По заданию в проекте рассматриваются следующие аппараты: смеситель (стирол + бутадиен), насос для подачи стирола-ректификата, емкость стирола и насосная станция подачи стирола и бутадиена. Рассмотрим пожаровзрывоопасность каждого аппарата в отдельности.
Смеситель (стирол + бутадиен)(3) – аппарат, полости которого заполнены парами и газом, является герметичным, рабочая концентрация газа и пара равна 100 %. Следовательно, она выше верхнего концентрационного предела распространения пламени, то есть опасность взрыва (взрывоопасная концентрация) отсутствует.
Насос для подачи стирола-ректификата(2а) – аппараты, заполненные горючим газом, рабочая концентрация газа 100 %, следовательно, возможность образования пожаровзрывоопасной концентрации при нормальном режиме работы отсутствует.
Ёмкость стирол (2) – вертикальная емкость, имеющая сообщение с окружающей средой по средствам ДК, следовательно в данном аппарате над поверхностью жидкость всегда есть паровоздушное пространство, концентрация паров может в пределах от нижнего до верхнего пределов распространения пламени (воспламенения). Взрывоопасная концентрация паров в воздушном объеме аппарата при нормальной рабочей температуре образуется при выполнении условия:
tнп ≤ tр≤ tвп;
где tнп, tвп – нижний и верхний температурные пределы распространения пламени, tр – рабочая температура жидкости.
27°С≤ 25°С≤ 67°С,
Следовательно, при нормальной работе в промежуточной емкости стирол образование пожаровзрывоопасной концентрации не происходит.
Определим величину давления, образующегося при взрыве по формуле:
Рвзр= Рр(Твзр/Тнач) (m/n),
Где Рвзр и Рр – конечное давление взрыва и начальное рабочее давление в аппарате; Твзри Тнач – температура продуктов горения при взрыве и начальная температура горючей смеси, mи n – количество молей в продуктах горения и в исходной смеси. Запишем уравнение реакции горения стирола:
С8Н8 + 10О2 = 8СО2 + 4Н2О.
Определяем давление взрыва по имеющимся данным:
Рвзр = 0,101*(1592/298)*(12/11)=0,59 МПа
Доля предотвращения образования пожаровзрывоопасной концентрации на промежуточной емкости стирола предусмотрен дыхательный клапан с огнепреградителем. Для обеспечения мер пожарной профилактики рекомендуется дегазация взрывопожароопасных паров путем вентилирования.
Насосная станция подачи стирола и бутадиена – помещение, в котором находятся герметичные аппараты – насосы для подачи стирола и бутадиена, следовательно при нормальной работе пожаровзрывоопасной концентрации газа не создается.