6次二氧化氯气体爆炸事故简介

前言
    国内已发生过多次二氧化氯气体和亚氯酸盐固体爆炸事件，并有人员伤亡，但报道的资料极少。为了引起同行从业者的警戒，现将掌握的6次爆炸情况作一简介，以供讨论。
    1 事故1
    某生产单位玻璃内衬反应釜用于生产稳定二氧化氯溶液(S.ClO₂)。 按原设计方案，一批次S.ClO₂完成后，釜内液体内残留的C1O₂及酸量都较大，必需用碱中和后再排放。显然，这很可惜。于是，在不停真空泵的条件下，打开备用法兰直接向釜内缓缓投人原投量的1/2，亚氯酸钠固体作第2批次生产，如此套用，1+1/2的投料，获得第2批产品。
    可是，有一次操作者将真空泵和搅拌泵都停下来加亚氯酸钠。在地面上站着的操作者见法兰口前的人加完了料，习惯地去开真空泵，他手一触开关，立即爆炸，将反应釜至吸收塔之间的聚乙烯管道全部炸毁，飞出的碎片将纤维天花板打成洞。
    这是在正常大气压下二氧化氯气体爆炸，因为反应釜从打开至爆炸约有10 min，炸后，发现法兰确实放在一边未复原。
    2 事故2
    某工厂20L钛材反应釜用于S.ClO₂生产。因止回阀质量差，停机时有少量吸收液(碱性)流人反应釜。这种中和反应既浪费了反应釜内的原料，又浪费了吸收液。于是就在止回阀与反应釜之间接了一个三通，利用重力作用将回流液流入一个密封的壁厚4 mm塑料桶内。塑料桶与反应釜相通，运行时也呈负压状态。有一次，停机也已10min左右，有人路经此地，无意中脚碰到桶，即将桶全炸碎，除半圆桶底仍在原地，其它碎片飞向四面八方。
    这也是常压下的混合气体爆炸。停机已数min，此时大气从气体搅拌口进人，很快就使反应釜与大气压平衡了。
    3 事故3
    在虾池现场以NaC1O₃+ NaCl+H₂O₂+H₂SO₄+尿素来生产ClO₂，合成桶是聚乙烯内衬铁皮桶。以15mm钛管作成加料孔和防炸孔，并将防炸孔导入水中，收集合成中跑掉的ClO2气体。一般加料后，立即将桶摇两下，待放热完全，稀释后再向虾池中施放。
    有一天15:00，气温34℃。一个操作者加料后没有立刻摇桶，过了约十几min，他无意识地推了桶一下，一碰桶，就是巨大的闷雷声。桶底立即呈半圆球状，合成液从桶底的边缝流出。
    这也是一次气体爆炸。新桶的铁皮与塑质内衬复合体耐受力是相同的，只炸在桶底的原因是:液体占桶容量的80%，而上部有气空间只占20%,就是说ClO₂气体的体积很小，爆炸力量不可能大，而桶底承受液体的力要大于其它部位。故桶底被炸鼓、炸开缝。
    4 事故4
    为防爆，用25L深蓝色、壁厚3mm、盖上留有直径3mm的孔，原盛H2O2的塑料桶(1kg NaCLO3溶入1L水中，加还原剂，加催化剂，加1kgH2SO4生产ClO₂)。小样小体积，在虾池边的生产产热少，散热快，ClO2的产率很低。有一次留1桶在池边过夜，拟测其延长反应时间，产率是否高些?次日在日出后约50min，在无风、无其它影响下，爆炸了。炸缝在桶上部呈水平位(裂开桶圆周的50%以上)。桶内合成的ClO2溶液安然无恙，且液位较前稍高。这是又一次ClO₂气体在常温(环境25℃)、常压(桶盖有孔)下的爆炸。
    5 事故5
    第3、4 次爆炸使人觉得防爆孔太小或受阻就起不了作用似的。于是就在200L的1cm厚塑料合成桶的上盖开了一个直径约18cm、呈45°倾斜的防爆孔。合成时将锯下的圆板放到孔上盖薄膜上，再压上数kg重的砂袋。
