3 Расчет количества вредных веществ, поступающих в производственную среду из газового объема технологического оборудования

3.1 Расчет утечек вредных веществ из газового объема трубопроводов

и оборудования под давлением

3.1.1 Через неплотности фланцевых соединений

Утечка вредных веществ определяется по формуле, кг/ч:

, (27)

где η – коэффициент запаса, принимаемый равным 2  при P_изб≥2∙10⁵ Па и 1,5  0,02∙10⁵≤P_изб<2∙10⁵ Па; Р_изб – избыточное давление, Па; m – коэффициент негерметичности, характеризующий падение давления в трубопроводе (аппарате), ч^–1; V – объем занимаемый газовой (паровой) фазой в аппарате, м³; Т – абсолютная температура газа (пара) в аппарате, К; М – относительная молекулярная масса газа (пара).

3.1.2 Через щелевой зазор при разности давлений в аппарате

и окружающей среде ∆Р<0,02∙10⁵ Па и малых размерах течи

Утечку газа или пара в атмосферу рассчитывают по формуле, г/ч

, (28)

где F – площадь щелевого зазора, м²; Р_изб – разность давлений в аппарате и окружающей среде, Па; ν_см – кинематическая вязкость газовой смеси в аппарате (трубопроводе), м²/с; l – средняя длина щелевого зазора, м; g – ускорение свободного падения, м/с².

3.1.3 Через неплотности в уплотнении валов и штоков компрессоров,

мешалок и реакторов

Утечку можно рассчитать по формуле, г/ч:

, (29)

где S – ширина кольцевой щели (радиальный зазор), которая принимается исходя из допусков и посадок вращающихся валов химических аппаратов в зависимости от диаметра вала, приведенных в таблице 1, см; d_ср – средний диаметр кольцевой щели (см), определяемый как: d_ср=100d_в+S; Р_изб – избыточное давление газовой смеси в оборудовании, Па; l – длина направляющей втулки уплотнения, см; ν_см – кинематическая вязкость газовой смеси в оборудовании, м²/с; d_в – диаметр вала, м.

Таблица 1

dв, м	≤0,01	0,01–0,03	0,03–0,12	>0,12
S, см	0	0,001	0,002	0,005

3.2 Расчет количества вредных веществ, поступающих в атмосферный воздух при «большом дыхании» аппарата

«Большим дыханием» аппарата называют вытеснение паров и газа наружу или подсос воздуха внутрь аппарата при понижении в нём уровня жидкости. Объём вытесняемых газов (или паров при наполнении аппарата) будет равен, м³:

, (30)

где V₁ и V₂ – объёмы газов или паров в системе перед ее наполнением и после наполнения соответственно.

Масса утечки при «дыхании» газов или паров за цикл определяется по формуле, кг/цикл

, (31)

где ρ_г.см – плотность газов или паров, кг/м³.

3.3 Расчёт утечки вредных веществ при «малом дыхании» аппарата

«Малым дыханием» аппарата называют вытеснение газов или паров наружу или поднос воздуха внутрь аппарата, вызываемые изменением температуры газов или паров под влиянием внешней среды (это характерно главным образом для аппаратов, находящихся вне помещений). При «малом дыхании» уровень жидкости практически не изменяется и, следовательно, объем и давление газа или пара в аппарате остается постоянным. Если температура изменяется от t₁ до t₂, то изменяется и концентрация насыщенных паров внутри аппарата от С₁ до С₂. Объем вытесненных газов (паров) при «малом дыхании» можно определить по формуле, м³:

, (32)

где V_г – увеличение объёма газов или паров, м³, V – объем газа или пара в аппарате над жидкостью, м³; β – коэффициент объемного расширения, равный 1/273, Δt – изменение температуры газа или пара над жидкостью.

Масса утечки при дыхании за цикл составляет, кг:

, (33)

где, С_iср – средняя концентрация насыщенных паров i-вещества за период дыхания, г/м³:

, (34)

где, и С_t1 и C_t2 – концентрации насыщенных паров при t₁ и t₂.