Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Bezpečnost chemických výrob N111001 Petr Zámostný místnost: A-72a tel.: 4222

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Bezpečnost chemických výrob N111001 Petr Zámostný místnost: A-72a tel.: 4222"— Transkript prezentace:

1 Bezpečnost chemických výrob N Petr Zámostný místnost: A-72a tel.:

2 Rizika spojená s hořlavými látkami  Povaha procesů hoření a výbuchu  Požární charakteristiky látek  Prostředky snížení nebezpečí požáru nebo exploze

3 Fakta o požárech a explozích  Nejčastější typ havárie v chem. průmyslu požár výbuch uvolnění toxické látky  Nejčastější zdroj výbuchu páry organického rozpouštědla  Spálení (výbuch) 1 kg toluenu uvolní se energie ~ 40 MJ dokáže zničit chemickou laboratoř může způsobit ztráty na životech

4 Hoření „Rychlá, exotermní oxidace za vzniku plamene” Exploze „Hoření s rychlým uvolňováním energie za vzniku tlakové vlny”

5 Hoření × Exploze  Hoření uvolňuje energii relativně pomalu, exploze velmi rychle  Hoření může přejít v explozi a naopak  Exploze – prudké rozpínání plynů = tlaková vlna mechanická exploze exploze způsobená chemickou reakcí

6 Hoření uhlovodíku Kouř, plameny

7 Hoření sirouhlíku Žádný kouř, plameny téměř nejsou vidět

8 Hoření methanu Typicky hoří v zásobníku

9 Hoření prachových částic Typicky probíhá vně zásobníku

10 Požární trojúhelník Hoří Vzduch (oxidovadlo) Palivo Iniciační energie

11 Dostatečné množství/energie Složky trojúhelníku  Palivo Plyn - acetylen, metan, vodík, LPG Kapalina – benzín, aceton, ether, hexan Pevná látka – plasty, hořlavé prachy  Oxidovadlo Plyn – O2, F2, Cl2 Kapalina – H 2 O 2, HClO 3, HNO 3 Pevná látka – peroxidy, KClO 3  Iniciátory Teplo, plamen, jiskry, statická elektřina

12 Aplikace trojúhelníku Vzduch (oxidovadlo) Palivo Iniciační energie Vzduch (oxidovadlo) Palivo Iniciační energie Zabránění iniciaci = nemůže dojít k hoření Problém: Iniciační zdroje jsou všudypřítomné Robustní prevence hoření = zabránění vzniku hořlavé směsi

13 Požární charakteristiky látek  Charakteristické teploty Bod vzplanutí Bod hoření Teplota samovznícení  Koncentrační rozmezí Meze výbušnosti Limitní koncentrace kyslíku

14 Bod vzplanutí (Flash Point) „Teplota, při níž hořlavá látka vytvoří dostatek par k tomu, aby se vzduchem tvořily hořlavou směs”  Hoření potřebuje dodatečnou iniciaci  Vzplanutí je pouze dočasné  Závisí na tlaku Při teplotách pod teplotou vzplanutí není možné zapálení, protože tlak par látky je příliš malý k tomu, aby se vytvořily zápalné směsi par se vzduchem. To však neznamená, že při teplotách pod teplotou vzplanutí neexistují nebezpečí požáru. Zdrojem zapálení může být látka velmi rychle zahřátá na svou teplotu vzplanutí.

15 Měření bodu vzplanutí

16 „otevřený kelímek“ „uzavřený kelímek“

17 Určení bodu vzplanutí směsí  Experimentálně  Z bodů vzplanutí složek v bodu vzplanutí směsi je parciální tlak hořlavé složky roven tenzi par čisté složky při jejím bodu vzplanutí je součet poměrů parciálních tlaků hořlavých složek jejich tenzím při jejich bodech vzplanutí roven 1 přesnost Raoultův zákon Tenze parnebo

18 Bod hoření (zápalnosti) (Fire Point) „Teplota, při které páry nad hořlavou látkou po zapálení vytrvale hoří”  Hoření potřebuje dodatečnou iniciaci  Hoření je trvalé = produkuje teplo pro dostatečnou tvorbu dalších par  Vyšší než bod vzplanutí Bod hoření leží výše než bod vzplanutí. Rozdíl mezi oběmi teplotami je u nízkovroucích kapalin velmi nepatrný, avšak vzrůstá se snižující se těkavostí kapaliny.

19 Teplota samovznícení (Autoignition temperature) „Teplota, při které hořlavá látka samovolně vznítí”  Hoření nepotřebuje dodatečnou iniciaci  Vyšší než bod zápalnosti  Vznícení se vyvolá poze působením tepla, bez dalšího iniciačního zdroje

20 Měření teploty samovznícení Baňka je umístěna v pícce s regulovanou teplotou Hořlavá látka je vpravena dovnitř Vizuální identifikace vznícení odkaz

21 Příklady hodnot T FP, °C Methanol12 Benzen-11 Benzin-40 T AIT, °C Methan538 Methanol464 Toluen536

22 Meze výbušnosti NEHOŘÍ x hořlaviny VYBUCHUJE HOŘÍ 100 % vzduchu 100 % par hořlaviny Dolní mez Výbušnosti (LEL, LFL) Horní mez Výbušnosti (UEL, UFL) Oblast výbušnosti NEHOŘÍ

