢瓶意外破损时，瓶内压力骤降至作业点大气压，钢瓶处于过热状态，液氯温度迅速降至标准沸点，放出的热量为Q。

Q =1000×0.96×64.5=61920 kJ

假设这些热量全部用于贮槽内液氯的蒸发，液氯的汽化热为2.89×102（kJ/kg），则其蒸发量W＇为：

液氯的分子量M为70.91，在沸点下蒸发蒸汽的体积V（m3）为：

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

根据氯气的危险浓度，推算出发生泄漏事故时会对人的生命造成危害的安全距离。

根据表1可知，氯在空气中的浓度达到0.09%时，人吸入5～l0分钟即可致死，即0.09%为氯的危险浓度。模拟计算中蒸发体积为V的氯气可以产生的令人致死的有毒空气体积为：

假设这些有毒空气以半球形向地面扩散，则可根据下列公式求出该有毒气体的扩散半径：

通过定量计算分析，漏氯点31.54m范围内的人员在5～10min内可因吸入氯气而死亡；漏氯点82.6～93m内的人员在0.5～1h内可因吸入氯气而死亡。液氯钢瓶发生破裂后会在喷口发生急剧蒸发，蒸发形成的有毒氯蒸气，在空气中形成的气溶胶，气溶胶漂移、扩散后的酸性雾滴直接影响作业区域内的工作人员，若大量液氯泄漏后会造成人员伤亡和环境污染。

表1 氯气的危险浓度表

表2 有毒气体监测报警设施一览表

2　防止漏氯事故安全设施

2.1密闭设施

液氯仓库采用排架结构、钢筋混凝土屋面，进行全密闭设计，仓库门采用电动卷帘门，窗户设置为密闭采光窗。

2.2检测报警仪设施

为了预防漏氯造成工作人员进入液氯仓库吸入中毒，并根据GB11984［3］设置氯气泄漏检测报警仪。根据GB50493的规定［4］，在液氯仓库24h值班室内设置气体浓度报警控制器，安装高度底面距地1.5m，见表2。液氯仓库内空、实瓶区设置检测探头安装高度距地0.3m，一级报警值设定为1mg/m3，二级报警值设定为2mg/m3。

2.3应急抢修和防护器材

在液氯仓库值班室事故柜内配置漏氯处理应急抢修器材和防护器材。

2.4漏氯吸收处理装置

由于碱液池处理法、石灰池处理法、水喷淋处理法、碱液塔处理法、捕消器方式等处理漏氯方法效果及事故处理能力均不理想，无法有效处理漏氯事故。

液氯仓库漏氯吸收本文采用的是气液吸收塔处理法，即碱液塔处理法，当储存仓库内意外事故发生时，安装在液氯储存仓库内的有毒气体检测器会自动报警，并连锁处置泄漏事故的控制箱，控制箱自动启动吸收装置，排毒风机将泄漏在仓库内的含氯的酸性气体吸入1#碱液塔吸收塔，酸性气体吸入碱液后由耐酸泵送到反应塔中，此时，含氯的酸性气体由下向上流动，NaOH吸收液从上向下喷淋，通过酸碱中和反应，含氯的酸性气体被碱液吸收，反应原理为：

2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O。

反应后的碱吸收液经过再生后又与含氯的酸性气体反应，不断循环使用。未被完全吸收的含氯的酸性气体经过2#碱液塔吸收塔再进行吸收反应，反应后尾气回流，再进行二次吸收，从而构成一个闭路循环系统，直至泄漏的含氯的酸性气体完全反应，使库区及库区周边的大气环境不受污染，达到处理漏氯事故的目的。

图1 液氯仓库漏氯吸收处理工艺流程示意图

该漏氯处理工艺有以下特点：

1）各主要部件采用特种工业玻璃钢材料，具有抗酸、防雪、防霜冻、耐老化等特点，因此全套设备可以露天安放。

2）由双塔组成，能对泄漏出的氯气进行两级吸收、双重处理，塔内设有环状喷液器和鲍尔环接触层，使气液有充分的接触时间和接触表面积，反应更彻底，吸收效果达到最佳。后一级塔还有特制的气液分离装置，通过离心分离原理，有效去除回流尾气中的水雾成分，最大限度保护车间的设备。

3）碱性吸收液与含氯的酸性气体反应速度快，吸收效率为99%以上。

4）装置运行实现自动化，可应付各种突发性泄氯事故；设备对处理完后的尾气不向大气排放，不对环境造成任何污染。

2.5风向标

在液氯仓库屋顶或厂区建筑物最高处设置风向标，风向标灵敏有效，并将方向和风速情况输入致值班室内。

3　液氯钢瓶泄漏应急措施

3.1瓶阀密封填料泄漏处置

瓶阀密封填料处泄漏时，拧紧压紧螺帽；瓶阀出口泄漏时，关紧瓶阀，若瓶阀损坏，采用铜六角螺帽封闭瓶阀口。

3.2瓶体泄漏处置

转动液氯钢瓶，找到瓶体泄漏点，将泄漏点朝上，使泄漏部位的氯处于气态空间。瓶体泄漏点为孔洞性状，则采用竹签、木塞、止漏器进行堵漏处理，堵漏器材要紧固，防止脱落；若是瓶体焊缝泄漏，则采用抱箍衬橡胶垫片进行堵漏处理。若处理无效，工作人员迅速撤离液氯仓库，采用气液吸收塔循环吸收含氯的酸性气体。

3.3隔离措施

若漏氯吸收装置失效导致泄漏氯气扩散至液氯仓库外。根据风向标测定的风向和风速，判定扩散的方向和速度，并对泄漏下风向的扩散区域进行监测，监测情况及时向应急救援小组办公室报告，根据指挥部的决定，通知扩散区域内的职工从侧风、上风向撤离至安全区域，同时要求他们穿戴有效的防毒面具和服装，做好个体防护。

根据检测浓度情况，将周边可能产生威胁的范围内的人员疏散至安全位置。隔离范围600m，隔离直至氯气浓度降至安全范围，下风向疏散范围要求白天3 500m，夜晚8 000m。

3.4其他措施

1）在处理泄漏事故时，应急处理人员佩戴正压自给式空气呼吸器，穿好全封闭防化服，若液体泄漏时应采取防冻伤技术。

2）采用便携式氯气浓度检测仪检测到会产生重伤或致死半径的浓度区域内，要拉警戒线，无关人员不得入内。

3）泄漏液氯已扩散形成毒气云团，采用厂区室外消火栓，喷雾状水进行稀释或改变有毒蒸汽云的流向、扩散速度，赢得紧急疏散职工的时间，按“疏散救人、规定区域、有序处置、确保安全”的原则，采取有效的安全防护以及应急救援程序，以策安全。

4　结束语

本文通过定性和定量方法对液氯仓库中液氯钢瓶泄漏存在的风险进行分析。按相关规范要求，对液氯仓库采取密闭化设计、配置氯气浓度检测报警装置、漏氯处理装置、配置应急抢修器材和防护器材、制定液氯泄漏应急处理措施和应急预案等一系列的安全设施设计，可有效预防和防止漏氯事故造成人员中毒、环境污染的风险。

［1］ 危险化学品名录（2015）.

［2］ 蒋军成，郭振龙，工业装置安全卫生预评价方法［M］.北京：化学工业出版，2003.

［3］ 《氯气安全规程》（GB11984-2008）.

［4］ 《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》（GB50493—2009）.

TQ086.51

A

1004-1168（2015）03-0063-04

2015-3-30

沈长万（1985-），男，助理工程师，云南镇雄人，从事专业为化工设计。