2.2 Визначення кількості шкідливих речовин, що надійшли за з вільної поверхні рідини за рахунок випару

Кількість шкідливих речовин, що випаровуються з вільної поверхні рідини (при збереженні у відкритих резервуарах, просоченні, промиванні, розливі й т.п.) залежить від її властивостей, температури, площі дзеркала випару, тривалості випару й рухливості повітря. Процес переносу паркої речовини від джерела випару в навколишнє середовище може бути дифузійним, а також обумовленим природною або змушеною конвекцією.

Розглянемо випадок випару шкідливих речовин з вільної поверхні при плівковому режимі. При такому режимі біля поверхні рідини створюється плівка нерухомого повітря порівняно великої товщини. Перенос речовини з поверхні через цю плівку забезпечується дифузією.

Знаходимо мольні частки складових рідини:

(2.10)

де М_i - відносні молекулярні маси складові рідини;

Знаходимо суми:

Мольні частки:

n(H₂O)=

n(C₆H₆)=

n(C₂H₄Cl₂)=

Парціальний тиск насичених пар компонентів над чистими рідкими речовинами:

(2.11)

де А, В, С - емпіричні коефіцієнти, значення яких для кожного компонента суміші рідини представлене в табл. 2.1

Таблиця 2.1

Речовина	А	В	С
Вода	7.9608	1678	230
Бензол	6.912	1214.6	221.2
Дихлоретан	7.184	1358.5	232

Знаходимо парціальний тиск:

Знаходимо парціальний тиск пару компонентів над сумішшю рідини:

Для води:

=1.9679 =10^1.9679∙133.3=12380.2775 (Па)

Для бензолу:

=2.4334 =10^2.4333 ∙133.3= 36160.1444 (Па)

Для дихлоретана:

=2.3666 =10^2.3666133.3=31004.8868 (Па)

(2.12)

Р(Н₂О)=0,7776∙12380.2709=9626.8987 (Па).

Р(С₆Н₆)=0,1282∙36151.8186=4635.7305 (Па).

Р(С₂Н₄Сl₂)=0,0942∙31004.8868=2923.7608 (Па).

Коефіцієнт дифузії парів компонентів при t=0°С и Р=101308 Па,

D₀(Н2О)= 18.8·10^-6 ( )

D0 (С₆Н₆) =9.05·^10-6( )

D0 (С₂Н₄Сl₂) = 8.02·10^-6( )

Коефіцієнт дифузії парів компонентів при заданій температурі t, °С і

Р = 101325 Па:

(2.13)

Розрахуємо коефіцієнти дифузії:

D₁(Н₂О)=18.8000·10^-6 · =26,3110·10^-6.

D₁(С₆Н₆)=9.0500·10^-6 · =12,6657·10^-6.

D₁(С₂Н₄Сl₂)=8.0200·10^-6 · =11.2242·10^-6.

Площа поверхні випару в апарату, м²:

Fап=0.7850·d 2ап=0.7850 · 1.60002=2.0096 (м2)

(2.14)

Площа люка:

Fл=0.7850d2Л =0.7850·0.44002=0.1520(м2)

(2.15)

Далі, розраховуємо відношення F_л /F_ап залежно від якого, по табл. 2.2, вибираємо коефіцієнт k₂ ,враховуючий ступінь закриття поверхні випару:

Таблиця 2.2

Fл/Fап	0.0001	0.001	0.01	0.1	0.5	0.8	>0.8
K2	0	0.01	0.1	0.2	0.3	0.6	1.0

0.0756 k₂=0.2

Коефіцієнт, що враховує зниження температури поверхні випару, для води k₁= 1.3, бензолу k₁=1.3, дихлорэтана k₁= 1.3. Глибина, рахуючи від верхнього краю люка до поверхні рідини:

h=Hап(1.0-k3)

(2.16)

де k3 – ступінь заповнення рідиною апарату.

h=2.5∙(1.0-0.7)=0.75(м).

Концентрації складової газової суміші, мг/м³:

(2.17)

Знаходимо концентрації:

Для води:

C= =64398.5198(мг/м³)

Для бензолу:

C= =134335.6940(мг/м³)

Для дихлорэтана:

C= = 107514.2136 (мг/м³)

Парціальний тиск компонентів газової суміші у зовнішньому середовищі:

(2.18)

Р(С₆Н₆)=0 Р(С₂Н₄Сl₂)=0

де - вологість повітря, %;

(2.19)

де t – температура рідини та газового середовища в апараті.

Кількість компонентів газової суміші, що виділяються з поверхні випару й надходять у зовнішнє середовище через люк, г/ч:

(2.20)

де В - тиск зовнішнього середовища , Па, В=101325.

G(Н₂О)= =0.1316(г/ч)

G(C₆Н₆)= =0.1183(г/ч)

G(C₂H₄Cl₂)= =0.0525 (г/ч)