2.6.1. Расчет флегматизирующих концентраций

Для обеспечения взрывобезопасности технологического оборудования и производственных помещений осуществляем флегматизацию горючих парогазовых смесей в указанных объемах с помощью различных газообразных добавок. Для флегматизации горючих газопаровоздушных смесей применяют такие инертные газы, как: диоксид углерода, азот, водяной пар (при температуре среды в аппарате более 100 градусов по Цельсию), аргон и другие. Выбор обосновываем на основе таблицы 4.1 [5]. Количественно флегматизация характеризуется минимальной флегматизирующей концентрацией флегматизатора С_ф.

С_ф25, (% об.), для индивидуальных горючих веществ при температуре рабочей среды 25 ⁰С, состоящих из атомов С, Н, О, N, рассчитываем по формуле:

С_ф25=С _гV_ф, (16)

где С _г — концентрация горючего в точке флегматизации, % об.

С _г = 100 / ([1 + 2,42(m_c + 0,5m_н - m₀) + V_ф];

m_C,H,O,N — молекулярная масса компонента, % (масс.), согласно [5];

V_ф — число молей флегматизатора, приходящееся на один моль горючего в смеси, соответствующей по составу точке флегматизации:

V_ф=(8,097m_C+65,571m_H+69,079m_O – 17,469m_v+ΔH⁰_f)/ (Н¹_ф – Н⁰_ф), (17)

ΔH⁰_f — стандартная теплота образования горючего газа, кДж/моль (позиция 13 в таблице прил. 9), определяемая по [5].

Разность энтальпий флегматизатора (Н¹_ф–Н⁰_ф) определяем в соответствии с приведенными в таблице 1 данными.

Величину С_ф определяем по формуле:

С_ф = 1-4,774φ_фО2 , (18)

где φ_фО2 — минимальное взрывоопасное содержание кислорода (позиция 23 в таблице прил. 9), определяемое по [5].

φ_фО2=β¹φ_н , (19)

где β¹ — стехиометрический коэффициент при кислороде в уравнении сгорания 1 моля горючего вещества; φ_н — нижний концентрационный предел воспламенения горючего вещества, об.доли (позиция 8 в таблице прил. 9), определяемая по [5].

Определяем значение минимальной флегматизирующей концентрации при рабочей температуре среды, отличной от 25 ⁰С по формуле:

С_ф = С_ф25 (1+(t_p - 25)/1100). (20)

Количество инертного газа, необходимого для флегматизации горючей смеси в аппарате, определяют по формуле:

V_ф= ПДВК_ф V_св , (21)

где V_ф — количество подаваемого в аппарат флегматизирующего газа, м³; V_св — свободный объем аппарата, не запоненный горючим веществом, опредляется по формуле:

V_св = V_ап Δt_max β, (22)

где V_ап — объем аппарата, определяемый исходя из геометрических характеристик цилиндрического аппарата, м³; Δt_max — предельный ожидаемый перепад температур, который может наблюдаться при эксплуатации аппарата, ⁰С; β — коэффициент объемного расширения сжиженного газа, 1/К (для пропана — 300*10^-5 1/К, для бутана — 200*10^-5 1/К [9]). Среди рассчитанных значений минимальной флегматизирующей концентрации определяем минимальное и используем его в дальнейших расчетах.

Предельно допустимая взрывобезопасная концентрация флегматизатора

ПДВК_ф = С_фК, (22)

где К – это коэффициент запаса надежности, принимаемый следующим образом:

при я по ил.9основе таблиолее 100 град.н и другие. ()00000000000000000000000000000000000000000 С_ф>0,15 об.долей К=1,2;

при я по ил.9основе таблиолее 100 град.н и другие. ()00000000000000000000000000000000000000000 С_ф≤0,15 об.долей К=1,5.

7. Выводы

Необходимо произвести анализ результатов расчетов (представить технические характеристики) и показать, зоны действия опасных и потенциально опасных производственных факторов (на плане 0.000) установки улавливания паров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) из горючего газа методом абсорбции в целях предупреждения возникновения аварийных ситуаций для обслуживающего персонала.

Таблица 1