    有一次生产中，用料量约占50L ，就是80%的内容积是被CIO₂气体所占。约十几min后，操作者偶然碰到这个桶，立即强烈爆炸，炸后，防爆孔上的圆板飞在20 m处的地里，而5吨左右的砂袋落在l0m远、5m高的房顶上。桶内的合成液依然如故，这显然是ClO₂气体爆炸。
    6 事故6
    可载重8t的空载卡车上装载了18个铁皮桶，每桶装50kg亚氯酸钠，行走在公路上。突然一个
    桶发生爆炸，这个桶飞向空中数m,引起车子上其余17桶的连锁爆炸、起火。结果车子被烧毁，驾驶室内3人虽然逃脱，但都被烧伤，住院治疗。
    这次爆炸的原因是ClO₂气体爆炸引起亚氯酸钠爆炸，还是一开始就是亚氯酸钠爆炸还不能肯定。怀疑有气体爆炸的理由是这批亚氯酸钠已出厂多年，盛装桶锈蚀严重，且亚氯酸钠已吸湿结块，桶内可能已有ClO2释放甚至分解成氯气和氧气。而桶飞向空中，又可能与亚氯酸钠固体爆炸有关。
    7 预防措施
    这6次爆炸均未死人，是万幸。在此只能提供简单情况，至于爆炸的原因及预防还有待人们去分析和努力探讨。但有两点是明确的:首先，几次爆炸都是在正常大气压下，混合气体中ClO2气体引起的爆炸，它决不是压力过大引起的爆炸，也不是低于大气压的负压爆炸;其次ClO2与O2爆炸的波速是126m/s，所以按通常意义上的留有小防爆孔或者将小孔出口引到较远的水内或空中，当爆炸发生时并不一定能有泄爆作用。由此也可看出，负压生产ClO₂是防爆的重要技术措施之一;其次，凡是二氧化氯反应釜，都应设置适当的防爆炸装置。
    具体预防措施可参考如下建议。
    ⑴要控制二氧化氯(OClO)混合气体(主要指与空气混合)的浓度，以防爆炸。Stedman在1951年指出空气中二氧化氯达7%—8%是危险的;而Fawcett则证明空气中含10%二氧化氯，在10kPa分压力下，有任何起爆能量，如阳光、热和电荷的激发，都可发生爆炸。国内另有资料介绍液体内ClO2含量达30%就有爆炸危险。
    ⑵Lopez等研究表明，ClO2慢热解是318—333 K及初始压力在53—1600 Pa之间，也就是温度大于336 K，压力在13—932Pa时，气态ClO2就处于爆炸的临界状态。这就要求人们必须将气态ClO2控制在这一界限以下。同时，若延长诱导期，产生三氧化二氯中间体，即使无光也会起爆;更要尽可能避免紫外线照射。
    ⑶要努力隔开ClO2的引爆物质。据1985年以前资料的介绍，有一氧化碳(Mellor,1941)、氟化铵(Lawless,19 68);碳 氢化合物—甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丁二烯(Leleu,1979),氢(Mellor,1941)，汞(Mellor,1941);非金属—磷、硫、糖等19种能使亚氯酸盐引爆的物质。另有资料记载:能引起ClO2爆炸的物质有酸类、油类、炭粉末、磷、二价硫化物、硫化锌、铂棉、水溶性燃料、醇类、酰胺类、酮类和还原性物质等达79种之多。今后生产和处理ClO2、亚氯酸盐时一定要防止这些物质的混入。
    ⑷要严格执行有关规定，以确保生产、运输、销售和使用的安全。ClO2的母体亚氯酸盐是强氧化剂，ClO2是反应性化学危险品。它们对震动、撞击、摩擦、阳光和电荷这些引爆能量是敏感的，只有严格执行有关规定和规程，才能避免事故发生。本文介绍的事故6中，亚氯酸钠桶是散放在车子上的，如果事先在桶下垫些防震材料并将桶适当固定，车子在行驶中没有撞击，这次事故是可以避免的。