CN106442875A - 一种危险化学品泄漏处置实验模拟系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于危险化学品处置技术研究领域，尤其涉及一种危险化学品泄漏处置实验模拟系统及方法。本发明包含气态和液态危险化学品泄漏模拟装置和固体粉剂和液体洗消剂洗消处置模拟装置，在特制的试验空间内进行危险化学品洗消和处置效果的试验，通过试验过程在线浓度检测判断反应进程和试验效果。通过开关和流量控制切换不同的泄漏模拟和处置模拟方式。试验空间底部有活门与下部废液固废处置系统连接，有通风管道与下部气体处置系统连接，可实现试验后环保达标排放。本发明与静态试验和动态实验相比，试验过程可控性和结果可靠性大大增加，试验效率提高数倍，处置后残留物有专用尾气清扫与废水处理，对环境影响小。
Description
技术领域
本发明属于危险化学品处置技术研究领域，尤其涉及一种危险化学品泄漏处置实验模拟系统及方法。
背景技术
危险化学品在储运过程易发生跑冒滴漏直至小中大型泄漏。针对不同泄漏过程的处置技术主要有吸附反应、覆盖、导引、围栏等，其中远距离喷撒洗消剂进行覆盖吸附反应是其中最为安全有效的方法。
与危化品进行吸附反应的物质被称为洗消剂，为验证洗消剂的进行吸附反应的效果，需要进行一系列的试验来进行筛选验证。主要有静态试验和动态试验两类方法。静态试验主要在实验室内完成，在密闭试验空间内，将危化品与洗消剂进行不同量的混合，通过测定危化品浓度的变化来判断反应的程度。动态试验主要在开阔空间完成，通过模拟实际泄漏和处置过程，来判断处置剂的效果。
静态试验的特点是效率高，不足的地方是与实际泄漏过程差别较大，用来估算实际泄漏过程洗消剂的用量与效果之间的关系误差较大。动态试验能模拟真实的泄漏和处置过程，但其试验过程可控程度不够，受自然环境变化的影响较大，很难得到可控稳定的结果。且动态和静态试验均易对环境造成二次污染。
中国专利申请号201510166049.9公开了一种化学品泄漏处理系统，用以减少化学品泄漏对人和环境造成的危害，提高化学品泄漏处理的自动化管理。上述化学品泄漏处理系统包括用于存储化学品的化学品柜，化学品柜内设有化学品存储罐，用于排放化学品柜内泄漏化学品的泄漏排放管路以及用于将化学品存储罐内的化学品输出的第一输出管路，泄漏排放管路和第一输出管路上分别设有第一控制阀和第二控制阀，还包括侦测装置，用于检测化学品柜内的化学品泄漏量；泄漏处理装置，用于向化学品柜内喷洒处理剂；与侦测装置和泄漏处理装置信号连接的控制装置，用于根据化学品泄漏量与设定阈值的比较结果，控制第一控制阀、第二控制阀以及泄漏处理装置的开、关。该发明的缺点是可控性单一。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种危险化学品泄漏处置实验模拟系统，所述模拟系统包括试验箱、气体压缩储存装置、储液罐、固态洗消剂罐和液态洗消剂罐，试验箱分为上部的试验台和下部的三废处置装置，试验台的上部、中部、下部的对角线处分别设置6台检测仪器，试验台的上部、中部、下部的的2个检测仪器相对于中心对称，每列检测仪器在竖直的位置相同，试验台通过第一管道连接气体压缩储存装置，试验台通过第二管道连接储液罐，在试验台的顶部设有粉剂喷嘴和液体喷嘴，粉剂喷嘴通过第三管道连接固态洗消剂罐，液体喷嘴通过第四管道连接液态洗消剂罐，所述三废处置装置包括设置在试验箱的一侧的抽气泵和并列设置试验箱底部的碱性液体储罐和活性炭吸附装置，碱性液体储罐和活性炭吸附装置之间设置废物收集桶，所述三废处置装置的出口设有一台检测仪器，所述气体压缩储存装置、储液罐、固态洗消剂罐、液态洗消剂罐、检测仪器和三废处理装置均与控制装置电连接。
进一步的，所述试验箱内设置1个隔离的全景摄像窗口。
进一步的，所述试验箱的容积不小于4m3，所述试验箱箱内压力不大于0.1大气压。
