氯氣生產儲存危險性范文
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1.1氯氣(液氯)中毒
在液氯工段如果發生爆炸泄漏,則可造成氯氣外逸導致現場人員中毒事故的發生。導致這一事故發生的原因主要有:氯氣含水分過高導致設備及管道腐蝕;三氯化氮的富集;液氯蒸發器內溫度、壓力過高等生產系統失控;尾氣處理系統發生事故;設備結構材質選擇不當;機械設備密封不嚴;監控系統失控;操作失誤;維修不及時等等。中毒是整個生產裝置中最大的危險有害因素。
1.2火災和爆炸
(1)電解槽的爆炸危險。在電解裝置中,飽和食鹽水通過直流電電解,產生氫氣和氯氣。如果出現異常情況,空氣或氧氣與氫氣相混合達到爆炸極限,電解槽可能發生火災爆炸。同時又由于裝置中存在劇毒的氯氣一旦發生火災爆炸則可能會連帶發生有毒氣體的泄漏,后果將更加嚴重。
(2)管道輸送系統爆炸危險。氯氣總管含氫量大于0.5%,氯氣液化后尾氣含氫量大于4%,都有發生爆炸事故的可能。氫氣管道出現負壓,空氣漏入,形成爆炸性混合氣體。此外在液氯工段,由于三氯化氮的富集,也存在發生爆炸的危險。
(3)氯氣液化和灌裝的爆炸危險。氯氣在液化時,由于氫氣在氯氣液化時的壓力和溫度下仍為氣態,隨著氯氣液化量的增加,氫氣在剩余中的含量隨氯氣液化量就相對增加,極易構成爆炸性混合物。
(4)氯氣儲存的爆炸危險。氯氣儲存設備在氯氣干燥的條件下不會發生腐蝕,但是在含水量超過50ppm后,氯氣就能夠與水作用生成酸,對鋼瓶或容器進行腐蝕,使儲存設備穿孔,導致泄漏爆炸事故;同時產生氫氣,使氯氣的濃度進入爆炸極限范圍;酸性條件下,三氯化氮極為活潑,易發生爆炸。
(5)三氯化氮爆炸危險。NCl3是一種比氯有更強氧化性的氧化劑,在空氣中易揮發,不穩定,純的三氯化氮和橡膠、油類等有機物相遇,可發生強烈反應。如果在日光照射或碰撞“能”的影響下,更易爆炸。
(6)工藝中存在的引爆源。電解工藝過程使用大電流,如果電氣線路接觸不良,絕緣達不到要求,極易產生電火花成為引火源。例如,電解槽槽體接地處產生的電火花;排放堿液管道的對地絕緣不良產生的放電火花;斷電器因結鹽、結堿漏電產生的電火花及氫氣管道系統漏電產生電位差而發生的電火花;電解槽內部構件間由于較大電位差或兩極之間的距離縮小而發生放電火花。此外,存在雷擊放空管引起氫氣燃燒等其它引火源等。
2安全對策措施
2.1防毒措施
重點應集中在現場氯跑、冒、滴、漏以及事故(含未遂事故)氯處理系統。(1)培訓職工學會氯中毒的自我保護及互救知識。(2)不符合設計規范要求和有質量缺陷的設備(含管件閥門)嚴禁用于生產。(3)應在電解、氯氣干燥、液化、充裝崗位合理布點安裝氯氣監測報警儀,現場要通風良好,備有氯吸收池(10%液堿池)、眼和皮膚水噴淋設施、送風式或自給式呼吸器以及急救箱,配置規定數量的過濾式防毒面具或空氣呼吸器。(4)大型氯堿企業最好增設事故氯處理系統,將氯總管、液氯貯罐及其安全閥通過緩沖罐與可以吸收氯的液堿噴淋塔相連,緊急狀況下可自動啟動,平時可以起到平衡氯總管壓力等安全生產控制作用。該系統可以實現遠程計算機管理和控制。
