一种氯气泄漏的应急处理系统及其疏散路径规划方法与流程

本发明涉及b01d53/78，具体为一种氯气泄漏的应急处理系统及其疏散路径规划方法。

背景技术：

1、随着化学工业的发展，生产、贮存或使用的化学危险气体的种类日益增加，并逐渐趋向容量大型化。其中，有毒化学品的泄漏事故时发生频率较高的一种突发性污染事故。化学品污染事故形式多种多样，机理非常复杂，特别是对于氨气、氯气、液化气等低沸点化学物质。氯气是一种有毒气体，它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成损伤，造成呼吸困难。在危险化学品分类中，氯气室温下为黄绿色气体。液氯和氯气生产、经营、使用、储存、运输等过程中，要严防氯气泄漏，及时控制危险源，制止泄漏。

2、为有效防范氯气泄漏事故，最大限度的减少事故危害，需要应用新技术加强装置本质安全，提高应急处置装备水平，建立专门的氯气泄漏应急处理系统及疏散方案。如中国专利申请(授权公告号为cn112999849b)公开了一种氯气泄漏事故处理工艺装置，设置在氯气的制备装置或者储放装置之后，通过设置吸收塔对泄漏的氯气进行吸收，但是该方法仅优化了应急处置系统对泄漏氯气抽吸处理，漏气现场人员以及园区人员的安全，疏散等问题并未考虑。中国专利申请(公开号为cn106287234a)公开了一种液氯使用过程的泄露应急消防安全处理系统，设计报警系统抽气系统、喷淋系统、消防系统、流量控制系统输送管道联动系统、吸收系统来提高事故预防能力和氯气泄漏突发事件的应对能力，但是该方法显然无法在工业化生产中实现，不适用于大量的氯气使用以及存储场所。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种氯气泄漏的应急处理系统及其疏散路径规划方法，在有效阻止氯气扩散的同时，能够实时、动态的人员调整疏散路径，更有利于现场人员通过最便捷和安全的路径尽快进行疏散。

2、本发明一方面提供了一种氯气泄漏的应急处理系统，至少包括检测报警系统、plc自控系统、喷淋吸收系统、气象检测系统、扩散数值模拟系统、综合控制系统，所述检测报警系统与plc自控系统、气象检测系统、扩散数值模拟系统均通过线路连接；所述plc自控系统与喷淋吸收系统通过线路连接；所述检测报警系统、plc自控系统、喷淋吸收系统、气象检测系统、扩散数值模拟系统均与综合控制系统通过线路连接。

3、作为一种优选的技术方案，所述检测报警系统包括检测探头、氯气报警分析仪、自动电控箱、声光报警仪组成。所述检测报警系统的个数基于各化工企业氯气生产及存储区面积进行确定，所述检测报警系统的个数优选为10-30个。

4、作为一种优选的技术方案，所述检测报警系统检测到空气中氯气含量达到1ppm～3ppm时发出报警信息，提醒操作人员做好防护措施。

5、作为一种优选的技术方案，当≥3/10的检测报警系统同时检测到空气中氯气含量达到1ppm～3ppm时发出报警信息时确定发生漏氯事故，漏氯信号传送到plc自控系统，plc自控系统控制以下装置自动运行，汽化区卷帘门联锁关闭，风机、喷淋吸收塔自动开启，反应灵活，安全可靠，并提醒操作人员做好防护措施。

6、作为一种优选的技术方案，所述喷淋吸收系统包括风机、喷淋吸收塔、吸收压力平衡装置、液碱贮槽，风机出口管路设置吸收压力平衡装置，风机将含氯气体引入喷淋吸收塔，含氯气体经喷淋吸收塔主管道进入喷淋吸收塔的逆喷管内向下流动，与向上喷淋的吸收碱液以逆流方式洗涤，吸收碱液由液碱贮槽通过循环泵抽取进入喷淋吸收塔，含氯气体在逆喷管泡沫层内接触反应，达到吸收效果，反应结束后，尾气返回到氯气库，反应后的液体回流到溶液循环槽，经过再生后又被抽到喷淋吸收塔内进行反应，不断循环使用。

7、本发明通过设计含氯气体与吸收碱液逆流对喷并在逆喷管泡沫层内接触反应，由于气液动量平衡原理形成均一的湍动的反应区域，达到吸收效果。

8、优选的，所述喷淋吸收塔为串联的两台，具有一开一备双级吸收功能，喷淋吸收塔为动力波湍冲塔型式，塔结构简单、喷头为大口径不易堵塞、不易发生故障情况，同时确保将泄漏的氯气进行及时有效吸收、无害化处理。

