Xreferat.com » Рефераты по безопасности жизнедеятельности » Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации

Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации

ВВЕДЕНИЕ


На промышленных предприятиях приходиться осуществлять не только разделение растворов на составляющие их компонентов, но и процессы разделения газовых и паровых смесей.

Для разделения газовых и паровых смесей чаще всего используют сорбционные процессы. В основе сорбционных процессов лежит избирательная способность к поглощению отдельных компонентов смеси.

Сорбция - поглощение газов, паров и растворенных веществ твердыми телами и жидкостями. Виды сорбции:

- адсорбция;

- абсорбция;

- хемосорбция;

- капиллярная конденсация.

Адсорбция - процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси или раствора твердым веществом - адсорбентом.

Абсорбция - процесс поглощения паров или газов из газовых или паро-газовых смесей жидкими поглотителями - абсорбентами.

Хемосорбция - поглощение одного вещества другими, сопровождающиеся химической реакцией (поглощение аммиака водой, поглощение влаги и кислорода металлами).

Капиллярная конденсация - паров в микропористых сорбентах (она происходит вследствие того, что давление паров над вогнутым мениском жидкости в смачиваемых ею узких капиллярах меньше, чем давление насыщенного пара над плоской поверхностью жидкости при той же температуре).

Смесь паров или газов, направляемых на абсорбцию или адсорбцию называют абсорбтивом или адсорбтивом, а вещества используемые как поглотитель называют абсорбентом или адсорбентом.

Рекуперация - метод улавливания или выделения органических растворителей с целью их повторного использования.

Процессы абсорбции применяются для:

- извлечения ценных компонентов из газовых смесей;

- санитарной очистки выпускаемых в атмосферу отходящих газов от сернистого ангидрида;

- как основная технологическая стадия ряда важнейших производственных процессов (например: абсорбция серного ангидрида в производстве серной кислоты и т.д.).

Абсорбенты обладают свойством селективности (изберательности) (каждый абсорбент лучше всего поглощает какие-то определенные газы и пары; другие составляющие газовой смеси им не поглощаются совсем или поглощаются незначительно.

Движущей силой, обуславливающей растворение газа или пара в абсорбенте, является разность концентраций его в растворе и над жидкостью (если концентрация в газовой фазе компонента, который улавливает, больше, чем в жидкости, значит идет процесс растворения, в противном случае поглощенный компонент будет выделяться из абсорбента).

Равновестность этой системы при постоянных давлении и температуре определяется законом Генри, в соответствии с которым растворимость газа пропорциональна его парциальному давлению над жидкостью:


Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации


где: Ха - молярная концентрация газа;

y - коэфициент Генри, зависящий от свойств газа и жидкости;

Ра - парциальное давление газа над жидкостью.

Процессы абсорбции, как правило, экзотермичны. Выделяющееся тепло будет повышать температуру процесса, что вызывает снижение поглотительной способности жидкости и условия абсорбции будут ухудшаться. С повышением давления растворимость газа в жидкости увеличивается, следовательно условия абсорбции будут улучшаться. Оптимальные условия ведения процесса абсорбции:

- пониженная температура;

- повышенное давление.

Аппараты, в которых осуществляется процесс абсорбции, называется абсорберами или скруберами.

Типы абсорбентов:

- насадочные;

- тарелочные;

- барботажные;

- распыливающие, разбрызгивающие.

Конструктивно они мало чем отличаются от ректификационных колонн соответствующего типа.

Процесс обратного извлечения из абсорбента уловленного компонента (процесс десорбции) осуществляется по разному:

- из раствора - ректификацией;

- из нестойкого химического соединения - путем нагревания или окисления.


Краткое описание производственного процесса


Из смеси паров и газов необходимое вещество можно выделить используя метод абсорбции. При улавливании паров этилового спирта из этилена в качестве абсорбента используется вода.

Ниже дано описание производственного процесса абсорбционной установки.