2.2防火防爆措施
(1)設置安全設施和安全裝置。
在設計和建設時,應該嚴格按照有關規范標準設置安全消防防護措施。對處理易燃、易爆危險性物料的設備應有壓力釋放設施,包括安全閥、釋放閥、壓力控制閥等,一旦超壓,可把危險物料泄放到安全的地方;對盛裝氯氣、氫氣、氨氣及氯化氫的設備和輸送管道系統設計在線自動監測儀表;對可能逸出氯氣、氫氣、氮氧化物、氨氣及氯化氫等作業場所設計氣體監測、報警和連鎖系統;設計集中正壓通風控制室,必須保證通風空氣不受污染,空氣吸氣口設計以活性炭或其他吸附劑為過濾介質的過濾器等等防護措施。①設置報警連鎖裝置。通過報警連鎖裝置的設置,將系統各處氯氣壓力、氫氣壓力、槽電壓、人槽鹽水總管壓力、氯氣透平壓縮機的氯氣流量、突然停止交流或直流供電以及重要機械的停機信息輸入自動報警連鎖系統,一旦上述指標(或狀態)失控,連鎖動作,使裝置各部機器、設備、各控制閥門都處于安全狀態。②電解系統的氯氣總管應設置壓力密封槽(正壓安全水封),以便在非常狀態下,氯氣直接排入事故氯氣處理裝置。③在采用氯氣透平壓縮機現場,電解系統氯氣總管應設置氯氣壓密封槽(負壓安全水封),在非正常狀態下,可自動吸入空氣,防止產生大的負壓。④電解系統設置的事故氯氣處理系統,必須配置兩路獨立的動力電源互相切換使用。⑤在氯氣干燥塔出口安裝水分在線分析儀,控制水分超標時的氯氣不得進入壓縮機房。⑥氯氣透平壓縮機工藝配管必須設置防喘振回路,防喘振工況指標(壓力、流量)必須輸入連鎖信號。
(2)建筑防爆要求。
電解工段建筑應符合防爆要求。廠房應為
一、二級耐火等級建筑,泄壓面積應超過0.2m2;廠房必須有良好的通風;不得采取折板式屋蓋和槽形屋蓋,以免積聚氫氣。氫氣處理間、壓縮間、氯氣處理間與電解間宜用防火墻分隔,墻上開洞應采取封堵措施。有些工藝設備如氫氣冷卻、鹽水精制、氯氣液化、液氯貯槽等,可采取半露天布置,以減小火災爆炸的危險性。①防止泄漏引起爆炸。設備和管道應保持嚴密。由于氯氣有腐蝕性,管道、設備要經常維修,發現故障及時修理或調換。出現泄漏情況時,要有堵漏和切斷氣源的措施。②防止電解槽爆炸。鹽水中鐵、鈣、鎂和硫酸根離子等有害雜質要進行脫除。生產中應盡可能采用鹽水純度自動分析裝置,觀察鹽水成分變化。陰極網上的隔膜應定期檢修。隔膜應無脫落和附著不均勻的現象,電解槽中鹽水液位應高出隔膜頂端。液位的觀察和控制可用轉子流量計或液位計。電解槽和解汞室的溫度需加以控制。電解槽的溫度宜控制在85℃-95℃,減少氯氣在陽極液的溶解度,減少副反應。解汞室的水溫應保持接近95℃,解汞后汞的含量鈉量宜低于0.01%,一般每班應對含鈉量作一次分析。如果發現單槽中氯內含氫量升高到1%以上,可采取加高鹽水液面或拆開氫氣斷電器,使氫氣從斷電器處排空等措施。