Рассмотрим образования аэрозоля при выборе передачи тепла жидкости
В дополнение к вспышки, точка огня и температура самовоспламенения, склонность жидкости, направленные на формирование тумана следует учитывать при оценке безопасности жидкости.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОЦЕНИВАЮТСЯ при выборе теплообмена жидкости температура, рабочее давление, коэффициент теплопередачи, экономика, транспорт, обслуживание, строительных материалов, а также потенциальной опасности. Потенциальной опасности, как правило, судить на основе вспышки жидкости в пункт огня и температура самовоспламенения.
Тем не менее, еще один важный критерий, который следует рассмотреть восприимчивости жидкости в тумане взрывов, которые в зависимости от его потенциалом для формирования аэрозолей. В данной статье предлагается методология оценки потенциальных аэрозоля формирования и использования этой информации, чтобы выбрать наиболее подходящую жидкость для конкретного приложения.
Аэрозоль взрывов
Аэрозоль взрыва и горения необходим целый ряд событий: образования аэрозоля; аэрозоля дисперсии; воспламенения и взрыва и горения.
Для оценки опасности, которую можно использовать для прогнозирования корреляции SMD в определенных условиях эксплуатации и при определенных жидкостей теплообмена. Небольшие размеры капель воспламеняются быстрее и сжигать более энергично, чем более крупные капли, указав, что они представляют большую опасность взрыва туман. Кришна и др.. (1) также предоставляют несколько эмпирические правила, которые помогут в процессе разработки:
* Высокой плотности теплообмена жидкости образуют более мелкие по утечка
* Более высокой вязкости жидкости с меньшей вероятностью форме аэрозоля
* Жидкостей с более высоким поверхностным натяжением будет более крупные капли от утечки
* Рабочее давление выше будет производить аэрозолей ближе к утечке и меньших размеров капли.
Существующие методы отбора
Отбор методов в настоящее время работают в теплообмена жидкости выбор полагаться на флэш-точка, точка огня и температура самовоспламенения.
Вспышки жидкости температура, при которой жидкость генерирует достаточное количество паров для поддержки мгновенного сгорания. Она может быть измерена Кливлендской открытой чашки (COC) испытаний (ASTM D92) или Penske Мартенс закрытом тигле (PMCC) испытаний (ASTM D93). Тест PMCC концентратов паров и, следовательно, приводит к значению вспышки, что является 8-10F ниже, чем тест COC.
Воспламенения является температура, при которой жидкость генерирует достаточное количество паров для поддержки устойчивого горения. Как правило, 40-100F выше, чем вспышки. Температура вспышки и воспламенения испытания являются индикаторами неустойчивости жидкости, то есть, они указывают на легкость, с которой данная жидкость может испаряться, генерируя тем самым достаточное количество паров для того чтобы воспламенить. Жидкости с более низкой температурой вспышки и воспламенения, следовательно, будет более легко воспламениться.
Температура самовоспламенения это температура, при которой жидкость будет воспламеняться без какого-либо внешнего источника зажигания (ASTM D2155). Он измеряется путем введения жидкости в атмосферу нагретого воздуха.
Хотя вспышки, точка огня и испытания температура самовоспламенения составляют существенную часть теплоотдачи жидкости процесс отбора, а лишь обеспечить, чтобы жидкости находится ниже его вспышки предполагает, что жидкость не представляет опасности пожара ниже их "горячих точках" . Это не так - небольшие утечки теплоносителя жидкости при достаточном давлении могут образовываться аэрозоли, которые могут воспламеняться и взрываться при температурах ниже температуры вспышки жидкости в жидкости (2).
В процессе проектирования, факторы, влияющие на выбор жидкости теплоносителя, являются скорость передачи тепла, температура, давление, экономические соображения (стоимость, техническое обслуживание, уборка и замена), ограничения, строительных материалов, а также наконец, опасности (пожар, взрыв и токсичность) (3-5). Технологи, участвующих в процессе проектирования может экран для вспышки огня и самовозгорания температурах, оценивая опасность возгораний и взрывов, но обычно не в полной мере оценить потенциальные опасности взрыва туман.
Тем не менее, необходимо понимать, что нехватка конкретных данных о туман взрывы предотвращает любые официальные процедуры дизайн от включения потенциальной опасности взрыва в тумане выбор теплообмена жидкостей. При отсутствии данных о горючести и пределов взрыва туман, используя данные для формирования таких туманов имеет решающее значение. Снижение чувствительности утечки жидкости для распыления значительно уменьшить потенциальные опасности взрыва туман. Хотя горячие точки используются для идентификации опасности воспламенения паров, имущества, которое характеризует туман или аэрозоль фазы не требуется. Sauter среднего диаметра может обеспечить эффективный показатель для характеристики аэрозоля или тумана.
SMD в качестве критерия
SMD, как правило, наиболее часто используемых средний диаметр статистики, поскольку он может быть использован для характеристики важных процессов, таких как проникновение капель или тепло-и массообмена.