Поступающая на установку по линии 1 смесь пара и газа (этилен с парами этилового спирта) с начальным давлением 6 МПа подвергается охлаждению до температуры 10°С в водяных кожухотрубчатых холодильниках 2. Предварительное сжатие и охлаждение начальной смеси обеспечивается в последующем более эффективным улавливанием паров из смеси газов. Из холодильника 2 смесь пара и газа поступает в два последовательно соединённых абсорбера 3. Абсорберы представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты, внутренний объём которых заполнен насадкой в виде керамических колец. В верхнюю часть последнего по ходу газа абсорбера насосом 12 подаётся регенерированный и охлаждённый в холодильнике 14 поглотитель-абсорбент - вода. Абсорбент, проходя абсорберы навстречу движению газа, поглощает из него пары бензина или спирта и в виде насыщенного раствора поступает в сборник 16. Очищенный от пара газ (природный или этилен) выходит из последнего абсорбера по линии 4 и поступает в компрессор 7, сжимается до давления необходимого для дальнейшей его переработки. Сжатый газ по линии 8 отводится из компрессорной станции.

Насыщенный абсорбент из ёмкости 16 насосом 15 подаётся на разделение (десорбцию) в ректификационную колонну 5. Перед поступлением на десорбцию абсорбент подогревается до температуры кипения в подогревателе 13. Ректификационная колонне 5 имеет колпачковые тарелки. Рабочее давление в колонне приведено в табл.1, температура в верхней части колонны равна температуре кипения удавливаемой жидкости (этилового спирта), температура в нижней части колонны равна температуре кипения применяемого абсорбента (воды). Нижняя часть колонны имеет подогреватели.

Теплоносителем подогревателей ректификационной колонны 5 и подогревателя насыщенного абсорбента 13 является водяной пар.

В ректификационной колонне 5 из абсорбента отгоняются поглощённые им из начальной смеси пары этилового спирта. Отогнанный, из абсорбента пар выходит из верхней части колонны и поступает на конденсацию к охлаждение в конденсатор-холодильник 6. Поглощённый конденсат этилового спирта с температурой 20 оС поступает в емкость ректификата 10. Из ёмкости 10 часть жидкости насосом 11 подается в качестве флегмы на орошение ректификационной колонны 5, остальная часть отводится на склад в ёмкости готовой продукции.

Все основные аппараты технологической схемы размещены на открытой площадке. Колонные аппараты (абсорберы, ректификационные колонны) и непосредственно связанные с ними аппараты, расположены на трёхэтажной, металлической этажерке, имеющей две двухмаршевые лестницы. Холодильники, подогреватели и промежуточные емкости расположены на отдельных площадках. Площадки имеют по периметру бортики высотой 15 см для защиты от растекания разлившейся жидкости.

Параметры работы аппаратов приведены в табл. 1 и 2.


Табл.1 Исходные данные об аппаратах, оборудовании и помещении

Позиция

на рис.1.

Наименование оборудования Режим работы Размеры


Р, МПа t, оС d или l, м h, м
1 Линия подачи на абсорбцию 0,6 20 - -
2 Холодильник газа кожухатрубчатый 0,6 10 0,8 5
3 Абсорберы 0,5 15 1,5 30
4 Линия подачи газа к компрессору 0,45 15 - -
5 Десорбер (ректификационная колонна) 0,46 170 2,5 32
6 Конденсатор-холодильник кожухотрубчатый 0,15 20 0,8 5
7 Компрессор газовый 2,4 50 - -
8 Линия сжатого газа 2,4 50 - -
9 Межступенчатый холодильник 2,4 50 - -
10 Приемник уловленного продукта 0,12 15 3 8
11 Насос центробежный для подачи орошения 0,6 15 - -
12 Насос для подачи абсорбента в холодильник 0,6 - - -
13 Подогреватель насыщенного абсорбента 0,4 170 0,8 5
14 Холодильник абсорбента 0,6 15 0,3 5
15 Насос для подачи абсорбента на ректификацию 0,4 20 - -
16 Сборник насыщенного абсорбента 0,4 20 2 6

Табл.2 Исходные данные об оборудовании, подлежащем анализу техногенной опасности

№ оборудования исходные данные значение



абсорбер


Давление, МПА 0.11

Температура среды, оС 110

Диаметр, м 2

Высота, м 24

Паровой объем, % 80

Защита от давления Нет

Средства тушения Нет

Позиция

на рис. 1

Исходные данные Последняя цифра зачетной книжки


0
Насосная станция для сжатия природного газа Ширина помещения, м 12

Длина помещения, м 24

Высота помещения, м 10

Кратность вентиляции, 1/ч 8

Скорость воздуха, м/с 0.8
Насосная станция для сжатия этилена Ширина помещения, м 18

