Концентрации сероводорода
Нарушение технологического режима может привести к крупным авариям, пожарам и взрывам. Такие аварии могут возникать при отклонении от нормы температуры, давления, концентрации реагирующих веществ, скорости вращения перемешивающих устройств и др. Для устранения аварий используют системы автоматики, которые поддерживают технологический процесс на заданном режиме, сигнализируют о всех нарушениях и тем самым обеспечивают автоматическую пожарную защиту.
Теория теплового самовоспламенения хорошо объясняет зависимость между давлением и температурой самовоспламенения горючей смеси. Допустим, что сосуд, в который вводится смесь, имеет постоянную температуру to. При повышении давления (или концентрации реагирующих газов) скорость реакции возрастает, и количество выделяющегося тепла увеличивается. Однако при достаточно малых давлениях это количество не превышает количества отводимого тепла, которое от давления не зависит, и реакция протекает при практически постоянной температуре, близкой к температуре сосуда. По-видимому, для некоторой заданной начальной температуры существует минимальное давление, при котором количества выделяющегося и отводимого тепла сравниваются; при более высоком давлении выделяется больше тепла, чем отводится, температура газа увеличивается и происходит его самовоспламенение.
Современные технологические процессы химической технологии являются весьма сложными. В них используются и получаются различные вещества с разнообразными, нередко агрессивными, свойствами, применяются различные виды физико-химического воздействия на процесс, участвует техническое оборудование многих видов. Стремление повысить производительность технологической системы приводит к интенсификации процесса, ужесточению ее рабочих параметров: температуры, давления, концентрации реагирующих веществ, скорости потоков и др. Пределы интенсификации процессов ограничиваются, однако, условиями безопасности. Для создания высокопроизводительного и в то же время безопасного технологического процесса необходимо определить взаимодействие его параметров в количественной мере, выбрать из них те, отклонение от которых не может создать аварийные состояния, найти гра-
Зависимость (1.12) изображена на рис. 2. Так же, как и для реакции первого порядка, концентрации реагирующих компонентов, а с ними и скорость реакции начинают заметно уменьшаться для значений т, соизмеримых с единицей, и асимптотически стремятся к нулю для бесконечно большого времени реакции.
Процессы теплопередачи и диффузии ослабляют неоднородности, вызываемые химической реакцией. Молекулярная (кондуктивная) диффузия и конвективный массообмен выравнивают концентрации реагирующих компонентов в неоднородной среде, аналогично теплообмен приближает ее тепловой режим
Если f~>g, то производная dn/dt положительна, т. е. концентрация компонента, вступающего в реакцию — активных центров, — возрастает во времени. В этом — особенность кинетики разветвленной цепной реакции в данном режиме, при котором происходит размножение активных центров; в нецепных процессах концентрации реагирующих продуктов могут только уменьшаться. Если начальной концентрацией активных центров можно пренебречь (^ = 0, « = 0), то, интегрируя уравнение (1.6), получим
Если сравнить при одинаковой исходной концентрации и одинаковых константах реакции трех порядков (первого, второго и третьего), то окажется, что скорость реакции уменьшается с увеличением ее порядка (рис. 5). Отсюда следует, что если при горении реакции первого и второго порядков удается преобразовать в реакцию третьего порядка, то можно уменьшить скорость реакции и прекратить горение. Так как порядок реакции зависит от исходной концентрации реагирующих веществ, уменьшить скорость реакции можно, например, изъяв горящие материалы из зоны пожара.
Существующие огнегасительные средства оказывают комбинированное действие, т. к. тушение пламени происходит под одновременным воздействием нескольких факторов. Так, при тушении водой происходит охлаждение зоны горения, а образующийся пар уменьшает концентрацию горючего и окислителя. При тушении снегообразной двуокисью углерода наряду с уменьшением концентрации реагирующих компонентов происходит и интенсивное охлаждение зоны горения. Однако каждое огнегасительное вещество оказывает основное воздействие на пламя. Так, вода, испаряясь, оказывает охлаждающее действие (основное) и служит разбавителем (второстепенное) реагирующих веществ. При тушении двуокисью углерода снижается концентрация реагирующих веществ (основное действие) и охлаждается зона горения (второстепенное действие).
Скорость тепловыделения F зависит от концентрации реагирующих веществ и от температуры. Связав концентрацию с температурой, можно выразить скорость реакции и скорость тепловыделения как функцию одной температуры. При этом получается уравнение второго порядка, нелинейное ввиду нелинейной зависимости F (Т).
Для этого случая Зельдович рассмотрел (пренебрегая изменением концентрации реагирующих молекул при нагреве до температуры, близкой к Т к) скорость распространения'
Теория теплового самовоспламенения хорошо объясняет зависимость между давлением и температурой самовоспламенения горючей смеси. Допустим, что сосуд, в который вводится смесь, имеет постоянную температуру to. При повышении давления (или концентрации реагирующих газов) скорость реакции возрастает, и количество выделяющегося тепла увеличивается. Однако при достаточно малых давлениях это количество не превышает количества отводимого тепла, которое от давления не зависит, и реакция протекает при практически постоянной температуре, близкой к температуре сосуда. По-видимому, для некоторой заданной начальной температуры существует минимальное давление, при котором количества выделяющегося и отводимого тепла сравниваются; при более высоком давлении выделяется больше тепла, чем отводится, температура газа увеличивается и происходит его самовоспламенение.
