Содержания кислорода
Поскольку величина Ф сильно возрастает с повышением температуры, а с другой стороны, в зоне ФШах температура близка к Ть, скорость реакции в пламени, а с нею и величина «„ для данных горючего и окислителя будут тем больше, чем >выше Ть. Последняя возрастает по мере приближения состава смеси к стехиометриче-скому и уменьшения содержания инертного компонента. При этом взрывоопасность смеси увеличивается, величина ип является ее мерилом.
Тепловые потери излучением несущественны для быстрых пламен, поскольку они лишь незначительно снижают температуру горения*. Однако по мере уда-••е"<ия состчва смеси от стехиометрического или увеличения содержания инертного компонента, температура горения, а с нею и нормальная скорость пламени уменьшаются до критического значения. Так. потери излучением, 'несущественные для быстрых пламен, становятся для медленных пламен важнейшим фактором, определяющим предельные условия стационарного горения в бесконечном пространстве. Они определяют значения концентрационных пределов взрываемое™ — наиболее
Значения пределов взрываемости в тройной системе горючее — окислитель — инертный компонент целесообразно представлять в виде зависимости л„р от содержания инертного компонента / (рис. 8). С увеличением / уменьшается диапазон горючих составов между верхним и нижним концентрационными пределами. При определенном содержании инертного компонента /кр обе ветви КрИВОЙ КрИТИЧеСКИХ СОСТавОВ Ятщ (/) И Яшах (I)
Чтобы уравнять масштабы изменения критических параметров смесей с недостатком и избытком горючего, т. е. при изменении а от оо до 1 и от 1 до 0 соответственно, эти параметры целесообразно представлять в координатах lgaKp — /. В этом случае диапазоны изменения ординаты одинаковы: от +°° до 0 и от 0 до —оо. Верхний 'концентрационный предел (избыток горючего) отвечает критическим значениям amm, нижний (избыток окислителя) —значениям атах- С увеличением содержания инертного компонента обе ветви — lgamm и lg amax сближаются и смыкаются у мыса области взрываемости, для которого lg акр, как правило, близок к нулю (а= 1).
Для интенсификации многих технологических процессов оказывается желательным безопасное увеличение концентрации кислорода — окислителя в основном процессе. Для этого предлагалось компенсировать приближение состава к пределу взрываемости путем увеличения содержания инертного флегматизатора — водяного пара, который в дальнейшем можно легко удалить путем конденсации. Такой прием оказался неэффективным. Предельная концентрация кислорода в его смесях с горючим и водяным паром для большинства горючих монотонно уменьшается по мере увеличения содержания воды. Избыточное горючее почти всегда оказывается более активным флегматизатором, чем водяной пар.
На основании изложенных принципов могут быть определены .пределы взрываемости трехкомпонентных смесей перерабатываемого горючего, кислорода и азота для произвольного содержания инертного компонента и давления. Такие расчеты были выполнены, например, для процессов жидкофазного окисления циклогексана и толуола. Далее вычисляются равновесные составы паро-газовой фазы для условия, что кислород не расходуется при жидкофаз-ной реакции. Составы таких наиболее опасных равновесных смесей сопоставляются с предельными для распростране- 1 ния пламени. Рис 9. выбор взрывобез-
Тепловые потери излучением несущественны для быстрых пламен, поскольку потери лишь незначительно снижают температуру пламени. Однако по мере удаления состава смеси от стехиометри-ческого или увеличения содержания инертного компонента температура горения, а с. нею и нормальная скорость пламени настолько понижаются, что потери излучением приводят к заметной неадиа-батичности горения. При дальнейшем понижении концентрации недостающего компонента достигается критическое значение ип, и горение становится невозможным. Так, потери излучением, не зависящие от аппаратурных условий, становятся важнейшим фактором, определяющим границы стационарного горения в бесконечном пространстве. Их значение устанавливает концентрационные пределы взрываемости — наиболее существенную для целей техники безопасности характеристику горения.
