張星華

(河北生特瑞工程設計有限公司，河北 石家莊 050011)

1 液氯的危險性質(zhì)

1.1 理化性質(zhì)

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。沸點-34.6℃，蒸汽相對密度2.49。有劇烈窒息性氣味，易溶于水和堿溶液。化學性質(zhì)非?；顫姡哂袕娧趸?，能與大多數(shù)金屬和非金屬發(fā)生化合反應。

1.2 危險特性[1-3]

氯氣在空氣中不燃。氯與氧的性質(zhì)類似，可燃物均可在氯氣中燃燒。氯氣可與易燃氣體或蒸汽形成爆炸性混合物。氯氣能與丙酮、乙醚、氨、天然氣、氫氣、烴類、金屬粉末等猛烈反應，甚至發(fā)生爆炸。濕氯可腐蝕多數(shù)金屬、非金屬物質(zhì)。氯氣刺激性極強，尤其對眼睛和呼吸系統(tǒng)作用明顯，可造成人體各種組織發(fā)生嚴重的炎癥，在肺中可發(fā)生淤血和水腫。

《危險化學品目錄》(2015版)將氯納入劇毒品；《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》規(guī)定空氣中的氯氣含量最高允許濃度(MAC)為1mg/m3；聯(lián)合國危險貨物運輸編號顯示其主要危險性為2.3類有毒氣體，次要危險性為5.1類氧化性物質(zhì)和第8類腐蝕性物質(zhì)；《建筑設計防火規(guī)范》將其火災危險性分類歸入乙類第5項，助燃氣體。

2 液氯使用過程中主要危險因素分析

2.1 中毒

液氯儲存設備、輸送管道以及使用設備處均可能發(fā)生泄漏。液氯如果出現(xiàn)泄漏，可迅速氣化轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)氯，1L液氯可氣化為463L的氯氣，體積迅速膨脹，泄漏的氣體沿著地面向周邊擴散，在很短的時間內(nèi)可形成半徑很大的有毒氣體危險區(qū)，引起較大范圍中毒事故。氯泄漏的原因有：管道、閥門、法蘭缺陷；管道材料選用不當，濕氯加速設備或管道腐蝕；密封墊片選用不當?shù)取?/p>

2.2 火災、爆炸

氯氣有氧化性，與氧氣類似，能夠助燃，可燃物如果遇到氯氣可發(fā)生燃燒，有可能發(fā)生火災事故。液氯儲存容器受日光照射、碰撞等易發(fā)生爆炸。

2.3 灼燙

氯氣對眼睛和呼吸系統(tǒng)的粘膜有極強的刺激性，使用液氯時如果出現(xiàn)泄漏，噴射到人體，可造成嚴重的灼傷。

3 安全對策措施

本項目的液氯貯存?zhèn)}庫擬存放3個1噸液氯鋼瓶，液氯氣化采用減壓氣化方法，三臺液氯鋼瓶分別置于磅秤上，通過管道連通鋼瓶和減壓裝置，液氯減壓到設定值后氣化，靠平衡壓力自動輸送至用氯點。由于項目所在地為南方，年平均氣溫在20℃以上，故不考慮采用單獨的氣化器進行加熱。

液氯倉庫存放3個液氯鋼瓶，并留有一臺裝卸周轉(zhuǎn)空位，占地面積32m2左右。液氯倉庫室外設置緊急氯氣吸收裝置，一旦發(fā)生泄漏事故，可將泄漏氣體送至氯氣吸收裝置進行堿液吸收、中和處理。

3.1 建筑

液氯屬于劇毒品，一旦發(fā)生泄漏事故，若應急處置不當，將會迅速擴散，引起周圍人員傷亡事故。設計時以盡可能減少氯氣泄漏到大氣為原則，因本項目占地面積較小，故考慮將液氯倉庫設計為密閉形式。倉庫為一層混凝土框架柱結(jié)構(gòu)，混凝土防氣體滲透墻，不設窗戶，最大限度防止氯氣泄漏至室外。倉庫設1扇門用于液氯鋼瓶運輸，另在不同方向設2扇門作為安全出口。

由于氯氣密度比空氣重，液氯鋼瓶更換過程中罐體瓶閥與氣化管道連接處為易泄漏點，故在瓶閥附近設置地溝，上設篦子板作為蓋板，可以有效收集漏氯。

3.2 給排水、消防

倉庫內(nèi)設置干粉滅火器和氯氣捕消器，并依托室外消火栓進行滅火。

室外的緊急氯氣吸收裝置設置防凍型安全噴淋洗眼器，保護半徑15米[4]。

吸收裝置設置圍堰，可收集吸收塔泄漏的堿液。圍堰考慮防腐防滲，內(nèi)設置集水坑和提升泵，將污水送至廠區(qū)污水處理站進行集中處理。

3.3 暖通

倉庫屋面上設置新風處理機組。用于正常狀態(tài)下的補風，設計正常換氣次數(shù)為4次；有人員進入倉庫時，設計換氣次數(shù)為10次；氯氣泄漏時，設計換氣次數(shù)為20次。機組排風至廠區(qū)煙囪或緊急氯氣吸收系統(tǒng)，兩者可以自動切換。機組維持室內(nèi)微負壓狀態(tài)，使得液氯泄漏時不擴散至室外，還可保持室內(nèi)溫度不低于26℃，從而保證液氯氣化速率。

倉庫底部設置通風管道，一側(cè)為補風管道，另一側(cè)為排風。事故狀態(tài)下，自動切換引風至緊急氯氣吸收系統(tǒng)。吸收系統(tǒng)設置緊急氯氣排風機，將泄漏的氯氣引至緊急氯氣洗滌塔，通過塔頂循環(huán)堿液噴淋吸收、中和處理后，廢氣進入廠區(qū)煙囪進行高處排放。

