Способ взрывопожарозащиты технологических аппаратов

 

Использование: для взрывопожарозащиты технологических аппаратов. Переводят часть горючего из парообразного состояния в аэрозоль при условии, что суммарная массовая концентрация горючего (смесь паров и аэрозоль) поддерживается вс аппарате больше значения массовой концентрации верхнего предела распространения пламени.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 62 С 4/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4890365/12 (22) 19,10.90 (46) 15.02.93. Бюл. М 6 (71) Высшая инженерная пожарно-техническая школа МВД СССР (72) B Ï,Íýçàðîâ, В,А.Домничев, В.И,Попов и Н.Ф,Шатров (56) Ильин А.Б. Обеспечение паровзрывобезопасности технологических процессов методом флегматизации горючих смесей. Дис. к.т.н., М., 1984, с. 194 с.

Изобретение относится к пожарной технике и может быть использовано в промышленности для взрывоэащиты технологических емкостных апппаратов.

Известен способ флегматизации путем насыщения внутреннего объема технологических аппаратов горючими газами и парами до концентраций выше верхнего концентрационного предала распространения пламени (воспламенения), т.е. заполнения их избыточным горючим.

Избыточное горючее в большинстве случаев является более эффективным, в срэвнеHèè с инертными добавками, флегматизатором. Однако данный способ не может быть использован в технологических процессах. где. требуется увеличить содержание кислорода в перерабатываемой смеси, либо где велико соотношение паровой и жидкой Фаз. Концентрация паров над уровнем многокомпонентной жидкости, используемой в качестве флегматизатора, через давление насыщенных паров зависит от температуры. а также от соотношения паровой и жидкой фаз. При больших числах этого соотношения состав жидкой фазы изменя„„5U„„1794459 Al (54) СПОСОБ ВЗРЫВОПОЖАРОЗАЩИТЫ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АППАРАТОВ (57) Использование: для взрывопожароэащиты технологических аппаратов. Переводят часть горючего иэ парообраэного состояния в аэрозоль при условии, что суммарная массовая концентрация горючего . (смесь паров и аэрозоль) поддерживается в аппарате больше значения массовой концентрации верхнего предела распространения пламени. ется по мере испарения жидкости, снижая упругость ее паров. Поэтому, при большой у высоте аппарата достичь равновесной концентрации паров внутри его, которая соответствовала бы исходной упругости паров, невозможно. Это лишает возможности применять метод флегматизации среды избыточным горючим. и

Целью изобретения является повышение пожаровзрывобезопасности аппаратов путем реализации метода флегматизации перерабатываемой в аппарате горючей сме т си избыточным горю им в условиях большого соотношения паровой и жидкой фаз за (Л счет перевода части горючего в азрозольное Q состояние. Предлагаемый способ позволяет также фаегматиаироаате горюкую среау а условиях повышенного содержания кислорода в перерабатываемой смеси.

Сущность изобретения состоит в том, что для реализации предлагаемого способа часть горючего из перерабатываемой смеси, находящегося в парогазовом состоянии nepesoäìòñÿ в (заменяется на) конденсированную (аэрозольную) фазу, диспергированную в газовом обьеме аппарата. Аэрозольная

1794459

10

20 часть, составляющая избыточное горючее смеси может быть введена в аппарат в дополнение к паровой фазе горючего. В этом случае получается "гибридная смесь" кислорода (воздуха) с горючими парами и аэрозолем. Суммарная массовая концентрация горючего (смеси паров с аэрозолем) должна быть не менее значений массовой концентрации верхнего предела распространения пламени (воспламенения) для горючей смеси. То есть, количество горючего в аэрозоле при переходе всей своей массы в парообразное состояние должно составить в общей массе концентрацию соответствующую эффекту флегматизации. Перевод части го-" 15 рючего в перерабатываемой горючей смеси из паровой в конденсированную фазу аэрозоля позволяет увеличить содержание кислорода в смеси, а также за счет увеличения кривизны испаряемой поверхности повысить давление пэров над поверхностью жидкости, диспергированной в паровой среде Объема аппарата и тей самым компенсировать влияние больших значений соотношения паровой и жидкой фаз в объеме аппарата.

Существенными признаками изобретения является то, что часть горючего из общей массы паров в аппарате переводится в аэрозольное состояние и то, что суммарная З0 массовая концентрация горючего во взвешенной конденсированной фазе аэрозоля и в паровой фазе внутри аппарата должна поддерживаться равной верхнему концентрационному пределу распространения пла- З5 мени.

Пример 1. 8 аппарате колонного типа, емкостью 450 м . хранят дистилят нефти. Соотношение паровой к жидкой фазе в аппарате составляет 25:1. Соотношение вы- 40 соты к диаметру аппарата — 10:1. Упругость паров дистилята не позволяет получать во всем объеме аппарата концентрацию паров, соответствующую флегматизирующему эффекту, Для достижения такой концентра- 45 ции паров в,верхней точке аппарата требуФормула изобретения

Способ взрывопожарозащиты TGxHoëîгическихаппаратов, включающий флегматизацию горючей среды внутри аппарата парами избыточного горючего при его концентрации выше верхнего концентрационного предела воспламенения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения пожаровзрывобезопасности аппаратов путем флегматизации парогазовой среды избыется либо привести соотношение фаз 4;1, либо нагревать дистилят свыше рабочей температуры на 20...30 С, что не допускается по условиям технологии. Поэтому эффект флегматизации по всему объему достигается следующим образом: часть дистилята с днища аппарата насосом высокого давления через щелевые распылители диспергируется в виде аэрозоля в паровоздушный объем над слоем жидкой фазы, За счет повышенной упругости паров над поверхностью частиц диспергированной жидкости устраняется влияние большой величины соотношения паровой и жидкой фаз, достигается эффект флегматизации всей среды.

Пример 2. Через аппарат емкостного типа для переработки термополимеров прокачивают алкановоздушную смесь, содержащую пропан, бутан и пентан. По условиям технологии для обеспечения окисления термополимеров требуется увеличение содержания кислорода в смеси до 20 об. .

Флегматизирующая концентрация. избыточного. горючего (равная верхнему концентрационному пределу воспламенения паровоздушной смеси, 10 об.;6) не позволяет повысить концентрацию кислорода всмеси выше 19 об.ф,.

В целях обогащения рабочей смеси в аппарате кислородом до 20 об. паровоздушную смесь в аппарате, содержащую

4,5, Об. пропан-бутана и 5,5 об. пентана охлаждают ниже температуры сжижения пентана (+36 С), который конденсируясь в смеси, переходит в дисперсную фазу жидкостного аэрозоля, где дисперсной средой является паровоэдушная смесь пропан-бутана и воздуха. Массовая концентрация пропана, бутана и пентана в смеси с воздухом и в случае паровоздушной смеси и в случае аэрозолепаровоадушной смеси соответствует значениям верхнего концентрационного предела воспламенения (10 об.), что обеспечивает флегматизацию смеси избыточным горючим при повышенном содержании кислорода. тОчным Горючим в условиях 60льшОГО сооТношения паровой и жидкой фазы горючего в аппарате, а также в условиях повышенного содержания кислорода в смеси, часть горючего из паровой фазы переводят в дисперсную фазу аэрозоля и суммарную массовую концентрацию паровой и взвешенной конденсированной фазы аэрозоля горючей сре -. ды поддерживают равной верхнему концентрационному пределу воспламенения.