涉氯化工企业环境风险事故预测评价与环境风险防范对策探讨

涉氯化工企业环境风险事故预测评价与环境风险防范对策探讨

贺江

湖南葆华环保科技有限公司

摘要：氯气是一种具有刺激性气味的剧毒气体，一旦发生泄漏等环境风险事故，对周边环境及人群健康的影响不容忽视。通过预测分析不同防范措施情形下，涉氯化工企业发生环境风险事故时对周边环境的影响程度，探讨了涉氯化工企业应采取的日常环境风险防范对策。

关键词：环境风险；氯气；化工企业

环境风险评价是保护生态环境和人群健康的重要手段，是环境影响评价工作内容不可或缺的组成内容，尤其在化工项目环评工作中，属于重点和难点内容。很多化工园区的项目都用到了氯气，氯气是一种剧毒气体，一旦泄漏到空气中会对大气造成污染，并危害人群健康。本文以化工企业氯气泄漏为环境风险事故源项，通过预测分析不同防范措施情形下，涉氯企业发生环境风险事故时对周边环境的影响程度，探讨涉氯企业应采取的环境风险防范对策。

1、环境风险源识别

  环境风险源是可能导致环境风险的因素或源头，环境风险的识别要明确危险源。本文以湖南一家涉氯化工企业为研究对象，根据企业现场调查情况，该企业使用的氯气贮存于专门的氯气房中，以500kg的钢瓶作为储存容器，最大储存量为1吨。氯气房配备1套氯气汽化器，氯气经汽化装置汽化后供氯化工艺用气，氯化工艺反应釜中氯气最大在线量约100kg。因此，该化工企业涉氯的主要环境风险源项为氯气房液氯钢瓶发生泄漏和生产装置区反应釜破裂发生氯气泄漏。

2、环境风险最大可信事故

最大可信事故是指在所有预测的概率不为零的事故中，对环境或健康危害最严重的重大事故。根据该企业环境风险源识别情况，最大可信事故及类型设定为氯气房液氯钢瓶发生泄漏,发生概率为5×10-6。

3、不同防范措施情形下的预测影响分析

3.1预测评价标准

参照 《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ/T169-2018）附录 H，选取氯气的大气毒性终点浓度-1 (58mg/m3)和大气毒性终点浓度-2 (5.8mg/m3)作为本次环境风险评价预测的标准值。

3.2预测情形设定

根据前文分析，该化工企业最大可信事故为液氯钢瓶泄漏，泄漏时间按照企业设置了紧急隔离系统的情形取10min。因此，本文预测情形设定为在最不利气象条件下（F 类稳定度，1.5 m/s 风速，温度 25 ℃，相对湿度 50%）发生液氯钢瓶泄漏事故，预测分析企业在采取和未采取末端收集处理措施的不同情况下，对距离风险源分别为100m、200m、500m、1000m和5000m的A村、B村、C村、D和E村的影响程度。企业末端收集处理措施具体为发生事故时，事故风机将厂房内的泄氯送往事故碱洗塔，泄漏后的氯气经收集后进入碱液喷淋系统由25m高的排气筒高空排放，碱液喷淋效率保守取95%。

3.3预测源强计算

参照 《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ/T169-2018）附录 F，经判定氯气的流动属于临界流，其泄漏速率按下式计算。经计算液氯钢瓶泄漏后氯气的泄漏速率为0.225kg/s，即企业采取末端收集处理措施时的氯气泄漏源强为0.012kg/s，未采取相应收集处理措施时氯气泄漏源强为0.225kg/s。

式中：QG——气体泄漏速率，kg/s；

P ——容器压力，Pa；钢瓶压力为取0.8Mpa；

Cd ——气体泄漏系数；裂口形状为圆形，取 1.00；

M ——物质的摩尔质量，kg/mol；氯气为0.071kg/mol；

R ——气体常数，J/(mol·K)；R为8.314；

TG ——气体温度，K；取298.15K（25℃）；

A ——裂口面积，m2；0.0000785m2（裂口大小为10mm）

Y ——流出系数，对于临界流 Y=1.0；

          γ——气体的绝热指数；氯气为1.308。

3.4预测模型选取

参照《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ169-2018）附录G中相关公式计算，在本文设定的事故情景下，氯气的理查德森数R>1/6，属于重质气体。因此，采用SLAB模型对氯气泄漏进行预测模拟。

3.5预测结果分析

本次氯气泄漏事故预测结果详见表1和图1，由图表内容分析可知：（1）企业在采取末端收集处理措施的情况下，未出现大气毒性终点浓度-1和2影响范围；在未采取末端收集处理措施的情况下，大气毒性终点浓度-1和2影响范围大，960m影响范围内的人群受到生命威胁，3410m范围内的人群需进行紧急疏散。（2）氯气泄漏事故发生后，不同距离的村庄氯气浓度均呈现先增加后降低的趋势；对于距离最近的A村，在未采取末端收集处理措施的情况下氯气最大浓度达到1390mg/m3，超过了大气毒性终点浓度-1和2的浓度值，且远高于采取末端收集处理措施情况下的氯气浓度。

表1  不同防范措施情形下氯气毒性终点浓度影响范围情况一览表

图1a  不同距离的村庄氯气浓度随时间变化情况示意图（采取末端收集处理措施）

图1b  不同距离的村庄氯气浓度随时间变化情况示意图（未采取末端收集处理措施）

4、涉氯企业日常环境风险防范对策

基于前文企业氯气房钢瓶泄漏事故相关预测分析内容，本文建议涉氯企业在日常运营中应采取以下环境风险防范对策。

（1）在氯气房四周应设置视频监控系统和可燃有毒气体探测系统，并设置自动报警系统。

（2）氯气房内应建立氯泵与整流联锁，及时阻断氯气泄漏事故源，减少氯气的泄漏量。

（3）对氯气房必须进行密闭，在有可能发生氯气泄漏的点位安装多个负压抽风口，采取“密闭收集+碱液喷淋”末端收集处理措施，将可能泄漏的氯气通过负压抽风机抽到事故处理塔内进行碱液中和，并做好日常维护工作确保其能正常运转。

5、结语

本文预测分析了涉氯企业发生氯气钢瓶泄漏事故时，在采取和未采取末端收集处理措施的不同情况下对周边环境的影响程度。根据预测结果得到了不同防范措施情形下大气毒性终点浓度-1和2的影响范围以及不同距离的村庄氯气浓度随时间的变化规律，并给出了应急疏散范围建议。针对涉氯化工企业日常环境风险管理提出了相关防范措施，并强调了设置末端收集处理措施和做好其日常维护工作的重要性。

参考文献

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