倉庫內(nèi)設置可移動式吸風管，在鋼瓶更換過程或檢修操作中設置局部強制通風，降低人員吸入氯氣的濃度。

3.4 設備

液氯鋼瓶屬于特種設備，為國家技術(shù)監(jiān)督總局頒發(fā)特種設備制造許可證的企業(yè)所生產(chǎn)，應遵守《氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。

液氯鋼瓶運輸嚴禁采用人工搬運，設計采用鋼絲繩起重機進行吊裝，起重量大于氣瓶重瓶時總重量的一倍以上[5]。起重機設置起升高度限位器、起重量限制器等安全裝置。

緊急氯氣洗滌塔的吸收能力按照1臺1噸液氯鋼瓶的最大泄漏速率進行設計。塔體采用耐腐蝕的玻璃鋼材質(zhì)，具有抗酸、耐老化特點；洗滌塔循環(huán)泵采用鋼襯四氟的無泄漏磁力泵。

3.5 工藝自控

液氯儲存及氣化系統(tǒng)正常生產(chǎn)時的安全設施設計如下：

(1)液氯鋼瓶置于磅秤上，可以遠程監(jiān)測和記錄鋼瓶重量變化；鋼瓶出口管線上設置緊急切斷閥。當液氯鋼瓶重量出現(xiàn)急劇變化時報警，提示操作人員有重大泄漏的可能；在重量達到設定下限時報警，并自動關(guān)閉出口切斷閥，打開備用鋼瓶出口切斷閥，進行切換，以保證鋼瓶內(nèi)的氯氣不被用完，留有余壓。

(2)液氯鋼瓶出口設置遠程壓力顯示。

(3)液氯通過自力式減壓閥降壓至所需壓力后，進入用氯設備。減壓閥前后設遠程壓力顯示。

(4)液氯輸送管線上設置流量計，在高流量時報警提醒操作人員可能自力式減壓閥失效等緊急狀況。

(5)液氯氣化系統(tǒng)設置氮氣吹掃設施，液氯鋼瓶與管道連接處為柔性連接，鋼瓶更換時需要斷開此連接，此時管道內(nèi)殘余的氯氣如果不進行置換，直接放空至大氣，容易造成操作人員中毒。因此，在連接管道上設置固定的氮氣吹掃置換管線，對液氯管道進行多次的氮氣循環(huán)加壓、抽真空等操作將管道中的余氯置換徹底，保證斷開連接時無氯氣泄漏，并且保證輸送系統(tǒng)不被雜質(zhì)氣體污染。氮氣吹掃置換的廢氣進入全廠的廢氣處理吸收裝置，避免直接放空對環(huán)境造成污染。

(6)液氯倉庫室內(nèi)設置壓力變送器和溫度變送器，監(jiān)測室內(nèi)的壓力和溫度。溫度變送器靠近液氯鋼瓶設置。

(7)氮氣吹掃連接管上設置了止回閥，防止液氯串入氮氣系統(tǒng)。

由于氯氣的劇毒性，設計還充分考慮了泄漏后的應急安全措施：

(1)在靠近液氯鋼瓶瓶閥處及地溝內(nèi)設置有毒氣體檢測探頭，高濃度時可在現(xiàn)場和控制室發(fā)出聲光報警。有毒氣體檢測系統(tǒng)按安全儀表系統(tǒng)進行管理，采用獨立設置[6]。

(2)氯氣緊急吸收系統(tǒng)與有毒氣體檢測系統(tǒng)聯(lián)鎖，當檢測到氯氣濃度超高時，聯(lián)鎖關(guān)閉液氯鋼瓶出口緊急切斷閥，啟動緊急氯氣排風機、緊急氯氣吸收塔循環(huán)泵，啟動氯氣吸收裝置。

(3)在倉庫外就近設置緊急停車系統(tǒng)的現(xiàn)場操作按鈕，可在氯氣泄漏的緊急狀況下迅速實現(xiàn)氯氣輸送系統(tǒng)的切斷、氯氣吸收系統(tǒng)的啟動。

3.6 其他安全措施

在處理泄漏事故時，應急處理人員佩戴正壓自給式呼吸器，穿好全封閉防化服；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)；在倉庫外設置應急救援器材儲存柜。

4 結(jié)語

液氯是一種高度危害的有毒介質(zhì)，具有腐蝕性，且為壓力儲存，一旦泄漏，往往引發(fā)重大的安全事故，造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，應在充分了解其理化性質(zhì)和危險特性的基礎上，吸取以往事故中的經(jīng)驗教訓，充分考慮各個方面的安全措施，從源頭上預防和減少有害因素，有效控制事故的發(fā)生，為企業(yè)生產(chǎn)提供安全保障。

[1] 中華人民共和國衛(wèi)生部.GBZ 2.1-2007,工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 第1部分:化學有害因素[S].北京：人民衛(wèi)生出版社，2007.

[2] 全國危險化學品管理標準化技術(shù)委員會(SAC/TC 251) .GB 12268-2012,危險貨物品名表[S].北京：中國標準出版社，2012.

[3] 中華人民共和國公安部.GB 50016-2014,建筑設計防火規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2015.

[4] 中華人民共和國衛(wèi)生部.GBZ 1-2010,工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準[S].北京：人民衛(wèi)生出版社，2010.

[5] 全國安全生產(chǎn)標準化技術(shù)委員會化學品安全分技術(shù)委員會(TC 288/SC 3).AQ 3014-2008, 液氯使用安全技術(shù)要求[S].北京：煤炭工業(yè)出版社，2009.

[6] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.GB 50493-2009石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2009.