Длина помещения, м 24

Высота помещения, м 10

Кратность вентиляции, 1/ч 6

Скорость воздуха 0.4

Общий энергетический потенциал, Е, ГДж. 90

Анализ пожароопасных веществ, обращающихся в технологическом оборудовании


Сводная таблица показателей опасности, применяемых в производстве веществ

Вещества

Показатель

опасности

Вещества обращающиеся

в производственном процессе


Этилен Этиловый спирт
1 5 6
Агрегатное состояние Газ Жид.
Группа горючести Г4 Г4
Молекулярная масса 28.03 46.069
Температура плавления 0С - -114.15
Температура кипения 0С -103.7 78.39
Плотность г/см3 - 0.7893
Температура вспышки - 13
Стандартная энтальпия образования, кДж/моль - -234,8 (г)
Теплота сгорания, кДж/кг -1318 кДж/моль 281,38 (г) кДж/кг
Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/моль·K)
1,197 (г)
Энтальпия плавления ΔHпл (кДж/моль) - 4,81
Энтальпия кипения ΔНкип (кДж/моль)
839,3
Температура воспламенения, 0С -
Температура самовоспламенения, 0С 435 404
Летальная доза (ЛД50, в мг/кг)
9000
Нижний концентрационный предел распространения пламени 2.7 3.6
Верхний концентрационный предел распространения пламени 34 17.7
Нижний температурный предел распространения пламени, 0С - 11
Верхний температурный предел распространения пламени 0С - 41
Температура тления 0С - -
Условия теплового самовозгорания - -
Минимальная энергия зажигания, мДж 0.12
Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и др. веществами Взрывоопасен при взаимодействии с кислородом
Нормальная скорость распространения пламени, м/с 0.735
Минимальное взрывоопасное содержание кислорода,% 10
Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора, % 42% СО2
Максимальное давление взрыва 830
Скорость нарастания давления взрыва, МПа/с 37.7
Класс опасности вещества 2 3
Класс опасности и подкласс вещества 2.3 3.2

Вывод: обращающееся в технологическом процессе вещество является взрывопожароопасным, что свидетельствует о большой пожарной опасности данного процесса.


Анализ системы предотвращения источников техногенной ЧС


3.1 Определение возможности образования горючей среды внутри производственного оборудования


Заключение о пожаровзрывоопасности газовоздушной смеси определяется по следующей зависимости:


Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации


Для этанола условия образования горючей среды:


Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации

Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации


Для этилена:

Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации

Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации


Внутри оборудования с жидкостью горючая среда может образоваться только при наличии в оборудовании свободного от жидкости объема (газового пространства), который сообщается с атмосферой и в той или иной степени насыщается парами жидкости.

Все оборудование (и с газовой смесью, и с жидкостью) работает под избыточным давлением, поэтому подсос окислителя в исследуемом процессе невозможен. Образование горючей смеси может происходить на стадии формирования смеси этилена и этанола и в результате неисправности оборудования, а также ошибок оператора.


3.2 Определение возможности выхода горючих и вредных веществ в воздух производственного помещения (на открытую площадку)


3.2.1 При нормальном режиме функционирования

Горючие газы, пары и жидкости выходят в производственное помещение или на открытую площадку, если технологические аппараты с жидкостями имеют открытую поверхность испарения или дыхательные устройства, при использовании аппаратов периодического действия, аппараты с жидкостями и газами имеют сальниковые уплотнения. Размеры образующихся наружных пожаровзрывоопасных зон определяются свойствами обращающихся в технологическом процессе производства веществ, количеством их, количеством веществ которое может выходить наружу за определенный промежуток времени; условиями выброса, растекания и рассеивания веществ в окружающей среде.

При нормальном режиме функционирования выход веществ наружу в производственное помещение практически невозможен при исправности всего технологического оборудования.