Установка для получения присадки к смазочным маслам не была оборудована средствами контроля температуры реакционной массы, концентрации сероводорода и хлористого водорода. Это привело к нарушению технологического процесса, выбросу содержимого мешалки, загазованности помещения сероводородом и травмированию одного из рабочих.
т. е. должна быть равной предельно допустимой концентрации сероводорода (или сероуглерода) в воздухе рабочих помещений (TIX-9.18, [19]).
Сероводород (I-bS) —бесцветный газ с запахом тухлых яиц. Молекулярная масса 34,08, плотность 1,54 кг/м3 при 0°С и 760 мм рт. ст., температура плавления минус 85,6°С, температура кипения минус 59,5°С, плотность по воздуху 1,191, хорошо растворяется в воде. В больших концентрациях сероводород сильный яд, поражающий центральную нервную систему. Содержание 0,7 мг/л сероводорода в воздухе вызывает отравление средней тяжести, 0,2 мг/л — легкое отравление, 0,02 мг/л — воспаление слизистой оболочки глаз (при длительном воздействии). Особая опасность заключается в том, что малые концентрации сероводорода ощутимы по запаху, а при больших концентрациях обоняние притупляется и газ можно не обнаружить. Действие сероводорода на организм человека выражается в нарушении внутритканевого дыхания, в результате чего перестает усваиваться кислород. В качестве индивидуального средства защиты от действия смеси сероводорода и аммиака применяют противогаз марки КД (серая коробка).
Существуют различные индикаторы, с помощью которых выполняется экспресс-анализ. Так, в качестве индикатора сероводорода используется смоченная раствором уксуснокислого свинца и высушенная фильтровальная бумага, изменяющая свой цвет при контакте с сероводородом. При концентрации сероводорода 0,14—20 мг/м3 цвет бумаги изменяется от светло-желтого до коричневого, при 20—60 мг/м3 — от желто-коричневого до бурого, при 60—150 мг/м3 — от бурого до черного. Индикаторная бумага подвешивается в контрольных точках, наклеивается на неплотности фланцевых соединений, сальников и др.
Линейно-калориметрический метод с прямым отсчетом концентрации сероводорода в воздухе в пределах 0,002—0,400 мг/л (по длине окрашенного столбика индикаторной трубки после подсасывания через нее исследуемого воздуха) позволяет выявить его присутствие на месте выделения.
5.6.6. Замеры концентрации сероводорода газоанализаторами на объекте должны проводиться по графику предприятия, а в аварийных ситуациях — газоспасательной службой или протифонтанной военизированной частью с занесением результатов замеров в журнал.
Наличие сероводорода в воздухе может быть определено также простым, но не точным способом при помощи фильтровальной бумаги, свежесмоченной 2%-ным раствором уксуснокислого свинца. При наличии сероводорода фильтровальная бумага примерно через 20 с начинает темнеть. По степени потемнения судят о концентрации сероводорода в воздухе: изменение цвета бумажки от светло-желтого до желто-коричневого указывает на концентрацию сероводорода в пределах 10—12 иг/и3, при окраске от желто-коричневого до бурого 20—60 мг/м3, от бурого до черного 60—150 мг/м3. Используют для этой цели и лакмусовую бумагу, которая при содержании в воздухе сероводорода краснеет. Большинство методов количественного определения окиси углерода основано на окислении ее до углекислоты веществами, легко отдающими кислород.
При выявлении опасных концентраций сероводорода должны быть немедленно приняты меры по предупреждению отравления людей, поставлены в известность об этом администрация предприятия, командир подразделения военизированных частей, а на месте опасной концентрации сероводорода вывешены предупредительные знаки.
Степень отравления будет зависеть от концентрации сероводорода в воздухе и от времени воздействия. При контакте с H2Sc концентрацией до 100 мг/м3 в течение 3-4 ч появляются признаки легкой степени от-
Экспериментально была установлена зависимость расхода реагента ВНИИТБ-1 от концентрации сероводорода в буровом растворе при полной его нейтрализации (рисунок).
Как показывает характер распространения сероводорода на рабочей площадке, наиболее целесообразно отбор проб воздуха производить от устья скважины. Однако условия работы не позволяют размещать пробоотборные устройства у устья. Контроль воздушной среды рабочей площадки можно также осуществлять, отбирая пробы воздуха у обшивки буровой, поскольку, как указывалось выше, здесь происходит возрастание концентрации сероводорода. Обшивка, очевидно, служит препятствием на пути распространения газа, вследствие чего сероводород здесь скапливается и создает опасные зоны.
 Читайте далее:
 Конструкций промышленных
Конструкциями помещений
Конструкции аппаратов
Конструкции необходимо
Конструкции перекрытия
Конструкции промышленных
Конструкции выполненные
Конструкцию оборудования
Квазиоптимальных альтернативных
Конструктивных элементах
Конструктивных особенностей
Конструктивными особенностями
Конструктивным исполнением
Конструктивного исполнения
Конструктивном отношении
|