9、优选的，所述吸收碱液为质量浓度20-40％的氢氧化钠水溶液，优选为质量浓度32％的氢氧化钠水溶液。

10、优选的，所述吸收压力平衡装置具体为一套文丘里吸收压力平衡装置。

11、本发明提供的氯气泄漏的应急处理系统，通过在风机出口管路设置一套文丘里吸收压力平衡装置，确保氯气汽化库保持微负压状态，同时保证调压排放废气再次通过吸收碱液吸收处理至达标排放。

12、作为一种优选的技术方案，所述气象监测系统接收到漏氯信号后，通过气象监测装置获得氯气泄露的泄漏事故源位置的实时气象数据，将氯气泄漏时的风速、风向数据传输至综合控制中心，确定氯气泄漏对企业的各个生产装置区的实时影响程度。

13、作为一种优选的技术方案，所述扩散数值模拟系统接收到漏氯信号后，通过公式计算出氯气泄漏扩散体积与扩散半径。

14、优选的，所述氯气泄漏气体扩散体积计算公式为：

15、v＝22.4wc(t-t0)/mq*(273+t0)/273

16、式中：v为氯气蒸汽体积(m3)，w为液氯质量(kg)；c为液氯比热容(kj/kg·℃)；t为室温(℃)；t0为液氯沸点(℃)；m为氯气相对分子量；q为氯气汽化热(kj/kg)；

17、所述氯气泄漏气体扩散半径计算公式为：

18、r＝[(v/c)/(2/3*π)]1/3

19、式中：r为氯气扩散半径(m)；v为氯气蒸汽体积(m3)；c为氯气在空气中的危险质量分数值(％)。

20、液氯泄漏事故气象条件有着重要影响，风速增加有利于泄漏的氯气稀释和扩散，不易形成局部较高浓度的区域，但是由于氯气密度比空气大，易向低处流动，积存在低处的氯气不易沿地面随风任意飘流或被风吹散，本发明提供的氯气泄漏的应急处理系统基于扩散数值模拟系统获得的氯气泄漏扩散体积与扩散半径后，根据气象监测系统所确定的风速、风向的实时影响程度，参考企业的矢量地图，针对各个生产装置区，确定人员疏散路径，能够实时、动态的人员调整疏散路径，更有利于现场人员通过最便捷和安全的路径尽快进行疏散。

21、所述检测报警系统、plc自控系统、喷淋吸收系统、气象检测系统、扩散数值模拟系统的运行情况及检测数据传输至综合控制系统，操作人员基于综合控制系统监控分析数据。

22、本发明另一方面提供了一种疏散路径规划方法，具体包括以下步骤：氯气泄漏的应急处理系统中扩散数值模拟系统计算好氯气泄漏扩散体积与扩散半径后，根据气相检测系统所确定风速、风向的实时影响程度，参考企业的矢量地图，以泄漏源为中心圆，以氯气泄漏呈近似半球形向地面扩散，根据氯气泄漏扩散的范围，针对各个生产装置区，确定人员疏散路径。

23、本发明提供的氯气泄漏的应急处理系统及疏散路径规划方法易于在相关企业中推广实施，且能够适用于大量的氯气使用和存储场所，具有很高的推广使用价值。

24、有益效果

25、1、本发明提供一种氯气泄漏的应急处理系统及其疏散路径规划方法，在有效阻止氯气扩散的同时，能够实时、动态的人员调整疏散路径，更有利于现场人员通过最便捷和安全的路径尽快进行疏散。

26、2、本发明通过设计含氯气体与吸收碱液逆流对喷并在逆喷管泡沫层内接触反应，由于气液动量平衡原理形成均一的湍动的反应区域，达到吸收效果。

27、3、本发明提供的氯气泄漏的应急处理系统，通过在风机出口管路设置一套文丘里吸收压力平衡装置，确保氯气汽化库保持微负压状态，同时保证调压排放废气再次通过吸收碱液吸收处理至达标排放。

28、4、本发明提供的氯气泄漏的应急处理系统基于扩散数值模拟系统获得的氯气泄漏扩散体积与扩散半径后，根据气象监测系统所确定的风速、风向的实时影响程度，参考企业的矢量地图，针对各个生产装置区，确定人员疏散路径，能够实时、动态的人员调整疏散路径，更有利于现场人员通过最便捷和安全的路径尽快进行疏散。

29、5、本发明提供的氯气泄漏的应急处理系统及疏散路径规划方法易于在相关企业中推广实施，且能够适用于大量的氯气使用和存储场所，具有很高的推广使用价值。

30、6、本发明可提供社会层面的指导意义，可及时预警氯气泄漏，泄漏时尽快控制处理防止进一步泄漏，同时提供相应的疏散路径快速安全的疏散，具有较高的社会指导意义。