23 Příklady hodnot Jako koncentraci, která není nebezpečná výbuchem, je možné označit koncentraci, která nepřekročí 50 % dolní meze výbušnosti. acetylen1,2 - 80,0 % svítiplyn5,8 - 63,0 % amoniak15,5 - 31,0 % zemní plyn4,3 - 15,0 % oxid uhelnatý12,5 - 75,0 % sirovodík4,3 - 45,5 % methan5,0 - 15,0 % vodík4,0 - 74,2 % benzín1,1 - 6,0 % aceton1,6 - 15,3 % butan1,6 - 8,5 % sirouhlík1,3 - 50,0 % propan1,9 - 9,5 % gener. plyn 21,0 - 74,0 %

24 Měření mezí výbušnosti

25

26  Testování směsí různého složení  Hledání mezních hodnot

27 Chování mezí výbušnosti  Závislost na teplotě měření empirické rovnice H c … spalné teplo kcal.mol -1 t % obj. EMPIRICKÝ VZTAH

28 Výpočty mezí výbušnosti  Vliv tlaku malý vliv na LFL značný vliv na UFL P [Mpa] UFL EMPIRICKÝ VZTAH

29 Charakteristiky ve fázovém diagramu

30 Výpočty mezí výbušnosti  Směsi par – Le Chatelierova rovnice  Předpoklady konstantní tepelná kapacita produktů podobný adiabatický teplotní ohřev podobná kinetika spalování

31 Odhad mezí výbušnosti  Empirický odhad ze složení látky platí dobře pro uhlovodíkové směsi stechiometrická koncentrace C st z rovnice hoření obsah O 2 ve vzduchu

32 Minimální koncentrace kyslíku  Minimální koncentrace kyslíku potřebná k propagaci hoření Směs nevybuchuje ač je v rozmezí výbušnosti, není-li obsah kyslíku alespoň roven MOC Snížení obsahu kyslíku pod MOC je možné přidáním inertu = INERTIZACE MOC (obj. % O 2 ) Methan12 Ethan11 Vodík5

33 Diagram hořlavosti

34  K čemu slouží Posouzení hořlavosti směsi Řízení procesů s nebezpečím vzniku hořlavé směsi  Komplikace Vyžaduje experimentální data Závisí na typu chemické látky Závisí na teplotě a tlaku

35 Odečítání z diagramu N2N2 O2O2 Hořlavá látka % 65 % 15 % ! Každý bod odpovídá složení celé směsi, jednotlivé složky dávají součet = 100

36 Diagram: přímka vzduchu N2N2 O2O2 Hořlavá látka % N 2, 21 % O 2 přímka vzduchu (všechny možné směsi hořlavé látky se vzduchem) oblast hořlavosti Horní mez výbušnosti Spodní mez výbušnosti

37 Diagram: přímka stechiometrie N2N2 O2O2 Hořlavá látka m / (1 + m) přímka stechiometrie (všechny možné stechiometrické směsi hořlavé látky s kyslíkem) oblast hořlavosti hořlavá látka + m O 2  produkty

38 Diagram: MOC N2N2 O2O2 Hořlavá látka přímka minimální koncentrace kyslíku oblast hořlavosti

39 oblast hořlavosti Přibližný diagram N2N2 O2O2 Hořlavá látka přímka vzduchu meze výbušnosti hořlavá látka + m O 2  produkty MOC meze výbušnosti v O 2

40 Experimentální diagram

41 Diagram: míchání směsí  Směs vzniklá mícháním směsí leží na jejich spojnici  x/y = n(A)/n(B) N2N2 O2O2 Hořlavá látka ! Každý bod odpovídá složení celé směsi, jednotlivé složky dávají součet = 100 A B M x y

42 Diagram: míchání směsí  postupné ředění směsi B směsí A N2N2 O2O2 Hořlavá látka ! Každý bod odpovídá složení celé směsi, jednotlivé složky dávají součet = 100 A B M

43 Aplikace: odstavení tlakového zásobníku N2N2 O2O2 Hořlavá látka oblast hořlavosti 1. Odstavení tlaku 2. Vhánění vzduchu START CÍL

44 Aplikace: odstavení tlakového zásobníku N2N2 O2O2 Hořlavá látka oblast hořlavosti 1. Odstavení tlaku 2. Vhánění dusíku START CÍL 3. Vhánění vzduchu

45 Hořlavé kapaliny podle ČSN Třídy nebezpečnosti: I. třída nebezpečnosti teplota vzplanutí do 21°C, II. třída nebezpečnosti nad 21°C do 55°C, III. třída nebezpečnosti nad 55° C do 100°C, IV. třída nebezpečnosti nad 100°C do 250°C. Teplotní třídy: T1 - teplota vznícení nad 450 °C, T2 - teplota vznícení 300 až 450 °C, T3 - teplota vznícení 200 až 300 °C, T4 - teplota vznícení 135 až 200 °C, T5 - teplota vznícení 100 až 135 °C, T6 - teplota vznícení 85 až 100 °C

46 Hořlavé kapaliny podle S-vět  extrémně hořlavé kapaliny s bodem vzplanutí do 0 °C nebo látky vznětlivé při styku se vzduchem za normálních podmínek  vysoce hořlavé kapaliny s bodem vzplanutí do 21 °C; látky u kterých může za normálních podmínek dojít k zahřívání a samovznícení; pevné látky které se mohou vznítit a dále hořet po krátkém styku se zápalným zdrojem; látky uvolňující ve styku s vlhkostí vysoce hořlavé plyny  Hořlavé s bodem vzplanutí mezi °C

47 Úkoly na cvičení


Stáhnout ppt "Bezpečnost chemických výrob N111001 Petr Zámostný místnost: A-72a tel.: 4222"

Podobné prezentace


Reklamy Google