Инертные компоненты влияют и на концентрационные пределы взрываемости. Типичная зависимость предельной концентрации горючего от содержания инертного компонента, т. е. схема пределов области взрываемости в тройной смеси горючее—окислитель—инертный компонент показана на рис. 47.
При увеличении содержания инертного компонента / уменьшается диапазон горючих составов между верхним и нижним концентрационными пределами. При определенном содержании инерт-
Единообразие предельных составов. Для расчетного определения обоих концентрационных пределов взрываемости смесей, содержащих горючее и окислитель, был предложен [153, 154], первоначально как эмпирический, следующий метод. Замечено, что у большинства однотипных взрывчатых смесей, например горючего, азота и кислорода, на пределе взрываемости, соответственно верхнем или нижнем, величина коэффициента избытка окислителя а. определяется содержанием инертного компонента /. С удовлетворительной для практических целей точностью можно считать, что пределы взрываемости различных горючих смесей в координатах а — / описываются одной универсальной кривой. Чтобы уравнять масштабы изменения составов смесей с недостатком и избытком горючего, т. е. при изменении а от оо до 1 и от 1 до 0 соответственно, критические условия целесообразно представлять в координатах lg акр — /. Верхний концентрационный предел (избыток горючего) отвечает критическим значениям amin, нижний (избыток окислителя) — значениям ашах. По мере увеличения содержания инертного компонента в смеси обе ветви amln и ашах сближаются и смыкаются у «мыса» области взрываемости.
Унифицированная система особенно полезна при описании пределов взрываемости многокомпонентных смесей. Для этого случая получаемые закономерности аналогичны выводам из правила Ле Шателье, но проще и нагляднее. В общий баланс процесса окисления входят концентрации всех имеющихся в смеси горючих и окислителей. Добавки инертных компонентов, уменьшая температуру горения, флегматизируют смесь, затрудняют горение. Поэтому с ростом содержания инертного компонента пределы взрываемости сужаются. Унифицированные пределы в известной степени зависят от природы инертных компонентов ввиду различия их теплосодержаний при температуре горения. Эта величина уменьшается в ряду: НСог > HHzo > HNa. При замене одного инертного компонента другим в таком порядке унифицированные пределы взрываемости несколько расширяются.
Если при продольном;ускорении лимитирующим фактором является нарушение системы кровообращения, то при поперечных динамических воздействиях определяющим становится дыхательное расстройство. Возрастающее при поперечных ускорениях внешнее давление вызывает деформацию грудной клетки, изменяет положение органов в ней и приводит к затруднению дыхания. Оно резко учащается, происходит снижение легочных объемов. Однако самое основное заключается в уменьшении коэффициента использования кислорода (миллилитры), поглощаемого из 1 л вентилируемого воздуха. На рис. 2.9 показано изменение этого коэффициента в зависимости от ускорения Gx. Снижение потребления кислорода приводит к увеличению кислородной задолженности, снижению содержания кислорода в артериальной крови и тканевой гипоксии. О том, какую роль играет кровообращение, говорилось выше.
При наличии определенных условий, даже без применения противником химических и бактериальных средств, очаг ядерного поражения может превратиться в ОКП. Это обусловлено возможностью возникновения в нем вторичных очагов поражения от сильнодействующих ядовитых веществ и продуктов горения (окиси углерода, двуокиси углерода, продуктов горения органических материалов), а также бактериологических очагов при возникновении эпидемий инфекционных заболеваний. Так, в зоне слабых разрушений при возникновении пожаров содержание окиси углерода может достигать до 12 мг/л (допустимая доза — 2,4 мг/л), двуокиси углерода—до 4,8% (допустимое — 3,5 — 4%), снижение содержания кислорода в воздухе — до 13 °/6 (для нормальной жизнедеятельности— не ниже 16 %, серьезное ухудшение состояния организма наступает при содержании кислорода до 10 /с).