进一步的，所述第一管道上设有止逆阀，所述第二管道上设有止逆阀和计量泵。
进一步的，所述气体压缩储存装置通过减压调速开关连接气体施放口，所述储液罐通过提升泵和调速开关连接液体施放口。
进一步的，所述试验箱中部垂吊一根不超过50cm长接地金属丝。
进一步的，试验台后侧玻璃窗口采用泄压模式，试验箱内压力超过0.1Mpa，玻璃窗口打开。
进一步的，下层检测仪器距试验箱底高为0.2～0.3m，上层检测仪器距试验箱底高为1.2～1.5m。
本发明还提供一种危险化学品泄漏处置实验模拟方法，其包括如下步骤：
步骤1，查验设备，先确认试验箱的密封耐压性完好，使气体压缩储存装置、储液罐、固态洗消剂罐、液态洗消剂罐、检测仪器和三废处理装置处于正常状态；
步骤2，模拟气态危险化学品或液态危险化学品的泄漏，开启气体压缩储存装置或储液罐的阀门，施放气态或液体的化学品到试验箱内，记录时间和浓度，经6台检测仪器测定浓度，确认模拟状态均匀稳定后，关闭气体压缩储存装置或储液罐的阀门；
步骤3，开启固态洗消剂或气态洗消剂处置效果试验，固态洗消剂罐或液态洗消剂罐，释放固态洗消剂或液态洗消剂，进行洗消实验，并记录时间和浓度，实验过程中6台检测仪器进行在线浓度和视频监控，待浓度降低到安全健康限定值后，试验结束，关闭固态洗消剂罐或液态洗消剂罐；
步骤4，净化试验后尾气，启动三废处理装置的碱性液体吸收、活性炭吸附或活性炭吸附，使废气经过碱性液体或活性炭吸附净化，残余固废从试验箱的活动孔直接落入废物收集桶中。
进一步的，步骤3所述固态洗消剂的喷洒流量为5～30kg/min，液态洗消剂喷洒流量为1～20L/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明所述模拟系统专用于实验室和小试级别危险化学品泄漏处置试验，在可控受限空间内模拟液态或气态危险化学品的泄漏过程与液态洗消剂或固态洗消剂的喷洒洗消过程。与静态试验和动态实验相比，试验过程可控性和结果可靠性也大大增加，试验效率提高数倍，处置后残留物有专用尾气清扫与废水处理，对环境影响小
附图说明
图1为本发明所述模拟系统的结构示意图。
图中所示：1-试验箱，11-全景摄像窗口，2-气体压缩储存装置，21-第一三通，22-第一管道，23-装危险化学品的钢瓶，24-装压缩洁净空气的钢瓶，25-气体施放口，3-储液罐，31-计量泵，32-第二管道，33-液体施放口，4-固态洗消剂罐，41-粉剂喷嘴，42-第三管道，43-高压空气罐，44-第二三通，5-液态洗消剂罐，51-液体喷嘴，52-第四管道，53-高压清水罐，54-第三三通，6-检测仪器，7-三废处理装置，71-碱性液体储罐，72-活性炭吸附装置，73-废物收集桶，74-抽气泵，8-止逆阀，9-减压阀，10-试验台。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明所述模拟系统包括试验箱1、气体压缩储存装置2、储液罐3、固态洗消剂罐4和液态洗消剂罐5，试验箱1分为上部的试验台10和下部的三废处置装置7，试验台10分上层、中层、下层的对角线处设置6台检测仪器6，同层的2个检测仪器6相对于中心对称，每列检测仪器6在竖直的位置相同，试验台10通过第一管道22连接气体压缩储存装置2，试验台10通过第二管道32连接储液罐3，在试验台10的顶部设有粉剂喷嘴41和液体喷嘴51，粉剂喷嘴41通过第三管道42连接固态洗消剂罐4，液体喷嘴51通过第四管道52连接液态洗消剂罐5，所述三废处置装置7包括设置在试验箱1的一侧的抽气泵74和并列设置试验箱1底部的碱性液体储罐71和活性炭吸附装置72，碱性液体储罐71和活性炭吸附装置72之间设置废物收集桶73，所述三废处置装置7的出口设有一台检测仪器(图中未示)，所述气体压缩储存装置2、储液罐3、固态洗消剂罐4、液态洗消剂罐5、检测仪器6和三废处理装置7均与控制装置电连接。