Как правило, на величину выходящих веществ в производственное помещение оказывает влияние и конструктивное исполнение технологического оборудования. Так, в настоящее время оно выполнено не на достаточно высоком уровне. Поэтому пары ЛВЖ будут поступать в производственное помещение и при нормальном режиме работы. В случае недостаточно хорошей работы местных отсосов будут образовываться местные взрывоопасные зоны.


3.2.2 При повреждении производственного оборудования

Большую техногенную опасность представляют аварии и аварийные ситуации, при которых горючие вещества (жидкости, газы) выходят в производственное помещение или на открытую площадку, растекаются и рассеиваются по окрестности, образуя пожаровзрывоопасные зоны за пределами технологического оборудования.

Последствия повреждения или аварии будут зависеть от:

размеров аварии;

пожароопасных свойств веществ, выходящих наружу;

давления и температуры в аппарате.

При эксплуатации производственного оборудования возможно повреждение сальников, прокладок материала корпуса, полное разрушение аппаратов.

Если в поврежденных аппаратах находятся жидкости нагретые в условиях производства, то возможно:

воспламенение веществ, если они нагреты в условиях производства выше температуры самовоспламенения;

образование ВОК, если выходящие из аппарата вещества нагреты ниже Тсам, но выше t всп.

Повреждения аппаратов и трубопроводов могут быть:

местными (локальными);

полными.

В первом случае через образовавшееся отверстие почти под постоянным давлением продукт в виде струй пара, газа или жидкости будет выходить наружу, а во втором - все содержимое аппарата сразу выйдет наружу и кроме того, будет продолжаться истечение газа или жидкости из соединенных с ним трубопроводов.

При авариях и повреждениях аппаратов и трубопроводов из них выходят горючие газы, пары или жидкости, что приводит к образованию пожаровзрывоопасных смесей не только у мест утечки, но и во всем производственном помещении, даже на открытых площадках.


3.2.2.1 Повреждения технологического оборудования в результате механического воздействия

В результате механических воздействий на материал аппарата будут воздействовать сверхнормативные внутренние напряжения, которые могут вызвать не только образование не плотностей в швах и соединениях, но и его взрыв. Высокие внутренние напряжения возникают при повышенном давлении в аппаратах, а также в результате нагрузок динамического характера.

Повышенные давления, которые приводят к повреждению аппаратов могут возникать в результате:

Нарушения материального баланса работы аппарата, скорости и очередности подачи компонентов.

Нарушение материального баланса происходит при несоответствии производительности работы насосов (11,12,15) и компрессоров (7), принятой интенсивности заполнения аппаратов, в случае неправильного соединения аппаратов, которые работают с разным давлением, при увеличении сопротивления в дыхательных линиях, отсутствия или неисправности автоматики регулирования, подачи и отвода веществ.

Нарушений температурного режима работы аппарата.

Нарушений температурного режима происходит при отсутствии или неисправности контрольно-измерительных приборов, недосмотра персонала, а в отдельных случаях от действия лучистой энергии соседних аппаратов и даже от повышения температуры окружающей среды. Особенно опасно нарушение температурного режима для переполненных аппаратов.

Нарушений процесса конденсации паров (холодильники 2,14,6)

Нарушение процесса конденсации паров происходит в результате:

уменьшения или полного прекращения подачи хладагента;

подачи хладагента с более высокой начальной температурой;

сильного загрязнения теплообменной поверхности аппарата.

Попадания в высоконагретые аппараты жидкостей, с низкой температурой кипения (десорбер 5,подогреватель абсорбента 13)

Жидкости с низкой температурой кипения могут попасть в аппарат: с продуктом, подаваемым в аппарат; через неплотности теплообменной поверхности; при неправильном переключении линий; в виде конденсата из паровых и продувных линий.

Нарушений режима работы аппарата с экзотермическим процессом.

Это происходит при несвоевременном отводе излишек тепла в реакции, нарушениях соотношений реагирующих веществ, увеличении количества подаваемого катализатора или инициатора, при несвоевременном отводе из реактора излишек газообразных продуктов реакции, образовании пробок в линиях стравливания и отвода веществ.

Действие на материал аппаратов и трубопроводов нагрузок динамического характера

Основные причины возникновения динамических нагрузок:

а) резкое изменение давления в аппаратах и трубопроводах:

в момент пуска аппаратов в эксплуатацию;

в момент остановки аппарата;

при грубых нарушениях установленного режима температуры и давления;

б) гидравлический удар.

