液氯貯存及汽化系統的安全設計探討

蔡麗雅 徐文明 李艷 陳格（溫州市工業設計院， 浙江 溫州 325000）

液氯貯存及汽化系統的安全設計探討

蔡麗雅 徐文明 李艷 陳格
（溫州市工業設計院， 浙江 溫州 325000）

根據工程實例，從安全的角度對液氯儲存的安全設施設計進行探討，從工藝流程及自動控制技術方面分析液氯汽化單元，推薦人性化設計。

液氯儲存；汽化器；安全設計

0 引言

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，相對密度（空氣=1）為2.48。有劇烈窒息性氣味，溶于水和堿溶液，屬于劇毒品，并具有強氧化性和腐蝕性，空氣中氯氣含量最高允許濃度為1ppm。

在工程設計中必須嚴格按照有關條例、法規對液氯的使用、生產、貯存等方面進行設計，設置相應的安全設施。

1 工程實例

10萬噸/年次氯酸鈉裝置年需液氯8820噸，年操作時間為310天，液氯貯存時間按2天考慮，則該生產裝置需存放1噸的液氯鋼瓶56個。次氯酸鈉生產所使用的氯氣都是通過液氯汽化得到，液氯汽化器是連接液氯貯存與使用的關鍵設備，故該生產裝置還應設置液氯汽化系統。

2 液氯倉庫安全設計

液氯倉庫占地面積260m2左右，鋼瓶存放高度為2層，倉庫內分實瓶區和空瓶區。占地面積分別為150m2和80m2。

2.1 設計構思

根據液氯的特性以及《氯氣安全規程》、《建筑設計防火規范》、《工業企業設計衛生標準》、《液氯泄漏的處理處置方法》等國家規定的要求進行設計構思。

（1）考慮到氯氣屬于劇毒品且儲存量較大，一旦發生泄漏事故，將發生人員傷亡事故。設計時以盡可能減少氯氣泄漏到大氣為原則，故考慮將液氯倉庫設計為密閉形式。但做為液氯倉庫同時還應滿足陰涼通風的要求，庫溫不超過30℃。

（2）液氯倉庫應設置液堿池及廢氣吸收裝置等泄漏應急安全措施。一旦發生泄漏事故，一方面要盡快切斷泄漏源，防止氯氣擴散至周邊人員密集場所；另一方面盡可能用管道將泄漏氣體送至廢氣吸收裝置進行吸收、中和處理。

（3）液氯倉庫應配置相應的消防器材及勞動安全衛生設施。當液氯倉庫發生泄漏或火災時，搶險人員應佩戴呼吸防護用具、穿化學防護服，在上風處滅火。滅火劑可選用水或泡沫，不應使用干粉、二氧化碳或鹵代烷哈龍滅火劑撲救。液氯倉庫周圍還應設置淋浴洗眼裝置。

