氯气泄漏重大事故后果模拟分析(经典)

国内外统计资料显示，因防爆装置不作用而造成焊缝爆裂或大裂纹泄漏的重大事故概率仅约为×10－7～×10－8/年左右，一般发生的泄漏事故多为进出料管道连接处的泄漏。据我国不完全统计，设备容器一般破裂泄漏的事故概率在1×10－5/年。此外，据储罐事故分析报道，储存系统发生火灾爆炸等重大事故概率小于1×10－6，随着近年来防灾技术水平的提高，呈下降趋势。

第七章氯气泄漏重大事故后果模拟分析

危险区域的确定

概述:

泄漏类型分为连续泄漏（小量泄漏）和瞬间泄漏（大量泄漏），前者是指容器或管道破裂、阀门损坏、单个包装的单处泄漏，特点是连续释放但流速不变，使连续少量泄漏形成有毒气体呈扇形向下风扩散；后者是指化学容器爆炸解体瞬间、大包装容器的泄漏、许多小包装的多处泄漏，使大量泄漏物形成一定高度的毒气云团呈扇形向下风扩散。

氯泄漏后虽不燃烧，但是会造成大面积的毒害区域，会在较大范围内对环境造成破坏，致人中毒，甚至死亡。根据不同的事故类型、氯气泄漏扩散模型，危害区域会有所不同。氯设备泄漏、爆炸事故概率低，一旦发生可造成严重的后果。

以下液氯钢瓶中的液氯泄漏作为事故模型进行危险区域分析。

毒害区域的计算方法:

(1)设液氯重量为W(kg)，破裂前液氯温度为t(℃)，液氯比热为C(kj/kg .℃)，当钢瓶破裂时瓶内压力降至大气压，处于过热状态的液氯迅速降至标准沸点t

(℃)，此时全部液氯放出的热量为:

Q=WC(t-t

)

设这些热量全部用于液氯蒸发，如汽化热为q(kj/kg)，则其蒸发量W为:

W=Q/q=WC(t-t

)/q

氯的相对分子质量为M

r ，则在沸点下蒸发的液氯体积V

g

(m3)为:

V g=M r273+t0/273

V g =(t-t

0)/ M

r

q273+t

/273

氯的有关理化数据和有毒气体的危险浓度如下:

相对分子质量:71

沸点: -34℃

液体平均此热:kg.℃

汽化热: ×102kj/kg

吸入5－10mim致死浓度:%

吸入－1h致死浓度: 吸入－1h致重病浓度:已知氯的危险浓度，则可求出其危险浓度下的有毒空气体积:

氯在空气中的浓度达到%时，人吸入5～10min即致死。则V

g

(m3)的液氯可以产生令人致死的有毒空气体积为:

V

1 = V

g

×100/ = 1111V

g

(m3)

氯在空气中的浓度达到～%时，人吸入～1h，则V

g

(m3)的液氯可以产生令人致死的有毒空气体积为:

V

2=V

g

×100/=23529V

g

(m3)

氯在空气中的浓度达到～%时，人吸入～1 h，则V

g

(m3)的液氯可以产生令人致重病的有毒空气体积为:

V

3=V

g

×100/=57l43V

g

(m3)

假设这些有毒空气以半球形向地面扩散，则可求出该有毒气体的扩散气体半径为:R=［(V

g

/C)/(1/2×4/3π)］1/3

式中: R —有毒气体半径 m

V

g

—液氯的蒸汽体积 m3

C —有毒介质在空气中危险浓度值 %

液氯泄漏事故毒害区域模拟计算

以一只液氯钢瓶(1000kg)发生严重泄漏事故后果计量

如液氯泄漏量W =1000kg，环境温度(瓶内)t=250C，计算有毒气体扩散半径:液氯蒸发热Q:

Q = WC(t-t

)

= 1000××［25-(-34)］ = 56640(kj)

蒸发量 W:

W = Q/q

= 56640/×102

= 196(kg)

液氯沸点下蒸发气体体积 V

g

:

V

g = M

r

×(273+t

)/273

= ×196/71×［273+(-34)］/ 273 = (m3)

氯气在致死的浓度C

1的体积V

1

和有毒气体的扩散半径R

1

:

V

1 = V

g

× 100/C

1

= ×100/

= 60155(m3)

R

1 = (V

1

/1/3

= (m)

氯气在致死的浓度c

2时的体积V

2

和有毒气体的扩散半径R

2

:

V

2 = V

g

×100/c

2

= ×100/

= 1273882 (m3)

R

2 = (V

2

/1/3

= (m)

氯气在致重病的浓度c

3时的体积v

3

和有毒气体的扩散半径R

3

V

3 = V

g

×100/C

3

= ×100/

= 3093714(m3)

R 3 = (V

3

/1/3

= (m)

氯气泄漏静风状态毒害区域：