刘军

上海和辉光电股份有限公司 上海 200540

氯气作为一种危险化学品，不注重其安全供应与使用，会造成较为严重的人身伤害与经济损失，导致较大的安全影响，从而产生较为负面的社会影响。因此不仅是对员工个人的人身安全负责，还是对于企业的永续经营考量，都必须要避免氯气事故的发生，加强对液氯供应与使用的安全管理工作。在熟知氯气安全特性的基础上，通过对氯气供应系统安全技术措施的研究，对氯气供应作业的分析，及时发现其中的问题，采取有效的安全措施，确保氯气安全供应，才能保障人身安全与企业的经营安全。

1 氯气特性和危害

氯气是一种有辛辣刺鼻味道的黄绿色气体，液氯颜色为琥珀色，具有刺激性气味，分子重量为71，液氯的相对密度（水=1）为1.6，其沸点为-34℃。氯气含有剧毒，会引发中毒现象，液氯具有很强的刺激性，会导致灼伤。氯气比较活泼，是一种强氧化剂，能够与其他气体结合。氯气无法在空气中燃烧，但是能够作为助燃剂使用，若是易燃气体与氯气混合会形成具有爆炸性的气体[1]。同时，氯气能够和多种化学品产生强烈反应，进而导致爆炸，例如异丙醇、氢气等。

氯气作为一种强烈的刺激性有毒气体，对人体健康会产生严重的危害，其主要的危害方式为皮肤接触、眼睛接触与吸入。直接接触，会引起皮肤与眼睛的严重刺激与灼伤。吸入氯气可能会对人体呼吸系统以及其他器官产生严重的破坏作用，氯气若是与呼吸道粘液发生反应就会产生盐酸、新生态氧等物质，盐酸会腐蚀粘膜组织，新生态氧会毒害细胞原浆，进而导致肺部器官呼吸功能失去，引发窒息死亡[2]。

不同浓度的氯气对人体的危害是不同的。即使是高浓度氯气引起的急性中毒也存在不同程度的区别：轻度者会有流泪、咳嗽、胸闷以及气管与支气管炎症等表象；中度中毒者会出现呼吸困难、肺水肿、紫绀等现象；重者会发生严重窒息、昏迷与休克，可出现气胸、纵膈气肿等并发症。若是吸入的氯气浓度极高，可引起“电击样”死亡现象。长期低浓度接触氯气，可引起慢性咽炎、支气管炎、牙齿酸蚀症等慢性影响。

同时，氯气对环境也具有极大的危害，会对大气与水体造成污染，尤其是对水生生物的毒性非常大。由此可见，氯气的安全管理工作非常的重要，一旦发生泄漏现象，危害巨大。因此，必须对氯气的供应与使用做好充分的安全措施。

2 氯气供应系统的安全管控措施

在光电显示行业内，氯气主要运用于蚀刻制程。在蚀刻制程设备干蚀刻机台内部，氯气会将镀膜在玻璃基板上面的钼、铝、钛等金属膜层蚀刻清理，产生的金属氯化物，通过密闭的酸碱排气系统与尾气净化系统处理合格后达标排放。

2.1 氯气供应设备及安全技术措施

氯气供应系统是将氯气从液氯钢瓶供应至蚀刻机台，并在供应的各个环节设置有压力监控与泄漏检测传感器对氯气供应安全实时监控的输送系统。主要设备包括特殊气体供应柜、气体分配箱、氯气侦测器。特殊气体供应柜可连接2个液氯钢瓶，分为左右两侧，当一侧液氯钢瓶使用完毕时，可自动切换至另一侧，供应柜可将高压的氯气调节至适当压力输送至分配箱。气体分配箱将供应柜输送来的气体，再次经过调压至蚀刻设备所需压力，分配至不同的蚀刻设备，从而达到同一气源同时供应不同设备的目的。供应柜与分配箱都具有PLC控制系统，可对其运行设置相应的安全参数，当运行异常时，可发出报警甚至可自动关闭整个供应系统。

为了避免与防止氯气在供应、输送、使用过程中出现泄漏，氯气供应系统在设计与建造时，充分考虑了氯气的危害特性，采用了充分的安全技术措施。首先，在材质选择上，供应系统中凡是接触到氯气的管路、阀门、管件等，均选用耐腐蚀的316L EP级不锈钢。316L EP级不锈钢为低碳含有金属镍的不锈钢，具有较强的抗腐蚀性；同时在管路、阀门管件的内壁进行电解抛光处理，管路阀件内壁的粗糙度为Ra<=0.15mm，Rmax<0.5mm，极为光滑，可减少氯气在微观环境下与管件内壁的接触面积从而降低被腐蚀的风险。其次，氯气的输送管路采用双套管路供应，内管路供应氯气；外管路与内管路之间抽成真空负压，不管是内管路还是外管路发生泄漏，真空负压会上升，触发报警值而产生报警，可自动联动供应柜以停止氯气供应。再者，氯气供应柜、分配箱采用密封设置、连续负压排风的结构形式，同时在氯气供应柜与分配箱的排风管上，装置有氯气侦测器可以实时对其进行泄漏侦测。一旦发生泄漏，氯气侦测器将发生声光报警，并同时联动供应柜以停止氯气供应。侦测器报警值的设置一般以TLV值为基准，高报警为1/2的TLV值，高高报警为TLV。

为了避免氯气泄漏后逸散而扩大氯气泄漏的危害范围，氯气的供应房间在设计与建造时，也配备充足的安全技术措施。首先，氯气供应间设置有强制排风系统，保障房间通风，同时在氯气出现泄漏时，侦测器报警可以进一步联动空间排风，提高空间排风量，可以将泄漏的氯气尽快地排放至处理系统中。其次，氯气供应间设置有雨淋系统，侦测器同样可以将其联动，从而可以溶解泄漏逸散出的氯气，消除氯气扩散，降低其影响范围。而产生的含氯废水可通过专属的地漏系统排至废水系统处理。再者，供应间附近放置有充足的氯气扑消器与合格适当的个人防护用品，以备应急人员着装扑消氯气。最后，氯气作为一种剧毒化学品，其供应间设置有门禁报警系统与实时视频摄像监控，以确保氯气的使用安全。

2.2 氯气供应系统作业及安全管理措施

氯气供应系统是借助液氯钢瓶的充装压力作为动力源，将氯气输送至蚀刻机台。当一侧钢瓶切换至另一侧时，可以实现自动切换，而达到不间断供气的效果。但是在氯气的供应过程中，有两种情形需要人员手动作业。一是供应系统的阀门、调节阀、压力传感器等部件异常故障需要更换的情形，即更换维修部件；二是氯气供应柜一侧在线供应的液氯钢瓶重量使用至原重量10%时，会自动切换至备用侧的满瓶，而后对“空钢瓶”更换下线、对新液氯钢瓶更换上线的操作情形，即更换钢瓶作业。

两种人员手动作业发生的时机是不同的，所采取的安全管理措施也是不一样的。更换维修部件是偶发异常处理，针对每次的异常点不同，须依据实际情况进行作业安全分析，然后依据作业安全分析的结果，制定专项的工作方案与安全管理方案[3]。更换钢瓶是日常运行工作的一部分，是项例行性的作业，每次更换的作业流程与内容都是相同，因此依据作业流程与内容，制定标准的安全检查表，每次更换钢瓶，都必须严格按照安全检查表的内容逐一落实实施。

两种更换作业过程中所可能存在的风险与安全管理措施是基本相同的。更换前，更换部位及其上下游必须将更原有的氯气置换吹扫干净，光电行业一般都是采用99.9999%的氮气进行置换，置换次数达100次以上。更换时，依据更换部位的实际情况，必须对更换部位实施双阀隔离操作。同时作业人员必须穿戴自助式呼吸器与C级防护服等适当的个人防护用品，手持便携式氯气侦测器。更换操作时，应缓缓打开更换部位的连接口处，同时使用便携式氯气侦测器进行侦测，侦测器无读值报警时再全部打开，否则反方向锁紧连接口，再次进行置换吹扫。更换完成后，须对更换部位使用氦检测的方式检测气密性，气密性达标后，再次使用高纯度的氮气对管件内清洁吹扫，吹扫完成后才可恢复氯气供应。

2.3 氯气供应的应急安全管理措施

氯气供应系统及其作业过程，设置与制定了充分的安全技术与管理措施。但在氯气的运行安全管理中，还必须编制氯气泄漏安全应急专案。首先，安全应急专案必须经过科学严谨的论证，必须对企业自身的氯气供应系统具有很强的针对性与可实施性。其次，氯气供应系统的操作及应急人员必须经过专业培训持证上岗，对氯气及其供应系统熟识，对应急专业经过专门培训，并依据应急专案定期演练，提高应急人员的熟练度，方能快速响应、及时处置。

3 结语

氯气使用单位，必须要保证氯气供应与使用的安全。对其氯气供应系统的安全技术措施，必须定期检测其安全技术设施的可靠性；对其氯气供应作业的安全管理措施，必须定期检查其执行的落实程度；对其氯气泄漏应急措施，必须定期演练以提升应急的有效性。总之，氯气的使用单位必须认真监管、加强管控、及时改进与完善，以保障氯气供应使用的安全。