2.2 安全設施設計分析

根據液氯倉庫的設計構思，各專業配置相應的安全設施。

（1） 土建專業

①倉庫為一層混凝土框架柱結構，輕鋼屋面。

②倉庫設2扇電動卷簾門用于運輸液氯鋼瓶，設2扇防火門作為安全出口。

③倉庫內設一座堿液池，可容納一個液氯鋼瓶。

④倉庫設一條0.3m深的地溝用于收集泄漏的氯氣。

⑤窗戶應為固定窗，防止泄漏的氯氣通過窗戶擴散。

（2） 暖通專業

①倉庫設置高位安裝的軸流風機，用于正常狀態下的通風。

②倉庫外設置一套漏氯吸收裝置，通過風管連接倉庫的地溝。

（3） 自控專業

①設置有毒氣體檢測探頭。

②電動卷簾門、軸流風機、漏氯吸收裝置均與有毒氣體檢測探頭聯鎖。當檢測到氯氣泄漏時，電動卷簾門關閉，軸流風機停止運行，漏氯吸收裝置開啟。

（4） 給排水專業

①倉庫屋面設置夏季噴淋裝置，防止庫溫過高。

②倉庫設置應急沖洗裝置和洗眼裝置。

③設置消火栓、泡沫滅火器、氯氣捕消器和防護用品。

2.3 設計特點

（1）液氯倉庫采用密閉式設計，當氯氣一旦發生泄漏，可通過風管將泄漏的氯送至漏氯吸收裝置處理，避免氯氣直接排放大氣，造成環境污染和對周邊人群的傷害。

（2）由于氯氣比空氣重，會在地勢低洼處聚集，倉庫采用地溝的形式布置風管，上設塑料篦子板作為蓋板，可以有效的收集漏氯，且避免影響地面操作。

（3）將漏氯吸收裝置設置在倉庫外，且設有自動報警系統。當檢測到氯氣泄漏時，發出警報，操作人員撤離出庫房外，并在安全距離范圍內監視漏氯吸收裝置是否正常運行。

（4）倉庫軸流風機設置在高位，既可以有效的對倉庫進行通風，也可以防止泄漏的氯氣從風機洞口擴散。

3 液氯汽化系統安全設計

液氯汽化系統設置在汽化間，根據產量要求，汽化間布置6只液氯鋼瓶，汽化間的土建、暖通、給排水設計參照上述液氯倉庫設置。

3.1 工藝流程

液氯鋼瓶置于磅秤上，液相氯靠自身平衡壓力自動進入汽化器盤管的底部，汽化器盤管外通入循環水，調節水量以保持恒定的氯氣壓力，氣相氯通過氯氣緩沖罐后供后續工段使用，如圖1所示。

3.2 工藝與自控安全設計分析

由于氯氣的劇毒性，液氯汽化系統充分考慮了泄漏后的應急安全措施。

圖1 液氯汽化系統流程圖

（1）液氯鋼瓶置于磅秤上，并將磅秤與鋼瓶口的緊急切斷閥聯鎖。當鋼瓶重量小于455kg時，自動關閉緊急切斷閥。這樣設計，不但可以隨時監測和記錄氯氣的使用情況，還可以保證鋼瓶內的氯氣不被用完，留有余壓。

（2）液氯汽化器上設有溫度、壓力報警指示，并且氯氣壓力與循環水進管閥門、鋼瓶出口的緊急切斷閥聯鎖。避免由于汽化過快造成壓力過大的情況。并且可以準確控制循環水溫在40℃以下。

（3）液氯通過汽化器后進入氯氣緩沖罐，在緩沖罐上方安裝安全閥，并且保持液氯鋼瓶至氯氣緩沖罐之間管道上的閥門一直處于開啟狀態。一旦發生氯氣壓力過大且壓力聯鎖系統無法響應的情況下，安全閥可以及時泄壓，避免事故發生。一旦發生泄壓，安全閥排放的氯氣不應排入大氣，應引管至堿液池。

（4）液氯汽化器應設置排污口，并定期分析污物（NCL3）含量。污物引至堿液池反應，并在排污口處設置止回閥，防止堿液倒流到汽化器，引發事故。

（5）汽化器循環水選用的反應釜的冷卻水回水及冷卻塔循環水。由于次氯酸鈉的合成是放熱反應，其冷卻水回水的溫度一般在35℃～50℃之間。通過閥門控制，保持溫水水溫在40℃左右。即充分利用了熱能，也能保證循環水溫度不會過高。

4 結語

綜上所述，氯氣系統的設計以安全為主。盡管在設計上采取了較完善的安全措施，但是我們在思想上還應高度重視，并建立相應的安全管理制度。

［1］中華人民共和國國家標準.氯氣安全規程（GB11984-2008）［P］.

［2］中華人民共和國化工行業標準.液氯泄漏的處理處置方法（HG/T 4684-2014［P］.

［3］中國氯堿工業協會.關于氯氣安全設施和應急技術的指導意見［P］.

蔡麗雅 （1983-），女，浙江溫州人，漢族，工程師，本科，研究方向： 化工工藝。