液氯鋼瓶爆炸事故剖析及防范

1、液氯鋼瓶爆炸事故剖析及防范 引言（一） 2002年3月9日上午10時40分，武漢自來水公司某水廠一正在使用的液氯鋼瓶突然發(fā)生爆炸，巨大的爆炸響聲伴隨著濃濃的黃綠色煙霧瞬間在鋼瓶使用間擴散。此刻氯氣吸收裝置自動啟動，操作人員戴上防毒器具切斷了母管上其它氯氣來源，并關(guān)閉室內(nèi)門窗，控制氯氣擴散，經(jīng)過1個多小時抽風(fēng)吸收，氯氣全部吸收。事故雖未造成人員傷害和重大污染，但教訓(xùn)值得記取。經(jīng)過與現(xiàn)場（二） 該單位氯氣用于自來水消毒，生產(chǎn)球場鋼瓶每8個1組，共分兩組，并且每個鋼瓶1個坑，相距1m，鋼瓶呈30斜放在坑內(nèi)。爆炸一組瓶頭的瓶閥朝北，基本露出地平面。瓶底部用自來水噴灑氣化液氯。每個瓶的氣相氯，通過支管與

2、母管相連，每管經(jīng)減壓閥、調(diào)節(jié)閥、流量計后，通過真空抽吸用于水的消毒。當(dāng)1組瓶中有使用近達4天的液氯鋼瓶時，用吊鉤稱重，保證控制余氯在510kg更換新的滿液氯鋼瓶上線。據(jù)了解，與爆炸的鋼瓶同時上線時1t的鋼瓶共有2只，爆炸鋼瓶是靠近減壓調(diào)節(jié)閥的1只，此2瓶是3月27日上午10時開始使用的。爆炸瓶的破口方位為：底部封頭焊縫處炸開一開放式孔，外形尺寸有400mm400mm。部分斷口不齊整呈現(xiàn)45角，部分裂口齊平。此破口當(dāng)時朝下與地面垂線呈30夾角。爆炸的氣浪將鋼瓶拋向屋面，將屋頂起吊葫蘆槽鋼打彎，瓶體中部變形，且形成凹坑。放置瓶體的坑內(nèi)木枕被氣浪拋出，撞在墻上彈回行程達6m。當(dāng)時距爆炸瓶4m遠處有2

3、人背對瓶體，因瓶體置放在近地面以下，氣浪的波及方向與地面垂直方面，爆炸未構(gòu)成對人員的直接傷害。調(diào)查分析（三） 爆炸的液氯鋼瓶是該廠2003年3月24日從湖北某化工總廠運回的，瓶號為321，瓶子所屬為該化工總廠，下次檢驗日期為2003年3月。為查清事故原因，對同批次運回廠的鋼瓶液氯（共24只，其中2只為該化工總廠所屬）中氯氣取樣化驗。液態(tài)氯中三氯化氮達73.4g/g。雖然這一濃度并不會直接引爆，但現(xiàn)場檢查時發(fā)現(xiàn)，鋼瓶和使用時存在如下問題：1）爆炸的鋼瓶只有白色的檢驗字樣，沒有檢驗環(huán)，無法確定檢驗單位：2）與鋼瓶同時上線使用的另一鋼瓶內(nèi)僅存70kg余氯，可以推測爆炸瓶內(nèi)還不足70kg（爆炸瓶靠近減

4、壓閥，使用中沒有計量，按使用時間估計）；3）現(xiàn)場使用沒有物料倒吸的跡象或可能，與此同時鋼瓶的爆炸是在使用近尾期發(fā)生的。因此，初步可以判定是因為三氯化氮引起的爆炸。為了證實三氯化氮引爆，不妨作如下假設(shè)：1）據(jù)分析液氯中三氯化氮已達73.4g/g，以此作為以下測算的依據(jù)，實際生產(chǎn)中可能高于此數(shù)，也可能低于此數(shù)；2）假設(shè)鋼瓶每月使用充裝1次。因目前充裝單位對正常余氯鋼瓶在2年之內(nèi)無特殊情況直接充裝。該瓶上次檢驗投用已1年，周轉(zhuǎn)按10次計算，累計鋼瓶1年內(nèi)周圍氯氣達10t，因液氯較三氯化氮易氣化，當(dāng)10t液氯氣化后，按理論上應(yīng)殘存三氯化氮的量為：73.4g/g10106g=734g=0.734kg據(jù)資

5、料介紹：氣相中三氯化氮濃度達5%6%時有爆炸可能，因此，在液氯生產(chǎn)過程中，應(yīng)注意不使任何氣相中存在5%以上三氯化氮的可能。當(dāng)液相中三氯化氮達5%時，若這些液體完全蒸發(fā)時，氣相中三氯化氮濃度達5%。液相三氯化氮濃度按5%測算，鋼瓶殘余的相對安全余氯量為：0.7345%=14.68kg也有資料介紹：由于液氯與三氯化氮沸點不同，當(dāng)液氯蒸發(fā)時，三氯化氮與氯的分離系數(shù)為610。即氣氯中三氯化氮含量為1，而液體中三氯化氮含量610，故大部分三氯化氮有留在未蒸發(fā)的液氯殘液中。若按分離系統(tǒng)統(tǒng)估算，當(dāng)10t液氯氣化后，理論上按液相濃度5%測算時，鋼瓶殘余的相對安全余氯量為：73.45.8510005%=8.59

6、kg當(dāng)多于此余量（14.68kg或8.59kg），液氯中三氯化氮低于5%，只要不完全氣化，鋼瓶是相對安全的。據(jù)此可斷定，液氯中微量的三氯化氮在鋼瓶多次周轉(zhuǎn)氣化使用液氯的情況下是很危險的。從現(xiàn)場使用狀況，鋼瓶液氯已使用近尾期，瓶體破壞時反映的現(xiàn)象及瓶體破裂口形狀裂口狀態(tài)和爆炸瓶內(nèi)只剩下干燥三氯化鐵粉末，可以初步判定為：這起液氯鋼瓶爆炸事故是因三氯化氮累積而引起的化學(xué)性爆炸。防范及教訓(xùn)（四）1）氯氣供應(yīng)商應(yīng)為用戶提供安全使用鋼瓶液氯知識，一定要把三氯化氮控制在生產(chǎn)工藝可能達到的指標(biāo)以內(nèi)，對鋼瓶周轉(zhuǎn)要實行全面監(jiān)控。2）采購方要審查供貨方氯氣質(zhì)量，對三氯化氮指標(biāo)要特別重視，目前生產(chǎn)控制可滿足2050ppm，高于此數(shù)要限制使用。3）鋼瓶要定期檢驗，一來保證鋼瓶瓶體質(zhì)量，二來可防止反復(fù)氣化液氯后殘存三氯化氮的積累。4）使用氣化氯后，瓶內(nèi)一定要留有余氣，完全氣化瓶內(nèi)液氯是非常危險的，因此具有氯氣安全知識的人才可上崗操作。5）鋼瓶充裝及使用單位對反復(fù)氣化使用的鋼瓶頻次應(yīng)做好檔案記載，對于鋼瓶檢驗期內(nèi)三氯化氮累積濃度不能保證安全使用要求的鋼瓶應(yīng)提前清洗，消除隱患。6）氯氣鋼瓶使用間應(yīng)采用有抽吸系統(tǒng)的氯氣吸收裝置，該裝置對日常泄漏及突然大量散發(fā)的氯氣有很好的吸收效果，可防止一次污染和中毒事故發(fā)生。如這起事故，假如該水廠鋼瓶不是半地下式，爆炸氣浪及有害物會傷害4m遠的操作人