液氯钢瓶爆炸事故剖析

液氯钢瓶爆炸事故剖析及防范引言（一）2002年3月9日上午10时40分，武汉自来水公司某水厂一正在使用的液氯钢瓶突然发生爆炸，巨大的爆炸响声伴随着浓浓的黄绿色烟雾瞬间在钢瓶使用间扩散。此刻氯气吸收装置自动启动，操作人员戴上防毒器具切断了母管上其它氯气来源，并关闭室内门窗，控制氯气扩散，经过1个多小时抽风吸收，氯气全部吸收。事故虽未造成人员伤害和重大污染，但教训值得记取。经过与现场（二）该单位氯气用于自来水消毒，生产球场钢瓶每8个1组，共分两组，并且每个钢瓶1个坑，相距1m，钢瓶呈30°斜放在坑内。爆炸一组瓶头的瓶阀朝北，基本露出地平面。瓶底部用自来水喷洒气化液氯。每个瓶的气相氯，通过支管与母管相连，每管经减压阀、调节阀、流量计后，通过真空抽吸用于水的消毒。当1组瓶中有使用近达4天的液氯钢瓶时，用吊钩称重，保证控制余氯在5—10kg更换新的满液氯钢瓶上线。据了解，与爆炸的钢瓶同时上线时1t的钢瓶共有2只，爆炸钢瓶是靠近减压调节阀的1只，此2瓶是3月27日上午10时开始使用的。爆炸瓶的破口方位为：底部封头焊缝处炸开一开放式孔，外形尺寸有400mm×400mm。部分断口不齐整呈现45°角，部分裂口齐平。此破口当时朝下与地面垂线呈30°夹角。爆炸的气浪将钢瓶抛向屋面，将屋顶起吊葫芦槽钢打弯，瓶体中部变形，且形成凹坑。放置瓶体的坑内木枕被气浪抛出，撞在墙上弹回行程达6m。当时距爆炸瓶4m远处有2人背对瓶体，因瓶体置放在近地面以下，气浪的波及方向与地面垂直方面，爆炸未构成对人员的直接伤害。调查分析（三）爆炸的液氯钢瓶是该厂2003年3月24日从湖北某化工总厂运回的，瓶号为321，瓶子所属为该化工总厂，下次检验日期为2003年3月。为查清事故原因，对同批次运回厂的钢瓶液氯（共24只，其中2只为该化工总厂所属）中氯气取样化验。液态氯中三氯化氮达73.4µg/g。虽然这一浓度并不会直接引爆，但现场检查时发现，钢瓶和使用时存在如下问题：1）爆炸的钢瓶只有白色的检验字样，没有检验环，无法确定检验单位：2）与钢瓶同时上线使用的另一钢瓶内仅存70kg余氯，可以推测爆炸瓶内还不足70kg（爆炸瓶靠近减压阀，使用中没有计量，按使用时间估计）；3）现场使用没有物料倒吸的迹象或可能，与此同时钢瓶的爆炸是在使用近尾期发生的。因此，初步可以判定是因为三氯化氮引起的爆炸。为了证实三氯化氮引爆，不妨作如下假设：1）据分析液氯中三氯化氮已达73.4µg/g，以此作为以下测算的依据，实际生产中可能高于此数，也可能低于此数；2）假设钢瓶每月使用充装1次。因目前充装单位对正常余氯钢瓶在2年之内无特殊情况直接充装。该瓶上次检验投用已1年，周转按10次计算，累计钢瓶1年内周围氯气达10t，因液氯较三氯化氮易气化，当10t液氯气化后，按理论上应残存三氯化氮的量为：73.4µg/g×10×106g=734g=0.734kg据资料介绍：气相中三氯化氮浓度达5%—6%时有爆炸可能，因此，在液氯生产过程中，应注意不使任何气相中存在5%以上三氯化氮的可能。当液相中三氯化氮达5%时，若这些液体完全蒸发时，气相中三氯化氮浓度达5%。液相三氯化氮浓度按5%测算，钢瓶残余的相对安全余氯量为：0.734÷5%=14.68kg也有资料介绍：由于液氯与三氯化氮沸点不同，当液氯蒸发时，三氯化氮与氯的分离系数为6—10。即气氯中三氯化氮含量为1，而液体中三氯化氮含量6—10，故大部分三氯化氮有留在未蒸发的液氯残液中。若按分离系统统估算，当10t液氯气化后，理论上按液相浓度5%测算时，钢瓶残余的相对安全余氯量为：73.4×5.85÷1000÷5%=8.59kg当多于此余量（14.68kg或8.59kg），液氯中三氯化氮低于5%，只要不完全气化，钢瓶是相对安全的。据此可断定，液氯中微量的三氯化氮在钢瓶多次周转气化使用液氯的情况下是很危险的。从现场使用状况，钢瓶液氯已使用近尾期，瓶体破坏时反映的现象及瓶体破裂口形状裂口状态和爆炸瓶内只剩下干燥三氯化铁粉末，可以初步判定为：这起液氯钢瓶爆炸事故是因三氯化氮累积而引起的化学性爆炸。防范及教训（四）1）氯气供应商应为用户提供安全使用钢瓶液氯知识，一定要把三氯化氮控制在生产工艺可能达到的指标以内，对钢瓶周转要实行全面监控。2）采购方要审查供货方氯气质量，对三氯化氮指标要特别重视，目前生产控制可满足20—50ppm，高于此数要限制使用。3）钢瓶要定期检验，一来保证钢瓶瓶体质量，二来可防止反复气化液氯后残存三氯化氮的积累。4）使用气化氯后，瓶内一定要留有余气，完全气化瓶内液氯是非常危险的，因此具有氯气安全知识的人才可上岗操作。5）钢瓶充装及使用单位对反复气化使用的钢瓶频次应做好档案记载，对于钢瓶检验期内三氯化氮累积浓度不能保证安全使用要求的钢瓶应提前清洗，消除隐患。6）氯气钢瓶使用间应采用有抽吸系统的氯气吸收装置，该装置对日常泄漏及突然大量散发的氯气有很好的吸收效果，可防止一次污染和中毒事故发生。如这起事故，假如该水厂钢瓶不是半地下式，爆炸气浪及有害物会伤害4m远的操作人员或周围的液氯满瓶；如果氯气吸收装置快速的吸收室内氯气，那么后果将不堪设想。7）钢瓶检验应按规定实行检验环标识规定，一来可以防止有些用户私自用油漆涂写检验字样的行为，二来对检验单位可以实行追踪，消除钢瓶漏检的事故隐患。液氯钢瓶都是供外部客户使用的，外部客户使用钢瓶有两种输送状态，一种是从气相空间取氯气，利用自然温度或者加热方式得到汽化氯，气化后的残液留在钢瓶中，这是三氯化氮积累的一个途径；一种是从液相空间取液氯，液氯进入用户的汽化器，也就是外部汽化了，三氯化氮是在用户设备中积累，对钢瓶本身没有任何积累影响。2n/L.d&g2KQ)B所以，要区别对待两种用户返回的钢瓶，作为生产商，有必要掌握用户的氯气汽化工艺，这也是安全生产许可证所要求的。掌握了用户的汽化工艺，也就控制了三氯化氮积累的途径。一般而言，较大规模的用户都是自备汽化器，毕竟钢瓶汽化的速度跟不上要求。还有一个义务要做到，就是明确的告知用户你的产品中三氯化氮的含量。