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氯气爆炸及防爆措施

针对氯气发生泄漏爆炸的危害，较详细地分析了氯气在生产、储存及使用过程中引发蒸气爆炸及化学性爆炸的主要原因，并提出了有效的防爆措施。

关键词：氯气；爆炸原因；防爆措施

氯气

氯气的理化性质

物理性质。氯气在常温常压下为黄绿色有刺激性气味的有毒气体。密度为3.21，是空气的2.45倍。易溶于碱溶液、二硫化碳和四氯化碳，难溶于饱和食盐水。在常温下，氯气被加压到0.6~0.8MPa或在常压下冷却到-35~40℃时就能液化为黄绿色透明液体。液氯的密度为1.47，熔点-102℃，沸点-34.6℃，气化热62kcal/kg(36℃)。

化学性质。氯气的化学性质很活泼，是一种活泼的非金属。

液氯的用途

用于农药、塑料、增塑剂、合成橡胶、合成纤维、消毒漂白、炼镁和稀有金属等行业。

氯气泄漏爆炸的危害

液氯为第二类危险化学品，人体吸入浓度为2.5mg/m3的氯气时，就会死亡。氯气爆炸的危害包括两部分：爆炸本身造成的危害及泄漏的氯气造成的二次危害。2氯气爆炸

蒸气爆炸

液氯发生蒸气爆炸的直接原因是容器出现较大的裂缝，使过热液氯骤然蒸发。液氯蒸气爆炸的主要原因如下：

过量充装

如果液氯充装过量或满液，遇到阳光照射或其它情况使温度升高，就会引起容器内压异常上升，将导致钢瓶破裂，引发液氯蒸气爆炸。表1是0℃满液液氯钢瓶在不同温度下的压力值。

表10℃满液液氯钢瓶在不同温度下的压力值液氯温度/℃0510152025303540

瓶压/Mpa0.277.113.118.424.027.532.535.637.3

腐蚀

氯气微溶于水，在温度9.6℃时溶解度为1%，部分氯与水反应生成HCl和HClO，故湿氯具有强氧化性。当氯中含水量小于0.015%时，碳钢的腐蚀速率小于0.04mm/a，亦即干燥氯对碳钢基本上不腐蚀。当氯中含水量大于0.015%时，不仅会腐蚀碳钢，而且还会腐蚀不锈钢，氯会破坏不锈钢表面的钝化膜而产生孔蚀或应力腐蚀破裂。在一定范围内，随着氯气含水量增大，对碳钢、不锈钢的腐蚀速率也随着增大。

液氯产品含有0.015~0.06%的水量，会对金属贮槽产生腐蚀，长期使用能引起局

部器壁变薄、强度下降，可导致贮槽开裂发生液氯蒸气爆炸。

机械碰撞

若液氯容器遭碰撞或冲击受损，将引发液氯蒸气爆炸。

化学性爆炸

氯气中含有NCl3、H2，在一定浓度、条件下可引起爆炸；氯气与有机物、氨及金属粉末反应易引起爆炸。氯气化学性爆炸的主要原因：

NCl3爆炸

2.2.1.1NCl3的性质

NCl3常温下为黄色粘稠的油状液体，密度为1.653，-27℃以下固化，沸点71℃，自燃爆炸温度为95℃。

NCl3的生成

盐水中含有氨(NH3)、铵离子(NH4+)、可水解出氨基(-NH2)的化合物(无机胺化合物如一氯胺NH2Cl、二氯胺NHCl2等；有机胺化合物如尿素、苯胺、氨基乙酸等)。在电槽阳极析出的氯部分地溶解在阳极液中，生成次氯酸和盐酸，使NH3、NH4+、NH2Cl及NHCl2等在阳极板区生成NCl3，并随同氯气一起析出。其反应式如下：NH3?H2O+Cl2→NH4Cl+HOCl

NH4Cl+3Cl2→4HCl+NCl3↑NH2Cl+HOCl→NHCl2+H2ONHCl2+HOCl→H2O+NCl3↑

NCl3与氯气混在一起，经冷却、干燥、压缩、液化过程，留存于液氯中。

NCl3爆炸

NCl3是一种不稳定且危险的爆炸性物质，当体积含量超过5%时，易发生分解爆炸，通常以爆轰方式进行，生成氯气、氮气和大量热量。绝热状态下，爆炸时温度可达2128℃，压力高达531.6MPa；空气中爆炸温度可达1698℃。爆炸的危害取决于NCl3积聚的浓度和数量。爆炸方程式为：

2NCl3→N2+3Cl2+459.9kJ

NCl3爆炸的特点：贮槽内的液氯量少；爆炸的贮槽残骸内有反应产物三氯化铁粉末。

NCl3富集

NCl3在液氯底部积聚、浓缩，在一定条件下蒸发达到爆炸极限。NCl3富集主要方式：

进料→沉淀→出料循环方式。氯槽、冷凝器等每次进料后液氯中NCl3不断沉积到贮槽底部；

进料(装瓶)→蒸发→排气循环方式。气化器、氯瓶等随着使用、充装次数增多，

其底部余氯NCl3浓度不断升高；

余量不足。气化器、氯瓶发料或使用后余氯少于规定量，使NCl3浓度升高；d)泄漏。氯槽、冷凝器、气化器泄漏，液氯蒸发，余氯不断减少，NCl3浓度不断升高；

e)残留。贮槽、容器未完全清洗干净，残存NCl3蒸发，达到爆炸浓度。

氢气爆炸

氢气在氯气中的爆炸范围(体积百分比)为5.5%~89%。氯气含氢量达5.5%以上，则随时可