Гидравлический удар возможен при:

быстром закрытии и открытии задвижек на трубопроводах;

больших пульсациях веществ, подаваемых насосами;

резком изменении давления на каком-либо дальнем трубопроводе;

в) вибрации аппаратов и трубопроводов.

Вибрации возникают:

у недостаточно закрепленных трубопроводов, которые работают под давлением;

в аппаратах, соединенных с поршневыми насосами и компрессорами;

в аппаратах, установленных вблизи работающих агрегатов;

у недостаточно закрепленных аппаратов.

VII. Эрозии материалов аппаратов и трубопроводов

Эрозия – механический износ материала перемещаемой средой. Эрозия металлов происходит при обтекании конструкций потоком твердых, жидких или газообразных частиц или при электрических разрядах. Эрозия бывает газовая, абразивная, кавитационная, электрическая, ультразвуковая. В результате эрозии уменьшается толщина стенок аппаратов, трубопроводов, что приводит к возникновению опасных напряжений в них даже при нормальном ведении технологических процессов.


3.2.2.2 Повреждения технологического оборудования в результате температурного воздействия

При эксплуатации производственного оборудования неплотности и повреждения могут возникать в результате действия температур. Температуры могут привести к образованию непредусмотренных расчетом температурных напряжений в материале стенок аппарата, а также изменить механические свойства металла.

Температурные напряжения, как правило, возникают:

при резких изменениях рабочей температуры аппарата или внешней среды;

под влиянием неравномерного влияния действия температур на жестко закрепленные конструкции и узлы аппаратов;

при наличии в аппаратах элементов, которые находятся под действием разных температур;

в толстостенных конструкциях.

Воздействие высоких температур на материал аппарата (металл) может привести к возникновению пластических деформаций, а низких – снизить ударную вязкость.


3.3 Определение возможности образования в горючей среде (или внесения в нее) источников зажигания, инициирования взрыва


3.3.1 Источники зажигания от открытого огня, искр и нагретых поверхностей

В условиях производства для данного технологического процесса характерными могут быть следующие источники зажигания:

подогреватель насыщенного абсорбента;

факелы и паяльные лампы, используемые для отогрева различных коммуникаций;

малокалорийные источники зажигания (тлеющий окурок).

высоконагретые продукты и поверхность конструкции;


3.3.2 Источники зажигания от теплового проявления механической энергии

В производственных условиях наиболее распространенными источниками зажигания от теплового проявления механической энергии являются:

удары твердых тел с образованием искр;

поверхностное трение тел;

Удары твердых тел.

При определенной силе удара некоторых твердых тел друг о друга могут образовываться искры, которые называются искрами удара или трения. Искры представляют собой нагретые до высокой температуры частицы металла или камня размером от 0.1 до 0.5 мм. и более. Температура искры достигает в среднем 1550ОС. Несмотря на высокую температуру искры ее воспламеняющая способность сравнительно невысока, т.к. из-за малых размеров (массы) запас тепловой энергии искры очень мал. Искры способны воспламенить парогазовоздушные смеси, имеющие малый период индукции, небольшую минимальную энергию зажигания. Воспламеняющая способность искры, находящаяся в покое, выше летящей, т.к. неподвижная искра медленней охлаждается, она отдает тепло одному и тому же объему горючей смеси, а следовательно нагреть до более высокой температуры.

В условиях производства наиболее часто искры образуются при:

работе ударным инструментом (молотки, зубила, ломы и т.д.);

удары алюминиевых тел о стальную окисленную поверхность


Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации,


Искры, образующиеся при попадании в машины металла или камней.

Образование искр такого происхождения возможно в:

аппаратах центробежного действия (насосы, компрессоры).

Искры, образующиеся при ударах подвижных механизмов машин об их неподвижные части.

Искры такого происхождения возникают при:

- неправильной регулировки зазоров;

- изнашивании подшипников;

- перекосах оборудования;

Источники зажигания по причине тепла трения.

Всякое перемещение соприкасающихся друг с другом тел требует затрат энергии на преодоление работы сил трения. Эта энергия в основном превращается в теплоту.

При нормальных условиях выделяющееся тепло своевременно отводится и этим обеспечивается нормальные температурный режим.

