Определение поражающих факторов АХОВ при химической аварии (стр. 1 из 2)

Проблема промышленной безопасности значительно обострилась с появлением крупномасштабных химических производств в первой половине нашего века. Основу химической промышленности составили производства непрерывного цикла, производительность которых не имеет, по существу, естественных ограничений. Постоянный рост производительности обусловлен значительными экономическими преимуществами крупных установок. Как следствие, возрастает содержание опасных веществ в технологических аппаратах, что сопровождается возникновением опасностей катастрофических пожаров, взрывов, токсических выбросов и других разрушительных явлений.

Безопасность функционирования аварийно химически опасных веществ (АХОВ) зависит от многих факторов: физико-химических свойств сырья, полупродуктов и продуктов, от характера технологического процесса, от конструкции и надежности оборудования, условий хранения и транспортирования химических веществ, состояния контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, эффективности средств противоаварийной защиты и т.д.

1. Характеристика АХОВ – хлор

Химическая формула Cl₂.

Хлор – первое отравляющее вещество, применённое в первую мировую войну. Германское командование использовало хлор для газовой атаки 22.04.1915 года. Из 6000 баллонов на фронте 6 км в течение 5 мин было выпущено 120 т хлора, который распространился на глубину 5–8 км. Потери составили 15000 человек. Хлор к настоящему времени утратил значение как ОВ, однако весьма широко используется в различных отраслях производства.

Физико-химические свойства. Хлор – зеленовато желтый газ с резким удушающим запахом. Плохо растворяется в воде, хорошо – в некоторых органических растворителях. В практических условиях растворимость хлора в воде незначительна и составляет 3 кг на 1 т воды. При обычном давлении сжижается при температуре – 34°С, образуя маслянистую жидкость желтовато зелёного цвета, затвердевающую при минус 101°С. Твёрдый хлор это бледно жёлтые кристаллы. Под давлением хлор сжижается уже при обычных температурах. Температура кипения сжиженного хлора –34,1°С, следовательно, даже зимой хлор находится в газообразном состоянии. При испарении образует с водяными парами белый туман. Один килограмм жидкого хлора дает 0,315 м3 газа.

Хорошо адсорбируется активным углём. Химически очень активен.

Пожаро - и взрывоопасность хлора. Негорюч, но пожароопасен, поддерживает горение многих органических веществ. В смеси с водородом взрывоопасен. При нагревании ёмкости взрывается.

Действие хлора на организм. По физиологическому действию на организм хлор относится к группе веществ удушающего действия. В момент контакта он оказывает сильное раздражающее действие на слизистую оболочку дыхательных путей и глаза. Признаки поражения наступают сразу после воздействия, поэтому хлор является быстродействующим АХОВ. Проникая в глубокие дыхательные пути, хлор разрушает лёгочную ткань, вызывая отёк лёгких.

В зависимости от концентрации (токсодозы) хлора степень тяжести отравления может быть различной.

Использование. Находит широкое применение для отбеливания тканей и бумажной массы, в производстве пластмасс, каучука, пестицидов, дихлорэтана, в цветной металлургии, а также в коммунально бытовом хозяйстве для обеззараживания воды.

Хлор хранят и перевозят к местам потребления только в сжиженном состоянии. Наиболее распространённым способом хранения и транспортировки жидкого хлора является хранение под давлением, соответствующим давлению насыщенных паров хлора при температуре окружающей среды. Обычно он хранится в цилиндрических (10–250 м3) и шаровых (600–2000 м3) резервуарах в сжиженном состоянии под давлением собственных паров, величина которого зависит от температуры жидкого хлора. При температуре 25°С оно составляет 8 кгс/см2, а при температуре 60°С – 18 кгс/см2. Сжиженный хлор перевозят в железнодорожных цистернах, контейнерах и баллонах, которые одновременно могут являться временными хранилищами.

2. Прогнозирование масштабов заражения хлоромпри химической аварии

1. Расчет продолжительности испарения АХОВ:

час,

где В – толщина слоя разлившихся АХОВ;

Р_в – плотность АХОВ, т/м3;

К₂ – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств;

К₄ – коэффициент, рассчитывающий скорость ветра;

К₇ – коэффициент, учитывающий температуру воздуха.

2. Расчет количества АХОВ в первичном облаке:

т,

где К₁ – коэффициент, определяющий условия хранения вещества;

К₃ – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы аммиака к пороговой токсодозе данного вещества;

К₅ – коэффициент вертикальной устойчивости воздуха;

М₀ – количество аварийного вещества, т.

3. Расчет количества АХОВ во вторичном облаке:

т,

где К₆ – коэффициент, зависящий от времени испарения вещества,

К₆ = Т_И^0,8

К₆ = 1,13^0,8 = 1.1

4. Расчет глубины зоны заражения первичным и вторичным облаком, Г₁ и Г₂:

для нахождения Г₁ и Г₂ делаем интерполяцию по количеству АХОВ в первичном и вторичном облаке соответственно и по скорости ветра:

для Г₁:

М_э1	Скорость ветра 2 м/с
0,1	0,84
0,324	Х
0,5	1,92

т.е. Г₁ = 1.445 км;

для Г₂:

М_э2	Скорость ветра 2м/с
1,0	2,84
2,41	Х
3,0	5,35

т.е. Г₂ = 4,609 км.

5. Расчет полной глубины зоны заражения, Гт:

км

6. Расчет предельно-возможной глубины зоны заражения, Гп:

км,

где С_п– скорость переноса облака ветром, км/ч;

км

7. Определение окончательной глубины зоны заражения:

за окончательную глубину принимаем меньшую из Г_т или Г_п:

км

8. Определение формы площади зоны заражения:

если V_в = 0,5 м/с или меньше, то получаем форму круга,

если V_в = 1 м/с – получаем форму полукруга,

если V_в = 2 м/с – сектор с углом 90°.

9. Расчет зоны площади заражения, S_ЗХЗ:

км²

где φ° – угловые размеры зоны заражения.

км²

10. Расчет времени подхода облака к заданному объекту, t_под:

час

Рисунок 1. Схема зоны химического заражения

3.Защита населения от аварийно химически-опасноговещества – хлора

При разрушении емкости происходит бурное (в зависимости от давления) испарение хлора. Доля мгновенно испарившегося хлора зависит от температуры хранящегося жидкого хлора. Чем выше его температура, тем большая доля хлора практически мгновенно испаряется при аварийном выбросе (20% при 20°С и 30% при 40°С). При этом образуется так называемое первичное облако с концентрациями, значительно превышающими смертельные концентрации. Продолжительность поражающего действия первичного облака хлора на небольших удалениях от места аварии будет составлять от нескольких десятков секунд до нескольких минут.

Хлор обладает сильным токсическим и раздражающим действием. Оказывает раздражающее воздействие на глаза и органы дыхания. При вдыхании вызывает судорожный, мучительный кашель. В тяжелых случаях происходит спазм голосовых связок, отек легких. Оказывает сковывающее воздействие на центральную нервную систему.