氯气安全管理技术方案分析

2022-12-28辛占一

化工设计通讯 2022年11期

辛占一

（宝钛华神钛业有限公司，辽宁锦州 121000）

随着社会经济的持续发展，我国生产和使用氯气的企业数量也持续增加，但部分企业在生产和使用氯气时未制定较为全面的氯气安全管理技术方案，以至于氯气生产和使用中极易出现中毒、爆炸等安全事故。针对此种情况，应结合我国现行氯气安全规程内容，提出一种氯气安全管理技术方案，进而为后续氯气生产和使用企业的氯气安全管理提供参考。

1 氯气的物化性质及危险特性

氯气的物化性质及危险特性如表1所示。

表1 氯气的物化性质及危险特性

2 氯气安全管理技术方案

2.1 平面布置要求

氯气储存、使用场所应远离人员密集区域及场所，并且应布置在厂区内主导风向的下风侧区域。具体氯气使用和储存场所应形成独立生产区域，其生产装置、民用建筑之间最小间距控制在30m。针对液氯钢瓶、储罐的储存仓库和使用场所的防火间距应满足现行建筑设计防火规范要求和石油化工企业设计防火规范要求。

厂区氯气生产操作室应与氯气储存和使用场所相互隔离，并保持一定的防护距离，氯气生产和使用设备则应设置在便于实施操作室隔离、通风设施良好、有利于事故应急处理的区域，并且应确保生产和使用设备周边操作面和安全疏散通道可以符合氯气安全管理相关要求。液氯钢瓶储存过程中应采用横向卧放单层放置，空瓶则可采用双层放置，并且需设置有对应的固定措施，避免钢瓶出现滚动等安全隐患。同时，还需要为钢瓶储存区域留有一定的运输通道，方便液氯钢瓶的储运及使用。

2.2 储存使用场所安全要求

厂区内应根据氯气储运特点设置专用储存库，并将储存库进行封闭处理，所有液氯储罐和钢瓶均应放置在专用储存库中，并且对空瓶和重瓶进行分区存放。同时，专用储存库应远离火源、热源以及可燃物，所有人员进出时均应严格落实安全管理相关要求，避免将火源、热源以及可燃物带入储存库中，降低氯气储存安全风险。

专用储存库的库内温度及湿度应分别控制在30℃和80%以下，并且要求保障储存库的相对封闭性，周边设置围堰、收集槽、事故池、防渗漏层等配套设施，避免储存库中液氯泄漏后对周边环境造成严重污染。

氯气生产及使用厂房均应配置良好的自然通风和机械通风设施，若是某些区域自然通风效果较差，则应提高机械通风性能，保障厂房内通风效果，降低厂房空气中氯气含量。

2.3 事故预防设施及措施

氯气安全管理应以事前预防为主，事故控制为辅，所以事故预防是安全管理技术方案的核心所在，必须要给予高度重视。

氯气生产及使用场所周边应配置有风向标，操作人员及周边居民能够及时发现风向变化，避免因空气流通而引发的安全风险。同时，应为氯气生产及使用岗位配置有空气呼吸器、过滤式防毒面具等安全用品，并确保每个岗位配置两套及以上相关安全设施，确保事故发生时有着充足设备用于事故应急处置。

针对氯气刺激眼睛和呼吸系统等特点，应为氯气生产及使用岗位配置洗眼淋浴器与急救药品，为现场人员氯气中毒以后的应急处置提高药品及设施保障。同时，岗位上应配置专业堵漏设施及工具，促使在发现液氯泄漏以后可以及时对泄漏区域进行封堵处理，为事故应急处置争取更为良好的环境与时间。

氯气存储、使用关键区域应设置视频监控系统、智能识别系统以及有毒气体检测系统，其中有毒气体检测系统必须要满足《GB/T 50493—2019》相关要求。相关设施一方面用于对现场操作人员的操作流程规范进行监督管理；另一方面则用于自动发现氯气存储和使用中存在的异常数据，进而及时向相关安全管理人员进行告警提示，保障安全风险的及时发现和处理。另外，需要在厂区内设置紧急警报系统，确保在发生安全事故以后，厂区内部及周边区域群众能够进行紧急疏散，避免造成重大人员伤亡。

氯气供应场所与使用场所之间应设置多个隔离阀，确保在发生安全事故以后能够通过隔离阀对事故段进行紧急隔离，快速切断泄漏源。同时，钢瓶与氯气使用设备之间也需要设置止回阀和缓冲罐，避免氯气在使用过程中出现物理倒灌等情况。应定期检测承重衡器、膜片压力表、调节阀等设备设施，对其中问题设备设施进行及时处理。

液氯钢瓶内余氯不应完全用完，而是要确保钢瓶内留有0.1MPa压力，避免内部压力完全放空后其他化学物料对钢瓶造成污染。通常情况下，充装量为500/1 000kg的液氯钢瓶应留有5kg作业的余氯。液氯钢瓶应采用45℃以下的温水，不能直接采用蒸汽或者明火进行钢瓶加热。

企业应定期对所有压力容器、管道以及相关设施设备进行检验检修，发现问题设备应及时进行处理。压力容器具体应用过程中应将液氯的充装系数控制在1.25kg/L，并且液氯储存量应控制在压力容器容量的80%左右，不应存在过量充装等情况。同时，需要为液氯压力容器配置有空罐作为应急备用容量。

液氯充装管道应配置自控阀与磅秤连锁，实现液氯充装时到量后的阀门自动关闭以及超重报警效果。液氯钢瓶装卸应采用双制动行车，常用的双制动行车起重量为3t，所以可在保障液氯运输安全性的情况下，实现液氯快速运输。液氯储存、使用场所入口以及其他重点部位均应设置危险警告标识。

