5. Расчет количества вредных веществ, поступающих в атмосферу через щелевой зазор из аппаратов, находящихся под разрежением

Аппарат, в котором токсичная среда находится под малым разрежением (р до 0,01∙10⁵ Па, или p до 0,01 кгс/см²), также является источником загрязнения среды, что обусловлено диффузией вредных веществ через неплотности (сквозные поры) аппарата. Этот процесс особенно опасен, когда концентрация токсичных веществ в аппарате примерно в 10⁵ раз превышает предельно допустимые в рабочей зоне производственных помещений.

Количество вредных веществ, выделяющихся при разрежении, определяется по формуле, г/ч:

, (44)

где F - суммарная площадь щелей, м²; С_i - концентрация вредного газа в аппарате, г/м³; υ - скорость воздуха в щелях, м/с; Ре - критерий Пекле в задачах диффузионного переноса вещества:

, (45)

где l - средняя длина щелей, м; D_i - коэффициент диффузии газа в воздухе, м²/с.

Санитарными нормами рекомендуется применять преимущественно те аппараты, которые имеют паспорт и при работе которых обеспечиваются требуемые санитарно-гигиенические условия на рабочих местах.

В паспорте должны быть указаны: рабочее давление, при котором аппарат испытывался на герметичность в заводских условиях (0,025∙10⁵ Па, или 250 кгс/м²), величина падения давления за 1 ч (не более 0,002∙10⁵ Па, или 20 кгс/м²), количество выделяющихся вредных веществ при этом давлении G₀.

Количество вредного вещества, которое может выделяться из аппарата в процессе эксплуатации при давлении p_э, отличном от p_исп, определяется по формуле:

, (46)

где η - коэффициент запаса, принимаемый в пределах 1,5 - 2,0; p_э - разрежение в процессе эксплуатации, Па.

При разрежении более 0,01∙10⁵ Па, или 100 кгс/м², аппарат рассматривают как вакуумный и к его герметичности предъявляют повышенные требования. Вредные вещества, выделяющиеся через неплотности вакуумного аппарата, не учитывают, поскольку их количество невелико.

Задача 5.1. Определить количество хлористого водорода, выделяющегося из аппарата, при разрежении в аппарате р = =0,006∙10⁵ Па. Количество воздуха, отсасываемого из аппарата, составляет Q = (20 + N_в) м³/ч. Давление атмосферного воздуха р = 9,93∙10⁴ Па. Ширина щели δ в аппарате 1 мм. Концентрация хлористого водорода равна 10 г/м³. Длина щели l_щ = (20 + N_в) мм. Диаметр аппарата D = (5 + N_в)∙10² мм. Температура t = 20 °С.

6. Расчет количества вредных веществ, поступающих в атмосферу из жидкостного объема оборудования трубопроводов

6.1 Определение количества вредных веществ, поступающих через неплотности фланцевых соединений

Исходя из анализа зависимостей величин утечек от давления среды, удельного давления на прокладку, толщины прокладки, времени эксплуатации, вязкости среды, целесообразно определять величину утечки по следующей формуле, г/(м∙ч):

, (47)

где р - избыточное давление внутренней среды, Па; k - коэффициент, учитывающий материал прокладки; для паронита k = 1, для резины k = 5 и для фторопласта - 4 k = 0,5; m - коэффициент негерметичности, принимаемый, исходя из определяемой продолжительности работы фланцевого соединения.

Для вычисления выбросов вредных веществ из фланцевого соединения в неустановившийся период эксплуатации целесообразно пользоваться коэффициентом негерметичности для трубопровода и оборудования, подвергаемых повторному испытанию. Для начального периода эксплуатации, а также для трубопроводов и оборудования, подвергаемых повторному испытанию, m = 0,005; для вновь установленных трубопроводов и оборудования в период установившегося режима m = 0,001.

Задача 6.1. Определить количество вредных веществ, выделяющихся в начальный период через фланцевое соединение, находящееся в жидкостном объеме аппарата. Давление среды в аппарате p_изб = 101325 Па. Материал прокладки - паронит толщиной δ = 3 мм. Длина фланцевых соединений l = 2 м. Состав жидкости в аппарате: вода - (30 + N_в) %, бензол - (20 + N_в) %, дихлорэтан.

Найти количество компонентов жидкости, выделяющейся через неплотности фланцевых соединений.