Адсорбирование бензина из паровоздушной среды

В остальных аппаратах количество пожароопасных веществ (в т.ч. активного угля) недостаточное для длительного и высокотемпературного пожара. На производстве имеются «дышащие"емкости.Произведем расчет гравийногоогнепреградителя для защиты дыхательной линии, установленного согласно технологической схеме. Критический диаметр огнепреградителя определяется по формуле, где dкр — критический диаметр канала огнепреградителя, м;Рекр — критическое значение числа Пекле на пределе гашения пламени (принимают Рекр= 65);Тр, Рр — начальная (рабочая) температура (К) и давление (Па) горючей смеси;

теплопроводности горючей смеси, Вт/м К;R — универсальная газовая постоянная для смеси газов и паров, Па/(кг

К);uН — нормальная скорость распространения пламени, 10м/с, сР — удельная теплоемкость горючей смеси при постоянном давлении, Дж/(кг

К)Коэффициент теплопроводности для двухкомпонентной парогазовоздушной смеси определяют по формуле: = гг + (1- г) вгде г, в — коэффициенты теплопроводности компонентов горючей смеси, Вт/(мК).г — объемная доля горючего в стехиометрической смеси, определяется из уравнения сгорания вещества в воздухе;, где n — количество молей веществ, вступивших в реакцию горения. Удельную теплоемкость горючей смеси при постоянном давлении находим из выражения:

где сгг- теплоемкость горючих газов или паровсгв- теплоемкость воздухакг/(Дж.К)Определим объем паров бензина при Т = 298 К: кг/м3Универсальная газовая постоянная для смеси газов и паров;

мм

Для обеспечения надежности гашения пламени фактический диаметр dф каналов огнепреградителя должен быть меньше критического, т. е.: где

Кн — коэффициент запаса надежности, Кн 2. диаметр гранул принимают dгр = 34 dф. Примем значение диаметра гранул равным 3 мм. Помещение цеха, в котором расположена технологическая установка, а также расположенные на улице адсорбер и десорбер следует оборудовать стационарными системами пожаротушения. Итак, в соответствии с характеристиками используемого оборудования и обращающихся в процессе веществ, нами были рассчитаны важнейшие характеристики взрывопожаробезопасности. 3 ОСНОВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА3.1Мероприятия и технические решения, направленные на предотвращение образования горючей среды внутри технологического оборудования

Предотвращению образования горючей среды в закрытых аппаратах и емкостях с неподвижным уровнем жидкости способствуют следующие технические решения, оптимальные для решаемой задачи:

1) Ликвидация газового пространствприменением емкостей с гибкими внутренними оболочками. Однако данный способ нерационален применительно к рассматриваемой задаче.

2) Поддержание безопасного температурного режима посредством систем контроля и регулирования. Рабочая температура поддерживается ниже нижнего или выше верхнего температурного предела воспламенения паров жидкости. Рекомендуется поддерживать температуру свыше 25 оС., что, в целом, реализовано на предприятии.

3) Введение негорючих (инертных) газов в газовое пространство аппарата — вытеснение и предотвращение испарения при помощи азота. Предотвращению образования горючей среды в закрытых аппаратах (адсорбере и насосе) с подвижным уровнем жидкости способствуют следующие технические решения:

а) заполнение всего рабочего объема (реализовано в насосе);б) введение негорючих (инертных) газов в газовое пространство аппарата (введение водяного пара в адсорбер).

в) контроль исправности и чистоты трубопроводов;

г) регулярная смазка и контроль трущихся деталей.

д) контроль и поддержание постоянства движения материальных потоков в системе при помощи автоматических приборов учета.

3.2Мероприятия и технические решения, «направленные на предотвращение образования горючей среды в помещениях и на открытых технологических площадках1) Внедрение системы активного пожаротушения;

2) Поддержание оптимального температурного режима;

3) Введение молниезащиты для адсорберов.

3.3Мероприятия и технические решения, направленные на устранение причин и условий инициирования горения1) Внедрение системы активного пожаротушения;

2) Использование «дыхательных» клапанов для емкостей;

3) Поддержание оптимального температурного режима;

4) Поддержание оборудования в исправном состоянии, своевременное устранение неисправностей.

3.4Мероприятия и технические решения, направленные на предотвращение и ограничение распространения пожара1) Применение автоматических аварийных блокировок подачи пожаровзрывоопасных веществ в трубопроводы и аппараты;

2) Применение аварийных сливов из аппаратов для снижения массы пожаровзрывоопасных веществ (реализовано в емкостях).

3) Применение несгораемых и трудногорючих материалов для пола и стен (бетон, кирпич). Разделение отсеков помещения несгораемыми дверями. Итак, в соответствии с характеристиками используемого оборудования и обращающихся в процессе веществ, нами были подобраны основные мероприятия и технические решения по обеспечению пожарной безопасности технологического процесса. 4 ИНЖЕНЕРНЫЕ РАСЧЁТЫВ данном разделе курсового проекта произведем определение категории помещения по взрывопожарной и пожарной опасности. Определение категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с НПБ 105−03 [1] следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещений к категориям, приведенным в табл. 1 [1]-от высшей (А) к низшей (Д). В качестве расчетного критерия взрывопожарной опасности следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии, исходя из проведённого анализа пожарной опасности технологического процесса, в соответствии с вариантом задания на курсовую работу. Количество поступивших в помещение веществ определяется, исходя из следующих предпосылок:

а) происходит расчетная авария аппарата, содержащего наибольшее количество самого пожаровзрывоопасного вещества;

Принимаем, что происходит авария накопительной емкости.