企业应定期对液氯储罐、缓冲罐、管路以及汽化器进行排污清洗及置换处理，避免各类设施中存在三氯化氮积聚情况，降低压力设施爆炸风险。同时，针对存在爆炸风险的氯气反应器等设施设置防爆膜、防爆罐等设施。

2.4 事故控制设施及措施

氯气生产使用过程中存在着较大的安全事故不可控性，所以即便是前期事故预防工作做得再好，仍然有概率发生安全事故。对此，应结合氯气生产使用特点，制定较为全面的事故控制设施及措施方案。

（1）针对氯气生产和使用中易出现泄漏区域应配置氯气捕消器，具体配置数量应能够满足现场应急处置与人员抢救需求。同时，应在液氯钢瓶使用和储存场所周边区域设置事故池，事故池建设标准尺寸应控制为3m×2m×2m。

（2）应在使用、储存场所中配置氯气浓度检测设备以及事故应急处理系统，并将设备与系统相关联，实现在发现空气中氯气浓度异常上升后系统自动告警。

（3）在液氯泄漏等安全事故发生以后，应及时切断液氯泄漏源头，并采用浓度为10%～15%的碱液对氯气进行吸收处理。此过程中所采用的碱液均来自于碱液高位槽，其会在氯气泄漏以后自动开启碱液出口阀，进而实现氯气的紧急吸取。另外，需要在厂房内部配置应急供电系统，实现厂房冗余供电，避免停电后厂房停摆的同时，也提高厂房的安全监控系统冗余运行能力。如果液氯储存量超过5t，则应严格落实《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》（中华人民共和国应急管理部令40号）相关要求，在仓库中设置独立的安全仪表系统（SIS），并与DCS系统（仪表控制系统）形成液氯存储双重保护机制，实现液氯储存的高效风险管控。

现阶段，常用的氯气安全事故应急处理系统主要分为喷淋管和吸收塔两大类。其中喷淋管是指在液氯钢瓶、储罐等储存设施上空区域配置碱液喷淋管，并在钢瓶和储罐周边区域设置围堰、收集槽等配套设施。在发现液氯泄漏以后，碱液通过喷淋管自动喷淋，进而达成氯气吸收，降低空气中氯气浓度的目的；吸收塔则是指在专业储存仓库附近区域设置吸收塔处理设施，并将处理设施与氯气泄漏区域相连，在监测到储存仓库内存在氯气泄漏后，系统自动启动，将氯气抽到吸收塔中进行处理。

根据吸收塔进气管路的差异，可将吸收塔分为固定式吸收塔和移动式吸收塔两大类。其中固定式吸收塔将进气管敷设在专用储存库存的地沟内或者侧墙上，在发生氯气泄漏情况后，可将定点区域内的氯气吸取到吸收塔内部；移动式吸收塔则是在液氯钢瓶、液氯储罐以及液氯泵等易出现泄漏设施区域附近设置进气软管，并将软管与吸收塔的固定进气管相连处配置蝶阀，相较于固定进气管来说，软管可进行移动操作，更有利实现氯气泄漏部位的针对性抽吸，提高氯气吸收效率及效果，避免氯气扩散。

2.5 应急救援设施及措施

在发生氯气安全事故以后，区域内人员应立即撤离污染区域至上风口处，并对氯气泄漏区域进行紧急隔离处理。通常情况下，氯气泄漏隔离距离应根据泄漏情况进行合理设置，如小泄漏时将隔离距离控制在150m以上，大泄漏时则应将隔离距离控制在450m以上。

现场抢修和抢救人员均应佩戴空气呼吸器、穿着橡胶防毒衣，具体抢修和抢救过程中可利用现场氯气事故处理装置降低现场氯气浓度，为现场抢修和抢救争取更多的时间。

针对氯气中毒人员，应及时将中毒者移出事故现场，并及时让中毒者依次嗅吸酒精和水蒸气，让其平躺在空气流通区域，有条件的还可以为中毒者及时进行吸氧。若是发现中度及以上中毒者，应及时将其送至医院进行急救处理。

2.6 其他安全设施及措施

氯气生产及使用场所中所储存的液氯存量应控制在7d使用总量以内，所有充装液氯的重瓶的存放期应控制在3个月以内，具体氯气使用尽可能遵循先后原则。液氯在运抵生产使用场所前，应对液氯充装情况进行复检，确认液氮钢瓶和储罐的安全性以及附件全面性，若是发现超装、泄漏、附件不全等情况，应及时进行隔离处理。

液氯的充装压力应控制在1.1MPa以内，并且实际充装中若是采用压缩空气充装，则应将压缩空气的含水率控制在0.01%以上；若是采用液氯汽化器进行充装，则应采用45℃以下热水加热汽化器；若是采用液下泵充装，则应确保充装时有充足干燥空气或者氮气作为安全密封保障。

在实施液氯设备及管道检修时，必须要对物料来源以及周边设备电源进行切断处理，然后对设备及管道进行泄压、放料以及气体置换，对设备及管道中的气体取样检测后方可进行检修操作。同时，检修时还需配置专业人员进行监护管理，避免因误操作所引发的安全事故问题。

所有接触氯气生产、使用、运输、储存的工作人员均需要经过全面培训，考取相应的特种作业资格证书后持证上岗，并为保障氯气安全管理相关要求的落实效果，还应构建安全管理责任机制，将安全管理与工作人员的自身责任相挂钩，对其中安全管理落实较好的工作人员给予奖励，反之则给予处罚，保障安全管理责任机制的落实成效。最后，还应定期开展氯气安全管理应急事故演习，进一步增强工作人员的应急事故应对能力