Установку непрерывного окисления гудрона оснащают комплектом приборов для поддержания постоянно заданного расхода сырья в смесителе, регулирования расхода воздуха и ре-циркулята в зависимости от количества подаваемого в смеситель сырья, контроля содержания кислорода в уходящих газах из колонн отгона и сепаратора.
С увеличением содержания кислорода в атмосфере резко увеличивается пожарная опасность веществ и материалов [11.5]. По сравнению с горением на воздухе, в кислороде в десятки, а иногда и в сотни раз увеличивается скорость распространения пламени, примерно в тысячу раз снижается энергия, необходимая для зажигания материала.
с горючими парами. Понижение содержания кислорода ниже 10°/0 уже исключает возможность горения и взрыва. Важно поддерживать определенную концентрацию дымового газа :и контролировать его содержание в процессе производства работ.
Безопасной в отношении образования взрывоопасных паровоздушных смесей считается температура вещества на 10 °С ниже нижнего температурного предела воспламенения или на 15°С выше верхнего предела [1]. При расчетах безопасных режимов работы технологических аппаратов и коммуникаций, а также при конструировании систем и установок для взрывоподавления учитывают и величину минимального содержания кислорода. Взрывобезопас-ную концентрацию кислорода можно вычислить по формуле [2]:
а) увеличение содержания кислорода в газах пиролиза и товарном ацетилене при нарушении дозировки кислорода и природного газа, поступающих в смеситель, и стабилизирующего кислорода, направляемого в реактор, и другие отклонения от установленного режима пиролиза;
Наиболее характерные случаи аварий вызваны повышением содержания кислорода в газах пиролиза с последующим их взрывом в аппаратуре, загоранием ацетилена в трубопроводах в момент сброса взрывоопасных газов на факел, подсосом воздуха в аппаратуру с ацетиленом, загоранием полимеров при их выгрузке и транспортировании из испарителей.
Для предупреждения образования взрывоопасной смеси в факельных трубопроводах постоянно действующие факельные установки должны быть оснащены средствами автоматического контроля содержания кислорода. Необходимо предусмотреть сигнализацию, оповещающую центральный пульт управления о превышении содержания кислорода в системе более 3%.
Для предупреждения взрыва газов в аппаратуре, в рабочих помещениях и наружных установках производства ацетилена из метана предусматривают сигнализацию о достижении температуры компримируемого, ацетилена-концентрата 90 °С и систему автоматического отключения компрессора при температуре газа 100°С. Вакуум-насосы и вакуум-компрессоры снабжают устройствами постоянного автоматического контроля содержания кислорода. При содержании кислорода в ацетилене 0,2% (об.) сигнализация срабатывает. В помещениях, опасных с точки зрения выделения газа, устанавливают газоанализаторы. Сигнализаторы наличия горючих газов должны настраиваться на концентрацию 20% от нижнего предела взрываемости.
Первоочередной и неотложной задачей, которую необходимо решить для дальнейшего повышения надежности работы производства, является прежде всего предупреждение термического разложения ацетилена в аппаратах и ацетиленопроводах. Для уменьшения взрывоопасное™ циркулирующего в системе ацетилена необходимо организовать его разбавление инертным газом до безопасных пределов в соответствии с применяемым давлением; установить безопасный режим давления ацетилена в системе димеризации, при котором исключается распространение по всей массе газа где-либо начавшееся его разложение; повысить эффективность очистки ацетилена от кислорода; осуществить обескислороживание воды, поступающей в производство моновинилацетиле-на; установить непрерывный контроль содержания кислорода в газообразных и жидких средах.
 Читайте далее:
 Снижающих прочность
Сниженных указателей
Соблюдаться следующие
Соблюдать определенные
Соблюдать установленный
Соблюдены требования
Соблюдения установленных
Соблюдением действующих
Соблюдением противопожарных
Соблюдением санитарных
Состояния предприятия
Соблюдением требований приведенных
Соблюдением законодательства
Соблюдение предельно
Соблюдение работниками
|
