Определение потребного воздухообмена при выделении газов (паров) через неплотности аппаратуры, находящейся под давлением

Производственная аппаратура, работающая под давлением, как правило, не является вполне герметичной. Степень герметичности аппаратуры уменьшается по мере ее износа. Считая, что просачивание газов через неплотности подчиняется тем же законам, что и истечение через небольшие отверстия, и, предполагая, что истечение происходит адиабатически, количество газов, просочившиеся через неплотности, можно определить по формуле:

, кг/ч (6)

где k – коэффициент, учитывающий повышение утечки от износа оборудования (k=1–2); c – коэффициент, учитывающий влияние давление газа в аппарате:

v – внутренний объем аппаратуры и трубопроводов, находящихся под давлением, м³; М – молекулярный вес газов, находящихся в аппаратуре; Т – абсолютная температура газов в аппаратуре, ^оК.

П р и м е р:

Система, состоящая из аппаратов и трубопроводов, заполнена сероводородом. Рабочее давление в аппаратуре р_а = 3 атм, а в проводящих трубопроводах р_а=4 атм. Внутренний объем аппаратуры v_а = 5 м³, объём трубопроводов, v_тр = 1,2 м³. Температура газа в аппаратуре – t_тр = 120 ^оС, в трубопроводе – t_тр = 25 ^оС. Определить потребный воздухообмен в помещении.

Решение: Определяем величины утечек сероводорода (H₂S) из аппаратуры и трубопроводов. Принимаем k = 1,5; с = 0,169 (по табл.);

М = 34, для H₂S; Утечка газа из аппаратуры составляет:

= 0,372 кг/ч

Утечка газа из трубопроводов составляет:

= 0,104 кг/ч

= 0,372 + 0,104 = 0,476 кг/ч = 476 г/ч

Используя данные табл. 1 (прил.), находим, что для сероводорода Х_в = 10 мг/м³; Х_н = 0,008 мг/м³. Потребный воздухообмен равен:

L = 476×1000 / (10 – 0,008) = 47638,1 м³/час

О т в е т: L = 47638,1 м³/час

Вывод: В воздух помещения одновременно могут выделяться несколько вредных веществ. По действию на организм человека они могут быть однонаправленными и разнонаправленными. Для однонаправленных веществ расчетные значения потребного воздухообмена суммируются, а для разнонаправленных веществ выбирается наибольшее значение потребного воздухообмена.

Пример:

Для первой вредности в воздухе рабочей зоны – вредных (токсичны) веществ в рассмотренных примерах все относятся к веществам разнонаправленного действия, поэтому принимаем к дальнейшему расчету максимальное из полученных значений, т.е. L = 67500 м³/ч (потребный воздухообмен для паров растворителей при окраске).

Для проверки соответствия требованиям устройства вентиляции определим кратность воздухообмена n = 67500/4800 = 14,1 ч^-1. Данное значение превышает установленную величину – 10 ч^-1, поэтому необходимо принять дополнительное решение по устройству вентиляции в помещении. Например, таким решением может быть исключение распространения от двух мест окраски растворителей по всему помещению за счет применения местной вытяжной вентиляции.

Расчет объема воздуха удаляемого местной вентиляцией определяется по формуле:

Таким образом, потребный воздухообмен для оставшихся вредных веществ принимаем для выделений сероводорода: L = 47638,1 м³/ч;

Проверка:

n = 47638,1/4800 = 9,9 ч^-1.