為防止氯、氫氣在電解槽中混合,應安裝氯、氫總管的壓力自動調節裝置,當壓力升高時,可自動關閉氫氣回流閥門,加氯氣和氫氣的抽力;安裝氯、氫壓縮機的電動機與整流室的連鎖裝置,以便在電解槽直流電突然斷電時,能自動切斷壓縮機的電動機,并在電動機停轉時能自動切斷電解槽的直流電源,同時向電解廠房、壓縮機房、電解生產的中央控制臺以及整流室發出信號;安裝與氯、氫總管相連的水封系統,將氯氣由水封排入事故處理裝置,而將氫氣放空;在氫氣冷卻和壓送工段安裝水封,以便當氫氣壓縮機的電動機停止運轉而電解槽仍繼續工作時將氫氣放空;氫氣放空管道應裝有阻火器,并通入蒸汽或氮氣。管道輸送系統的防爆要求:電解初期,氫氣系統的氫氣應排空,當氫氣系統的氫氣濃度達98%以上時,才能輸入后續系統。氫氣輸送管道要防止出現負壓,進入空氣,形成爆炸性混合物。定期分析氯氣中含氫量和氫氣中含氧量。要求氯氣總管中氫含量在0.5%以下,若含量過高,應及時采取措施,如用惰性氣體沖淡、停車檢修等。
(3)氯氣液化和灌裝的防爆要求。
①氯氣液化應按氯氣中含氫量來決定,防止殘存的氯氣中的氫含量增加而發生危險。液氯廢氣在正常情況下應控制在3.5%以下,若含氫量過高,應用氮氣或其他惰性氣體沖淡,或用干燥的壓縮空氣稀釋,降低到安全允許范圍。②液氯鋼瓶在充裝環節要嚴格按照《氣瓶安全監察規程》規定充裝;嚴格掌握液氯鋼瓶的充裝系數≤1.25kg/L,灌裝液氯前,應對氣瓶認真檢查,瓶內不得混有有機物,不得有鐵銹等金屬粉末。瓶內必須留有0.05MPa的余壓,以避免有水或液態化學物品吸入瓶內造成腐蝕或反應爆炸。液氯鋼瓶充裝時,瓶內要留出一定的氣相空間,不得超量充裝。為了防止充裝過量,充裝后應認真填寫充裝記錄。充裝后嚴格執行復驗制度,發現超量充裝要立即處理。
(4)氯氣儲存的防爆要求。
儲存液氯鋼瓶的倉庫應符合《建筑設計防火規范》GBJ16—2006中有關規定,庫房結構能使逸出氣體不滯留在室內,通風效果良好,室溫不超過40℃,嚴禁露天堆放;液氯鋼瓶入庫前要檢查是否漏氣,安全附件是否齊全,確認無泄漏和附件完整后才可入庫。液氯鋼瓶不得接觸高溫、明火,防止陽光直射。液氯應與可燃物、有機物或其他易氧化物質隔離,與乙炔、氨、氫氣、烴類、乙醚、松節油、金屬粉末等隔離。搬運時要帶好鋼瓶的安全帽及防震橡膠圈,避免滾動和撞擊,防止容器受損。嚴禁用火、熱水或蒸汽加熱汽化使用。儲存容器中液氯的含水量應該控制在500ppm內,防止生成酸,造成危害。
(5)預防三氯化氮爆炸。
為防止三氯化氮大量形成和積蓄,必須嚴格控制精鹽水總銨量低于4mg/L,氯氣干燥工序所用冷卻水不含銨,液氯中三氯化氮含量低于50×10-6,與液氯有關的設備應定時排污且排污液內三氯化氮含量必須低于60g/L,否則應采取緊急處理措施,有條件的企業最好增設三氯化氮破壞裝置。
(6)控制和消除引爆源。
生產中應盡量消除電氣火花引燃源,避免進行可能產生火花的作業。電解槽食鹽水入口處和堿液出槽處、氫氣系統與電解槽的陰極箱之間也應有可靠電氣絕緣,整個氫氣系統應有良好接地。氯、氫輸送設備和管線保持良好的接地,接地電阻應小于100Ω,防止靜電積蓄引爆。廠房應有防雷設施,氫氣放空管的避雷針保護應高出管頂3m以上。