б) все содержимое аппарата поступает в помещение;

Принимаем, что в результате аварии и разгерметизации емкости хранения бензина, на пол цеха вылилось 18 385,9 кг бензина марки АИ-76.в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат в течение расчетного времени. Таким образом, адсорбированный бензин продолжает поступать в разгерметизированную емкость со скоростью 0,42 м3/мин.Расчетное время определяется из НПБ 105−03 [1], исходя из того, что из-за отсутствия автоматической системы отключения запор задвижек и слив бензина из емкости производится ручным способом. При ручном способе перекрытия задвижек время работы трубопроводов равно 300 с. Таким образом, в рабочее помещение из трубопроводов поступит:

где q — производительность насоса, м3/мин,τ - время, с, 60 — переводной коэффициент из мин. в с. м3Определим массу вытекшего через трубопроводы бензина:

кг

Критерием оценки взрывопожарной и пожарной опасности помещения является избыточное давление взрыва. Для керосина избыточное давление взрыва определяется по формуле (1) НПБ 105−03.где Рmах — максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, принятое равным 900 кПа; Р0 — начальное давление, принятое равным 101 кПа; т — масса паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ), кг; кгZ — коэффициент участия горючего во взрыве, для легковоспламеняющихся и горючих жидкости, нагретых до температуры вспышки и выше равный 0,5;Vcв — свободный объем помещения, м3; Vж = V0. (1 — ε1)= a.b.h. (1 — ε1)где ε1 — коэффициент заполнения объема помещения, 0,4.м3г, п — плотность газа или пара при расчетной температуре tp, кгм-3, вычисляемая по формуле:

где М — молярная масса, 95,3 кг. кмоль-1; V0 — мольный объем, равный 22,413 м3кмоль-1; tp — расчетная температура помещения, принятая равной 35 °C. кг/м3Сст — стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле:

где β - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания; пC, пH, пO, пX — число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего; Кн — коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать Кн равным 3. Рассчитаем массу испарившегося бензина. т = WFиТ, где W — интенсивность испарения, кгс-1м-2; Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле где  - коэффициент, принимаемый по табл. 3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения. При скорости воздухообмена 0,8 м/с при t = 350С получим по таблице 3 НПБ 105−03методом линейной интерполяции:

Рн — давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tp, равное 39,65 кПа. Fи — площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с п. 7 в зависимости от массы жидкости тп, вышедшей в помещение. Согласно НПБ 105−03, 1 л бензина разливается на площади 1 м² пола помещения. Площадь испарения 22,8 + 2,1 = 24,9 м³ бензина равна 24 900 м², что превышает площадь помещения. Следовательно, Fи равна площади помещения: Fи = а .b Fи =24. 36 = 864 м2кгс-1м-2т = 0,179 .864. 3600 = 5586,3 кг

При этом с учетом установленной вентиляции, массу т горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент К, определяемый по формуле:

К = АТ + 1, где, А — кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с-1; Т — продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, принимается равной 3600 с. К = 0,0028. 3600 + 1 = 11,0 кг

Теперь, когда все величины, входящие в уравнение 3.3 известны, определим избыточное давление взрыва бензина:> 5 кПаТаким образом, в соответствии с НПБ 105−03, нами была определена категория помещения цеха адсорбции паров бензина в соответствии с характеристиками веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении и применяемого оборудования. Наиболее взрывопожароопасным материалом являются пары бензина АИ-76, а наиболее опасной аварийной ситауацией является разгерметизация емкости хранения бензина АИ-76.Категория помещения, установленная в соответствии с расчетами: А взрывопожароопасная.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе нами былпроведен комплексный анализ взрывопожарной безопасности цеха адсорбции паров бензина из парогазовой смеси с поливиниловым спиртом. Рассмотрена сущность технологического процесса улавливания паров бензина из паровоздушной смеси. Проведен анализ пожарной опасности адсорбера, насоса и емкости-сборника бензина. В частности, в рамках проыеденного анализа было установлено, что наибольшую опасность представляют адсорбер и накопительные емкости для бензина. В соответствии с проведенными инженерными расчетами, в третьем разделе работы были подобраны соответствующие для данного технологического процесса мероприятия и технические решения по обеспечению пожарной безопасности технологического процесса. В заключительной части данной работы расчетным путем по методике, изложенной в НПБ 105−03, было проведено определениевзрывопожароопасности помещения с емкостями бензина А-72. Так как избыточное давление взрыва парогазовой смеси, образующейся при утечке бензина из накопительных емкостей, составляет 265,2 кПа, что значительно больше 5 кПа, то данное помещение относится к категории А: «взрывопожароопасное помещение». СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫНПБ 105−03. Нормы пожарной безопасности. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.

— М.: МЧС России, 2003. — 20 с. ГОСТ 12.

1.004−91.ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

М.: Госстандарт России, 1992.-78с.ГОСТ 12.

1.044−84. СТ СЭВ 1495−79. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. -

М.: Издательство стандартов, 1985. — 30 с. Алексеев М. В., Волков О. М., Шатров Н. Ф. Пожарная профилактика технологических процессов производств. — М.: ВИПТШ МВД СССР, 1986. — 476 с. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ.

изд.: в 2 книгах / А. Н. Баратов, А. Я. Корольченко, Г. Н. Кравчук и др. — М.: Химия, 1990. — кн.1 — 496 с., кн.2 — 384 с. Описание существующих методов очистки воздуха от вредных газообразных примесей [Электронный ресурс] - Режим доступа:

http://www.air-cleaning.ru/d_method_rev.phpСеменова И. В. Промышленная экология. Учебник для студ. высш. учеб.

заведений. — М.: Издательский центр «Академия@, 2009. — 528 с.