《化工企业氯气安全技术规范》(GB 11984-2024)2025年8月1日实施,许多涉氯企业都按此规范进行核对并进行了相应改造,但在实际检查中,仍存在一些需要完善的问题。如企业未对需要处理的含氯气体进行分类,并按照分类情况进行相应的吸收设施的对应设计。存在无法应对各种事故氯吸收处置场景。
一、涉氯企业生产及储存中排放含氯气体的分类
涉氯企业生产及储存中排放的含氯气体可分为三种:
1、正常生产的工艺排放;
2、正常生产的工艺事故排放;
3、设备及管道的泄漏事故排放。
表一涉氯企业需处理含氯排放的分类一览表
序号 | 含氯气体来源分类 | 频率 | 含氯浓度 | 气量 | 去向 |
1 | 反应含氯尾气 | 正常生产排放,连续。 | 低 | 流量由生产规模确定。持续处理。 | 装置尾气处置设施,吸收后生产盐酸、次氯酸钠等副产品,属于氯回收设施。 |
2 | 液氯卸车及氯气设备或管道抽真空、置换尾气 | 正常生产排放,间歇。 | 高 | 流量小,持续时间工艺确定。 | 装置配套的工艺氯吸收设施,如含氢氧化钠浓度5~20%的处理设施(吸收池或循环吸收塔)。 |
3 | 液氯系统(储罐、气化器、缓冲罐)三氯化氮排放 | 正常生产排放,间歇。 | 高 | 流量大,时间短暂。 | 装置配套的工艺氯吸收设施,如含氢氧化钠浓度5~20%的处理设施(吸收池或循环吸收塔)。 |
4 | 氯气设备、管道的安全阀放空 | 工艺事故排放,很少发生 | 高 | 流量大,时间短暂。 | 装置配套的工艺事故氯吸收装置。 |
5 | 封闭式厂房(储罐、瓶库、充装场所和气化间)设置的泄漏捕集氯气 | 泄漏事故排放,很少发生 | 低(含大量空气) | 流量大,持续时间长。 | 装置配套的泄漏事故氯吸收装置 |
从上表中可以看出,编号1是氯化装置正常的生产尾气,不在《化工企业氯气安全技术规范》范围内,编号2~5是规范关注的对象,这其中,编号2~4为工艺生产及工艺事故时的高浓度排放,编号5是液氯设备泄漏事故时的低浓度排放(含大量环境空气)。
涉氯企业处理以上气体时,需要综合考虑含氯气源的流量、浓度及需要配套设备的规模、电机功率,建议企业将工艺含氯气体与泄漏含氯气体的处理设施分开设计:
1、工艺含氯气体(编号2~4)吸收装置,该吸收装置规模小,可采用碱池或循环吸收装置,系统的风机及循环泵功率小,但此套吸收系统需24h“运行”状态,以满足生产工艺排放处理。
2、泄漏事故氯吸收装置,该套吸收装置规模大,风机及循环泵功率大,此套装置为24h“备用”状态,现场氯气探头联锁启动整套设施。
但检查中发现一些企业仅设置一套泄漏事故氯吸收装置,将编号2~4的工艺排放氯气也利用编号5配套的事故氯吸收装置的吸收塔,但非泄漏工况时该套装置的风机及碱液循环泵为停机备用状态。如不能联锁启动吸收系统风机及吸收液循环泵,存在氯气未吸收直接从尾气排气口溢出导致中毒风险。因此,解决方式有三个:
(一)独立设置工艺氯气吸收处理设施;
(二)在事故氯吸收装置的吸收塔气相入口安装“压力或流量”联锁开关,在工艺排放时联锁启动风机及吸收液循环泵;
(三)将高浓度工艺排放管插入吸收装置循环槽碱液下进行液封吸收,从而满足在不启动风机及循环泵情况下吸收工艺排放氯气的工况,但此设计需复核安全阀的背压情况下才可采用。
二、事故氯气的二级吸收工艺
《化工企业氯气安全技术规范》(GB 11984-2024)对于液氯储罐的事故氯吸收装置要求独立设置并采用二级吸收工艺,具备24h连续运行能力,碱液循环吸收罐具备切换、备用和配液的条件。现场检查企业通常采用以下图一和图二两种工艺。
图二 两级吸收塔完全独立设置循环槽及循环泵的吸收工艺
比较图一和图二两种吸收工艺,图二两级吸收塔完全独立设置循环槽及循环泵的吸收工艺更符合规范要求。
三、液氯、氯气管道材料问题
氯属于剧毒物料,按照压力管道设计规范要求,液氯及氯气管道设计公称压力不得低于2.0MPa,管道法兰不得使用平焊法兰,紧固件不得采用六角头螺栓,管道阀门应采用氯气用波纹管截止阀。在现场检查中经常发现企业未按照设计管道等级要求进行安装,从而在本质上存在了泄漏风险。
图三 氯气管道法兰、紧固件不符合规范要求
四、封闭液氯厂房内收集容积、地沟及封闭厂房门窗外的雾状水喷淋装置的设置
检查中,一些企业液氯储罐厂房液氯储罐设置的围堰高度符合不低于300mm的要求,但围堰内有效容积小于单台最大液氯储罐的容积,且储罐周围未设置地沟,低洼处未设置集液池或集液池过小(集液坑),在集液池上部仅放置一个吸风管口,未按规范要求设置固定式吸风罩。以上均不符合《化工企业氯气安全技术规范》(GB 11984-2024)6.1.1条要求。
图四 液氯储罐围堰内容积不足且未设置地沟
五、封闭厂房门窗外的雾状水喷淋装置的设置
企业对液氯储罐厂房、瓶库、充装场所和气化间封闭后的可开启门、窗外部按规范设置了雾状水喷淋装置,但部分区域因设置门头后无法进行有效喷淋吸收保护,对于这些设置门头的区域应进行完善。图五a/b
图五a 门头无雾状水喷淋
图五b 门头无雾状水喷淋
六、企业P&ID图未明确事故槽工艺流程
一些多台液氯储槽的用氯企业提供的P&ID图中,多台液氯储槽的进出料流程完全一样,没有明确指定事故储槽和设计明确的事故转移流程,日常企业每次将用空的储槽临时指定为事故储槽,虽然因为多台液氯槽容积一样,事故槽容积符合要求,但这种方式无法满足规范要求的事故处置控制要求。
规范要求事故槽倒罐时始终保持液相至液相的操作,接收事故罐气相管(阀)排氯气至事故氯吸收装置,形成倒罐压差便于倒罐,整个倒罐操作过程中,应是在操作人员不进入氯气厂房的情况下远程完成倒罐操作。因此,因操作方式的不同,事故罐与正常工艺储罐存在以下不同:
1、事故罐不允许设置卸车进料线(防止被占用);
2、事故罐不需要设置液位SIS系统,如设置,存在仪表失效阀门关闭无法倒罐的风险;
3、事故罐的液相进料阀及气相排气阀的前后阀必须手动锁开,确保随时可远程投用。
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