Причина роста температуры:

увеличение количества выделяющегося тепла;

уменьшение теплоотвода.

По этим причинам возможен перегрев подшипников.

Причины перегрева подшипников:

отсутствие смазки;

чрезмерная затяжка;

перекосы;

перегрузка валов;

загрязнение поверхности отложениями, уменьшающими теплоотвод.


3.3.3 Источники зажигания от теплового проявления электрической энергии

Пожары от электроустановок могут происходить как при их нормальной работе, так и при неисправностях. При нормальной работе - неправильный выбор по условиям работы (без учета категории и группы взрывоопасной смеси и характера окружающей среды) электроустановок. При аварийных режимах вызванных несоответствием электрооборудования номинальным токовым нагрузкам, перегрузкой электрических и сетей и электродвигателей, короткими замыканиями и большими переходными сопротивлениями.

Причинами пожаров так же могут быть разряды статического и атмосферного электричества.


3.3 Определение условий, способствующих распространению пожара


а) скопление значительного количества горючих веществ и материалов в помещениях и на открытых площадках, превышающих установленные нормы;

б) наличие развитой системы вентиляции, а также отсутствие или неисправность огнезадерживающих и обратных клапанов, шиберов и заслонок в системах вентиляции;

в) наличие технологических коммуникаций (производственная канализация, технологические трубопроводы, транспортерные линии, пневмотранспорт);

г) аварии аппаратов и трубопроводов, сопровождающиеся разливом ЛВЖ, и загазованностью помещений, установок;

д) наличие незащищенных технологических и других проемов в перекрытиях, стенах, перегородках;

е) отсутствие или неисправность:

автоматических установок обнаружения и тушения пожаров;

средств связи;

противопожарного водоснабжения;

аварийного слива жидкостей из производственного оборудования;

первичных средств пожаротушения;

ж) появление на пожаре внезапных факторов (взрыв аппарата, выбросы, обрушение конструкций и т.д.);

з) несоответствие противопожарных расстояний.

По производственным коммуникациям пожар будет распространятся в тех случаях, если внутри трубопроводов, воздуховодов, траншей, туннелей или лотков образовалась горючая среда, когда трубопроводы с этой горючей средой работают неполным сечением, если в системе заводской канализации на поверхности воды имеется слой горючей жидкости, когда имеются горючие отложения на поверхности труб, каналов и воздуховодов, если в технологической системе находятся газы, газовые смеси или жидкости, способные разлагаться с воспламенением под воздействием высокой температуры или давления. Огонь может также распространяться по транспортерам, элеваторам и другим транспортным устройствам, через не защищенные технологические проёмы в стенах, перегородках и перекрытиях.

4. Определение параметров поражающих факторов источников техногенной ЧС


4.1 Определение относительного энергетического потенциала блока


Относительный энергетический потенциал характеризует запас энергии в технологическом блоке, который может быть реализован при взрыве определяется по формуле


Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации


где:



E - общий энергетический потенциал (кДж).

Условная масса горючих веществ определяется как отношение общего энергетического потенциала к единой теплоте сгорания большинства углеводородов по формуле (14).


Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации, Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации


Категория взрывоопасности блока II.


4.2 Определение параметров поражающих факторов источников техногенной чрезвычайной ситуации для десорбера 5


Поражающий фактор источника техногенной ЧС - составляющая опасного происшествия, характеризуемая физическими, химическими и биологическими действиями или проявлениями, которые определяются или выражаются соответствующими параметрами

При оценке поражающих воздействий факторов источников техногенной чрезвычайной ситуации определяют:

а) массу веществ вышедших при аварии;

б) площадь аварийного разлива жидкостей;

в) размеры зон ограниченных НКПРП;

г) избыточное давление взрыва;

д) величину плотности теплового потока;

е) размеры зон возможных разрушений и травмирования персонала;

ж) глубину зоны заражения вредных веществ;

з) продолжительность поражающего действия вредных веществ.

