Определение состава газовой смеси

Анализ пожарной опасности производственных объектов предусматривает оценку пожарной опасности технологических сред, которая состоит в определении комплекса показателей, перечень которых зависит от агрегатного состояния реагентов, а также их соотношения в смеси. Для этих целей используют расчеты по определению возможного состава газовых смесей.

В практических расчётах состав многокомпонентной смеси можно выражать в долях или процентах.

Различают массовые (ω), молярные (χ) и объёмные доли (φ):

 ,

где ω_i – массовая доля i-го компонента; m_i – масса i-го компонента;  – сумма масс n компонентов смеси.

 ,

где х_i – молярная доля i-го компонента; ν_i – количество вещества i-го компонента;  – сумма количеств веществ n компонентов смеси.

Пересчёт массового состава в молярный и обратный пересчёт осуществляют по формулам:

где М_i – молярная масса i-го компонента.

где V_i –объём i-го компонента; ΣV_i – сумма объёмов n компонентов.

Для газовых смесей состав, выраженный объёмными и молярными долями, одинаков.

Например: определить объемные и молярные составы газовой смеси (этилен, пропилен), подаваемой в реактор на полимеризацию, если плотность подаваемой газовой смеси по воздуху равна 1,4.

Предположим, что молярная доля этилена

χ(С₂Н₄)= х

Тогда, молярная доля пропилена

χ(С₃Н₆)= 1-х

Рассчитываем молярные массы компонентов газовой смеси, молярную массу заданной газовой среды:

М(С₂Н₄)= 2 12 + 4 1 = 28 (г/моль)

М(С₃Н₆)= 3 12 + 6 1 = 42 (г/моль)

М_(смеси)=D_{(смеси по воздуху)} М(воздух)

М_(смеси)=1,4 29 =40,6 (г/моль)

Составляем уравнение:

28х + (1-х) 42=40,6

28х+42 – 42х = 40,6

-14х = -1,4

х=0,1

Тогда молярная доля этилена:

χ(С₂Н₄)= 0,1

а, молярная доля пропилена:

χ(С₃Н₆)= 1-х= 1- 0,1=0,9

    Поскольку молярные и объемные доли в газовой смеси совпадают (следствие из закона Авогадро) то, объемные доли компонентов газовой смеси соответственно составят:

φ(С₂Н₄)= 10%; φ(С₃Н₆)= 90%

Многие реальные газы при определенных условиях (в условиях промышленного синтеза) близки к идеальным.

Расчет концентрации газа и пара при выходе из аппаратов, работающих под избыточным давлением

Масса паров, выделяющихся в производственное помещение из открываемых на загрузку продуктов герметичных аппаратов (при отсутствии воздухообмена в помещении ), определяется по формуле

Расчет концентрации паров ЛВЖ и ГЖ при выходе из аппаратов, периодически открывающихся для загрузки веществ

Объем зоны взрывоопасных концентраций, V_ВОК:, м³, определяем по формуле:

Образование горючей среды при аварийном режиме

А) Определить массу жидкости, испарившейся с поверхности разлива:

Б) Интенсивность испарения рассчитывается по формуле:

В) Плотность паров жидкости рассчитываем по формуле:

Г) Средняя концентрация паров в помещении при аварийной ситуации:

Д) Расчет размера зоны образовавшегося горючего облака, при аварийном поступлении горючих газов и паров жидкостей в промышленное помещение

Е) Расчет избыточного давления ∆Р для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

1.Расчет избыточного давления ∆Р для индивидуальных горючих веществ, рассчитывается по формуле

2. Расчет избыточного давления ∆Р для горючих смесей, рассчитывается по формуле:

Расчет избыточного давления для пылевоздушных смесей