根据实际需要，试验箱1上部试验台10上层是长×宽×高分别为1.4m×1.4m×1.8m的立方体型实验柜，底部中间下凹，有长×宽分别为40cm×40cm的活门与下部三废处置装置7连通，下部三废处置装置7部分为长×宽×高分别为1.4m×1.4m×0.8m的立方体。碱性液体储罐71和活性炭吸附装置72分列在三废处置装置7两侧，中间是废物收集桶73，承接由上部活门落下的固废及废液。
气体压缩储存装置2包括装危险化学品的钢瓶23和装压缩洁净空气的钢瓶24，危险化学品的钢瓶23和装压缩洁净空气的钢瓶24通过第一三通21与第一管道22相联通，用来对试验箱1内进行气体置换。所述装危险化学品的钢瓶23通过减压调速开关连接气体施放口25，装危险化学品的钢瓶23和装压缩洁净空气的钢瓶24释放气体时通过减压阀9和流量计(图中未示)对流量进行调节。储液罐3通过提升泵和调速开关连接液体施放口33。
所述试验箱1内设置1个隔离的全景摄像窗口11。
所述试验箱1的容积不小于4m3，所述试验箱1由防爆玻璃及角钢制作而成，所述试验箱1箱内压力不大于0.1大气压。
所述第一管道22上设有止逆阀8，所述第二管道32上设有止逆阀8和计量泵31。
所述固态洗消剂罐4为自身带压固体粉剂罐，与高压空气罐43并联，通过第二三通44连接粉剂喷嘴41；所述液态洗消剂罐5为带压洗消剂罐，和高压清水罐53并联，通过第三三通54与液体喷嘴51连接。
所述试验箱1中部垂吊一根不超过50cm长接地金属丝。
试验台10后侧玻璃窗口(图中未示)采用泄压模式，试验箱1内压力超过0.1Mpa，玻璃窗口打开。所述玻璃窗口设置在试验台10后立面的上方。
下层检测仪器6距试验箱1底高为0.2～0.3m，上层检测仪器6距试验箱1底高为1.2～1.5m。
碱性液体储罐71设有气体分布器(图中未示)，所述气体分布器伸入到碱性液体下，以便于废气均匀吸收。
实施例2
本发明所述一种危险化学品泄漏处置实验模拟方法，其包括如下步骤，
步骤1，先确认试验箱1的密封耐压性完好，检测气体压缩储存装置2、储液罐3、固态洗消剂罐4、液态洗消剂罐5、检测仪器6和三废处理装置7正常；
步骤2，开启气体压缩储存装置2或储液罐3的阀门，施放气态或液体的化学品到试验箱1内，气态的化学品为硫化氢气体，液体的化学品为甲醇、汽油、苯胺或苯乙烯中的一种，记录时间和浓度，经6台检测仪器6测定浓度，确认模拟状态均匀稳定后，关闭气体压缩储存装置2或储液罐3的阀门；
步骤3，开启固态洗消剂罐4或液态洗消剂罐5，释放固态洗消剂或液态洗消剂，进行洗消实验，并记录时间和浓度，实验过程中6台检测仪器6进行在线浓度和视频监控，待浓度降低到安全健康限定值后，试验结束，关闭固态洗消剂罐4或液态洗消剂罐5；所述固态洗消剂的喷洒流量为5-30kg/min，液态洗消剂喷洒流量为1～20L/min。
步骤4，启动三废处理装置7的碱性液体吸收或活性炭吸附，使废气经过碱性液体或活性炭吸附净化，残余固废从试验箱1的活动孔直接落入箱下方废物收集桶73中。
实施例3
本发明所述模拟方法用于处理硫化氢气体，其包括如下步骤，
步骤1，先确认试验箱1的密封耐压性完好，能耐0.1个大气压力以内的变化，检测储存硫化氢气体源的气体压缩储存装置2的压力在2Mpa以上，且和试验箱1连接良好，固态洗消剂罐4和粉剂喷嘴41状态正常，硫化氢的检测仪器6检测正常，并在检测仪器6进样口前端安装过滤头，三废处理装置7末端出口的检测仪器状态正常；
步骤2，开启气体压缩储存装置2的阀门，施放硫化氢气体到试验箱1，流量为1L/min，经6台检测仪器6测定浓度，其中中部检测仪器6探测试验箱1硫化氢气体的浓度随时间的变化为：0min、0ppm；1min，221ppm；3min、478ppm；5min、903ppm；7min、1003ppm；确认模拟状态均匀稳定后，即箱内硫化氢浓度到1000ppm后，关闭气体压缩储存装置2的阀门；