В виду того, что оборудование располагается на открытой площадке, определяем горизонтальные размеры зон, ограничивающие паровоздушные смеси с концентрацией горючего выше НКПР возле десорбера:


Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации (1)

Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации (2)


где

m п - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;

rГ.П. - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кгЧм-3;

Рн - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;

К - коэффициент, принимаемый равным К = Т/3600 для ЛВЖ;

Т - продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с;

Снкпр - нижний концентрационный предел распространения пламени паров ЛВЖ, % (об.);

М - молярная масса, кгЧкмоль-1;

V0 - мольный объем, равный 22,413 м3Чкмоль-1;

tр - расчетная температура, °С.


Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации (3)


где А, В, СА - коэффициенты Антуанна (определяются по справочной

литературе );

tж – температура жидкости.

Т – время испарения жидкости, с.

Длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.

Массу паров ЛВЖ принимаем равной массе этанола в десорбере, учитывая, что весь этанол находится в паровой фазе и занимает 80% объема десорбера.


Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации

Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации


где Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации плотность паров ЛВЖ, Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации;

V – объем газовой смеси десорбера, содержащей этанол, м3;

mп – масса паров ЛВЖ, кг;

P – давление в десорбере, кПа;

Va – объем десорбера, м3;

0.8 – коэффицент, учитывающий паровое пространство.


Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации;


где D – диаметр десорбера, м;

h – высота десорбера,м.

Определяем расчетное избыточное давление на расстоянии 30м от десорбера:


Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации


где Ро - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;

mпр - приведенная масса газа или пара, кг, вычисляется по формуле


Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации (4)


где Qсг - удельная теплота сгорания пара, Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации;

Z - коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1;

Qо - константа, равная Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации;

т - масса горючих паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.


5. Определение категории помещения по взрывопожарной и пожарной опасности, класса взрывоопасной зоны


Т.к. горизонтальный размер зоны, ограничивающей газопаровоздушные смеси с концентрацией горючего ниже нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР) меньше 30 м и расчетное избыточное давление при сгорании паровоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки меньше 5 кПа, то наружная установка относится к категории Вн.

В виду того, что образование взрывоопасных концентраций возможно при аварии, то согласно п.7.3.43 ПУЭ, класс зоны возле десорбера - В-1г.


6. Разработка мероприятий по снижению техногенной опасности производственного процесса


6.1 Требования к теплообменным процессам и аппаратам (холодильникам, конденсаторам)


Перед пуском в работу теплообменников необходимо провести их внешний осмотр, проверить исправность контрольно-измерительных или регулирующих приборов, арматуры, теплоизоляции, проверить состояние площадок под аппаратами. Не допускается загрязнение площадок горючими веществами.

Разогрев (при пуске) и охлаждение (при остановке) теплообменников должны производиться плавно, во избежание повреждения от температурных напряжений.

Необходимо следить за подачей хладоагента (захоложенной воды, рассола, сжиженного газа) в холодильники-конденсаторы. При прекращении подачи хладоагента процесс необходимо остановить.

При эксплуатации теплообменников необходимо осуществлять контроль за содержанием горючих веществ в негорючем теплоносителе. Периодичность контроля должна быть указана в производственной инструкции.

Не допускается снижение уровня нагрева горючей жидкости в аппаратуре и оголения поверхности теплообмена во избежание ее перегрева.

Необходимо соблюдать установленную периодичность контроля за состоянием трубок, трубной доски и межтрубного пространства кожухотрубных теплообменников. Отглушение неисправных трубок не должно влиять на нормируемые параметры технологического процесса.


6.2 Требования к процессам ректификации, абсорбции и адсорбции горючих смесей


Ректификационные колонны и абсорберы перед пуском должны быть осмотрены, проверена исправность и готовность к работе всех связанных с ними аппаратов и трубопроводов, исправность контрольно-измерительных приборов, регуляторов температуры и давления в колонне, измерителей уровня жидкости в нижней части колонны, приемниках ректификата, рефлюксных емкостях и емкостях остатка.

При разгонке низкокипящих растворов и сжиженных газов во избежание образования ледяных и кристаллогидратных пробок необходимо контролировать количество влаги в сырье, подавать соответствующий растворитель в места, где систематически наблюдается отложение льда, или осуществлять обогрев этих мест.

Герметичность вакуумных колонн и связанных с ними аппаратов контролируется, как правило, автоматически по содержанию кислорода в парогазовой фазе

Похожие рефераты: