Определить объем местных зон ВОК, которые образуются вблизи дыхательного устройства емкости, расположенной в цехе, в течение суток за счет больших и малых "дыханий". Вид продукта, геометрический объем емкости Vап, степень ее заполнения ε и рабочие температуры продукта и воздуха в дневное tд и ночное tн, время взять из таблицы 1.2.2. Рабочее давление в емкости – атмосферное (1∙105 Па). Емкость заполняется один раз в течение рабочей смены.
Таблица 1.2.2
№ варианта 4
Продукт Толуол
Vап м 3 50
Ε 0,5
tд, °С 22
tн, °С 15
Решение
Вблизи дыхательных патрубков аппаратов и открытых поверхностей испарения пожароопасных жидкостей образуются местные зоны ВОК, объем которых оценивают по формуле:
Vвок=mφH* КБ
где Vвок – объем местной зоны ВОК, м3;
φ*H – нижний концентрационный предел распространения пламени, кг/м3;
КБ – коэффициент запаса надежности.
Количество горючих паров, выходящих из сообщающегося с атмосферой («дышащего») аппарата за один цикл «большого дыхания», определяют по формуле:
GБ= VЖРРtР+273φsМ8314,31
где GБ – количество выходящих паров из заполняемого жидкостью аппарата, кг/цикл;
VЖ – объем поступающей в аппарат жидкости, м3 (величину VЖ можно определить, зная геометрический объем аппарата VАП и степень его заполнения VЖ =VАП e: VЖ = ε ∙ VАП);
РР – рабочее давление в аппарате, Па.
φs=РSРР
где РS – давление насыщенного пара жидкости при рабочей температуре, Па, (определяется по формуле 1.9); РР – рабочее давление паровоздушной смеси в аппарате (абсолютное давление в герметичном аппарате или барометрическое давление Рбар в аппарате с дыхательными устройствами), Па.
Давление насыщенных паров чистых компонентов, при 22 °С (295 К) определяем по таблице 7 приложения:
при Т = 293 К РS = 865,8 Па, при Т = 303 К РS = 856,9 Па.
Следовательно, при Т = 295 К:
865,8-295-293865,8-856,9 303-293=864,02
φs=864,021∙105=0,009 или 0,8% об
GБ= 0,2∙2001∙10522+273∙0,16∙92,148314,31=27 кг/цикл
Количество горючих паров, выходящих из сообщающегося с атмосферой («дышащего») аппарата при «малом дыхании», определяют по формуле:
GМ= Vс ∙РР1-φ1t1+273-1-φ2t2+273∙φср1-φср∙М8314,31
где GМ – количество выходящих из аппарата паров при изменении температуры среды в газовом пространстве, кг/цикл.
Определяем молярный объем пара или газа (м3/кмоль) при рабочих условиях, определяемый по формуле:
V23=22,413522+273273=24,2 м 3 /кмоль.
V15=22,413515+273273=23,6 м 3 /кмоль.
Определяем концентрации насыщенных паров жидкости:
При 22 ℃ φ1 =92,14∙0,02 24,2 =0,08 кг/м3
При 15 ℃ φ2=92,14∙0,02 23,6 =0,08 кг/м3
φср = (φ1 + φ1 )/2 =(0,08 + 0,08 )/2=0,08
GМ= 50∙1051-0,0822+273-1-0,0815+273∙0,081-0,08∙92,148314,31=0,5 кг/цикл
Массу паров, выделяющихся в производственное помещение из «дышащих» или открываемых на разгрузку продукта герметичных аппаратов, определяют по формуле:
m=Gi∙N∙τ3600
Gi – количество паров, поступающих в помещение (за один цикл «большого дыхания», «малого дыхания» при разгерметизации аппарата), кг/цикл; N – количество циклов (операций) в течение часа, ч -1 ; τ – продолжительность (период) работы аппарата, с.
m=27+0,5∙2=55 кг