Bezpečnost chemických výrob

N111001

Petr Zámostnýmístnost: A-72atel.: 4222e-mail: petr.zamostny@vscht.cz

Prevence nebezpečí požáru

Následky explozí Prostředky snížení nebezpečí požáru nebo exploze

Následky explozí Tlaková vlna Odletující střepiny Tepelné sálání Požár

Odhad následků je důležitý pro havarijní plánování

Enegie chemické exploze Tlaková vlna chemické exploze

tepelná expanze produktů reakce změna molového čísla v průběhu reakce

C3H8 + 5 O2 + 18,8 N2 3 CO2 + H2O + 18,8 N2

n0 = 24.8 n1 = 25.8

C7H5(NO2)3 C + 6 CO + 2,5H2 + 1,5 N2

00

1101 Tn

TnPP

Energie mechanické exploze

Při mechanické explozi se uvolní mechanická energie obsažená v substanci

Stlačený plyn uvolní se kompresní práce

Kapalina pod tlakem neexpanduje velmi malá energie

exploze

V

P

e

cc

VPVPPdVW

11122

2

1

1

1

211 11 P

PVPWe

/1

1

212

p

pTT

Šíření tlakové vlny

p

vzdálenost

t1

t2

t3

t4

t5

počátek

Poškození vlivem tlakové vlny

přetlak [kPa] Poškození

3-7 Rozbitá okna

15-20 Poškození běžných betonových zdí

25 Kritické poškození průmyslových zásobníků

50 Převrácené železniční vagóny

70 Totální destrukce budov

> 100 Velmi nízká pravděpodobnost přežití

Odhad síly tlakové vlny Přepočtená

vzdálenost

Ekvivalent TNT

3131

31

kgm

mrkgmZ

TNT

přepočtená vzdálenost, m.kg-1/3

pře

tlak,

kPa

Ekvivalent TNT Ekvivalentní množství trinitrotoluenu, které při explozi vyvolá

stejnou tlakovou vlnu

Účinnost využití energie η = 1 pro ohraničenou explozi = 0,02 – 0,1 pro neohraničenou explozi

Specifická energie exploze látky EH, kJ/kg Odhadována z termodynamických veličin ΔAspal, ΔGspal, ΔHspal

Nepřesnost způsobená aproximací stejného chování deflagrace a detonace

Pokročilejší metody – vyžadují mnohem více dat

TNT

HTNT E

mEm

kgkJ

ETNT 4686

Odhad následků exploze - software

Prevence požárů a explozí

Inertizace Ventilace Eliminace statické elektřiny Nevýbušné zařízení a nástroje Automatické hašení Prostředky pro izolaci místa požáru

Inertizace Ředění výbušné směsi inertem pod hladinu MOC MOC pro většinu plynů ~ 10 % obj. O2

Průtočná inertizace kontinuální přívod inertu a odvod směsi

Vakuová inertizace (periodická) evakuace nádoby + odtlakování přívodem

inertu Tlaková inertizace

(periodické) natlakování inertem + odtlakování Kombinovaná „Sifonová“

naplnění kapalinou, vypuštění kapaliny s nasátím inertu

Průtočná inertizace

Velké zásobníky – ideální mísiče Dlouhá doba inertizace – spotřeba inertu

y0(O2)y(O2)

y1

y2

yyVF

dtdy

0

Vakuová inertizacep0

pV

t1a1 2

konstantní koncentrace O2

konstantní množství O2

(v případě čistého inertu)

10

21 yRTVp

On 121 yRTVp

On Va

RTVp

n 02

01

012 p

py

RTVp

RTVp

yy V

V

Tlaková inertizacepT

p0

t1a1 2

konstantní koncentrace O2

konstantní množství O2

(v případě čistého inertu)

Tpp

yy 012

3

TTT pp

pp

ypp

yy 001

023

1

01

j

Tj p

pyy

Prevence rizik statické elektřiny

Prevence akumulace náboje a jiskření Relaxace Nulování a zemnění Ponorné trubky Zvyšování vodivosti

aditivy

Relaxace

Přivádění kapaliny do zásobníku shora náhlé oddělení rychle tekoucí kapaliny od stěny ukládání velkého náboje

Rozšíření trubky před vstupem do zásobníku zpomalení proudění dostatek času pro disipaci náboje

Empiricky doba zdržení v rozšíření má být 2x větší než relaxační

doba pro danou kapalinu

Nulování Napětí mezi

dvěma vodivými materiály se nuluje jejich vodivým propojením

Větší celky lze převést na nulový potenciál zemněním

Zemnění

Nulování a zemnění

Ponorné trubice Prodloužená trubice

zabraňuje akumulaci náboje, ke které by došlo při volném pádu kapaliny

Nebezpečí Zpětné nasátí

kapaliny

Zvyšování vodivosti aditivy Antistatická aditiva

alkohol voda polární kapaliny

Musí být mísitelná s kapalinou