步骤3，开启固态洗消剂罐4，释放固态洗消剂，流量为10kg/min，进行洗消实验，实验过程中6台检测仪器6进行在线浓度和视频监控，其中中部检测仪器6探测试验箱中硫化氢气体的浓度随时间的变化为：0min、1003ppm；1min，869ppm；4min、432ppm；7min、220ppm；11min、28ppm；待硫化氢浓度降低到安全健康限定值10mg/m3后，试验结束，关闭固态洗消剂罐4；
步骤4，启动三废处理装置7的碱性液体吸收或活性炭吸附，使废气经过碱性液体或活性炭吸附净化，残余固废从试验箱1的活动孔直接落入废物收集桶73中。
实施例4
本发明所述模拟方法用于处理甲醇，其包括如下步骤，
步骤1，先确认试验箱1的密封耐压性完好，能耐0.1个大气压力以内的变化，检测储存甲醇的储液罐3与试验箱1连接良好，固态洗消剂罐4和粉剂喷嘴41状态正常，检测仪器6检测正常，并在检测仪器6进样口前端安装过滤头，三废处理装置7末端出口的检测仪器状态正常；步骤2，开启储液罐3的阀门，施放甲醇溶液到试验箱1，流量为50mL/min，5min后关闭储液罐3的阀门经6台检测仪器6测定浓度，其中中部检测仪器6探测试验箱1中甲醇的浓度随时间的变化为：0min、0ppm；1min，51ppm；3min、142ppm；5min、190ppm；7min、210ppm；
步骤3，开启固态洗消剂罐4，释放固态洗消剂，流量为10kg/min，进行洗消实验，实验过程中6台检测仪器6进行在线浓度和视频监控，其中中部检测仪器6探测试验箱1中甲醇的浓度随时间的变化为：0min、210ppm；1min，114ppm；3min、87ppm；5min、69ppm；7min、51ppm；试验结束，关闭固态洗消剂罐4；
步骤4，启动三废处理装置7的活性炭吸附装置72，使废气经过活性炭吸附装置72净化，残余固废从试验箱1的活动孔直接落入废物收集桶73中。
实施例5
本发明所述模拟方法用于处理硫化氢气体，其包括如下步骤，
步骤1，先确认试验箱1的密封耐压性完好，能耐0.1个大气压力以内的变化，检测储存硫化氢气体源的气体压缩储存装置2的压力在2Mpa以上，且和试验箱1连接良好，液态洗消剂罐5和液体喷嘴41状态正常，硫化氢的检测仪器6检测正常，并在检测仪器6进样口前端安装过滤头，三废处理装置7末端出口的检测仪器状态正常；
步骤2，开启气体压缩储存装置2的阀门，施放硫化氢气体到试验箱1，流量为1L/min，经6台检测仪器6测定浓度，其中中部检测仪器6探测试验箱1硫化氢气体的浓度随时间的变化为：0min、0ppm；1min，201ppm；3min、463ppm；5min、998ppm；7min、1002ppm；确认模拟状态均匀稳定后，即箱内硫化氢浓度到1000ppm后，关闭气体压缩储存装置2的阀门；
步骤3，开启液态洗消剂罐5，释放液态洗消剂，流量为5L/min，进行洗消实验，实验过程中6台检测仪器6进行在线浓度和视频监控，其中中部检测仪器6探测试验箱1中硫化氢气体的浓度随时间的变化为：0min、1002ppm；1min，438ppm；3min、211ppm；5min、98ppm；7min、16ppm；待硫化氢浓度降低到安全健康限定值10mg/m3后，试验结束，关闭固态洗消剂罐4；
步骤4，启动三废处理装置7的碱性液体吸收或活性炭吸附，使废气经过碱性液体或活性炭吸附净化，残余固废从试验箱1的活动孔直接落入废物收集桶73中。
实施例6
本发明所述模拟方法用于处理甲醇，其包括如下步骤，
步骤1，先确认试验箱1的密封耐压性完好，能耐0.1个大气压力以内的变化，检测储存甲醇的储液罐3与试验箱1连接良好，液态洗消剂罐5和液体喷嘴51状态正常，检测仪器6检测正常，并在检测仪器6进样口前端安装过滤头，三废处理装置7末端出口的检测仪器状态正常；步骤2，开启储液罐3的阀门，施放甲醇溶液到试验箱1，流量为50mL/min，5min后关闭储液罐3的阀门，经6台检测仪器6测定浓度，其中中部检测仪器6探测试验箱1中甲醇的浓度随时间的变化为：0min、0ppm；1min，48ppm；3min、132ppm；5min、179ppm；7min、205ppm；
步骤3，开启液态洗消剂罐5，释放液态洗消剂，流量为5Lmin，进行洗消实验，实验过程中6台检测仪器6进行在线浓度和视频监控，其中中部检测仪器6探测试验箱中甲醇的浓度随时间的变化为：0min、205ppm；1min，89ppm；3min、32ppm；5min、18ppm；7min、8ppm；试验结束，关闭液态洗消剂罐5步骤4，启动三废处理装置7的活性炭吸附装置72，使废气经过活性炭吸附装置72净化，残余固废从试验箱1的活动孔直接落入废物收集桶73中。
Claims (10)
1.一种危险化学品泄漏处置实验模拟系统，其特征在于，所述模拟系统包括试验箱、气体压缩储存装置、储液罐、固态洗消剂罐和液态洗消剂罐，试验箱分为上部的试验台和下部的三废处置装置，试验台的上部、中部、下部的对角线处分别设置6台检测仪器，试验台的上部、中部、下部的的2个检测仪器相对于中心对称，每列检测仪器在竖直的位置相同，试验台通过第一管道连接气体压缩储存装置，试验台通过第二管道连接储液罐，在试验台的顶部设有粉剂喷嘴和液体喷嘴，粉剂喷嘴通过第三管道连接固态洗消剂罐，液体喷嘴通过第四管道连接液态洗消剂罐，所述三废处置装置包括设置在试验箱一侧的抽气泵和并列设置试验箱底部的碱性液体储罐和活性炭吸附装置，碱性液体储罐和活性炭吸附装置之间设置废物收集桶，所述三废处置装置的出口设有一台检测仪器，所述气体压缩储存装置、储液罐、固态洗消剂罐、液态洗消剂罐、检测仪器和三废处理装置均与控制装置电连接。
2.按照权利要求1所述模拟系统，其特征在于，所述试验箱内设置1个隔离的全景摄像窗口。
3.按照权利要求1所述模拟系统，其特征在于，所述试验箱的容积不小于4m3，所述试验箱箱内压力不大于0.1大气压。
4.按照权利要求1所述模拟系统，其特征在于，所述第一管道上设有止逆阀，所述第二管道上设有止逆阀和计量泵。
5.按照权利要求1所述模拟系统，其特征在于，所述气体压缩储存装置通过减压调速开关连接气体施放口，所述储液罐通过提升泵和调速开关连接液体施放口。
6.按照权利要求1所述模拟系统，其特征在于，所述试验箱的中部垂吊一根不超过50cm长接地金属丝。
7.按照权利要求1所述模拟系统，其特征在于，试验台后侧玻璃窗口采用泄压模式，试验箱内压力超过0.1Mpa，玻璃窗口打开。
8.按照权利要求1所述模拟系统，其特征在于，下部检测仪器距试验箱底高为0.2～0.3m，上部检测仪器距试验箱底高为1.2～1.5m。
9.一种危险化学品泄漏处置实验模拟方法，其包括如下步骤：
步骤1，查验设备，先确认试验箱的密封耐压性完好，使气体压缩储存装置、储液罐、固态洗消剂罐、液态洗消剂罐、检测仪器和三废处理装置处于正常状态；
步骤2，模拟气态危险化学品或液态危险化学品的泄漏，开启气体压缩储存装置或储液罐的阀门，施放气态或液体的化学品到试验箱内，记录时间和浓度，经6台检测仪器测定浓度，确认模拟状态均匀稳定后，关闭气体压缩储存装置或储液罐的阀门；
步骤3，开启固态洗消剂或气态洗消剂处置效果试验，固态洗消剂罐或液态洗消剂罐，释放固态洗消剂或液态洗消剂，进行洗消实验，并记录时间和浓度，实验过程中6台检测仪器进行在线浓度和视频监控，待浓度降低到安全健康限定值后，试验结束，关闭固态洗消剂罐或液态洗消剂罐；
步骤4，净化试验后尾气，启动三废处理装置的碱性液体吸收、活性炭吸附或活性炭吸附，使废气经过碱性液体或活性炭吸附净化，残余固废从试验箱的活动孔直接落入废物收集桶中。
10.按照权利要求9所述模拟方法，其特征在于，步骤3所述固态洗消剂的喷洒流量为5～30kg/min，液态洗消剂喷洒流量为1～20L/min。
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