Предложено в жидкости выбор методологии
Этот подход включает в себя выбор первой оценки жидкости на основе типичных критериев Диапазон рабочих температур, рабочее давление, коэффициент теплопередачи, экономика, транспорт, техническое обслуживание и строительных материалов. Потенциальной опасности могут быть разделены на пары и туман опасности. Пара опасностей можно избежать, выбрав жидкости с температурой вспышки выше температуры эксплуатации системы. Мист опасности могут быть решены путем расчета SMD для различных жидкостей по формуле. 3 и построение их от любых других параметров (общая стоимость наиболее часто используется), а затем анализировать в заговоре с целью выявления оптимального жидкости.
Рассмотрим случай, когда некоторые жидкости теплообмена были в короткий список для выбора, основанного на первоначальную проверку Диапазон рабочих температур, коэффициента теплоотдачи и вспышки. Уравнения. 3 используется для оценки SMD на условия, необходимые для процесса. SMD и общую стоимость системы, как представлено на рис 1 по 1 жидкости. Неопределенность в SMD включает неопределенности в соотношении прогнозирования, температурный диапазон работы, а также рабочее давление. Процедура повторяется для каждого из шорт-лист жидкости и в результате участка (рис. 2) затем анализируется.
Рисунок 2 показывает, что жидкости и D работать при более высокой опасности в результате их более низкой SMDS, а жидкостей B, C и E являются относительно менее опасными. Хотя D является очень экономичным выбором, его потенциальной опасности является относительно высокой. С другой стороны, E имеет наименьшую потенциальную опасность, но высокая стоимость. В соответствии с классификацией, B и C обеспечивают наиболее привлекательные варианты. Другие факторы могут также рассматриваться как определить наиболее подходящие жидкости.
Выводы и значение
При простое применение имеющимся данным, потенциальных опасностей, связанных с аэрозолем утечки могут быть учтены при выборе теплообмена жидкости в процессе проектирования. Кроме того, рекомендации могут быть сделаны, чтобы изменить дизайн этого процесса теплообмена, если низким или средним уровнем опасности не могут быть достигнуты.
Например, одна рекомендация может быть Помимо незначительных количеств добавок к жидкости теплообмена увеличить поверхностное натяжение, что приводит к повышенным SMDS. Любое ухудшение состояния жидкости во время работы установки со временем могут быть воплощены в изменило уровень опасности, что может потребовать замены жидкости. Степень опасности должны, таким образом, контролировать на протяжении всей жизни процесса.
Выбор схемы, предложенной здесь будет обеспечить, чтобы выбора продукта на основе анализа рисков становится частью бесперебойный приток проектирования и разработки более безопасных химических процессов. Он также требует, чтобы связи между опасность возгораний и взрывов, а также требования (и связанных с дизайном выходов) для их решения, основанные на проверяемые и проверенных данных.
Благодаря интеграции анализа рисков с процесса разработки, мониторинга опасности может быть достигнуто на протяжении всего жизненного процесса, и каждый экземпляр процесса изменения при этом становится эффективным инструментом для управления изменениями. И наконец, такие методы могут быть интегрированы в разработку учебных программ, тем самым безопасность вторая натура.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кришна, К., и др.., "Интеллектуальный корреляции для Утечка теплоносителя аэрозолей в воздухе," Журнал предотвращения потерь в промышленности процесса, 16 (1), с. 1-8. (2003).
2. Sukmarg, П. и др.., "Non-интрузивных Характеристика теплоносителя аэрозолей в воздухе," Журнал предотвращения потерь в перерабатывающих отраслях промышленности, 16 (1), с. 19-27 (2002).
3. Сингх, J., "Выбор теплообмена Жидкости для высокотемпературной службы," Хим. Eng., С. 53-58 (1 июня 1981).
4. Катберт, J., "Правильный выбор жидкости теплообмена," Хим. Eng. Прогресс, 90 (7), с. 29-37 (июль 1994).
5. Фукс, HCG, "Понимание термальных жидкостей методы анализа" Chem. Eng. Прогресс, 93 (12) с. 39-44 (декабрь 1997).
6. Bayvel, Л. и З. Ожеховски, "Liquid атомизации", и Фрэнсис Тейлор, Вашингтон, DC (1993).
Дополнительная литература
Бриттон, LG, "Как избежать опасности воспламенения статических химических операций," Американский институт инженеров-химиков, Центр по химической безопасности процесса, New York, NY (1999).
Боуэн, PJ, и Lr
Боуэн, П. и др. ", Дефлаграция от углеводородного топлива аэрозолей," Наука и технологии сжигания, 130, с. 25-47 (1997).
Боуэн, PJ, и LC Shirvill, "Топливные опасностей, связанных с давлением распыления высоколиквидных Flash-Пойнт" Журнал предотвращения потерь в перерабатывающих отраслях промышленности, 7 (3), с. 233-241 (1994).
Бэргойн, JH, "Туман и Spray Взрывы," Хим. Eng. Прогресс, 53 (3), с. 121-124 (1957).
Бэргойн, JH, и L Коэн, "Влияние Размер капель на распространение пламени жидких аэрозолей," Труды Королевского общества в Лондоне, серия А, физико-математических наук, 225, с. 375-392 (1954).
Бэргойн, JH, и Ф. Ричардсона "горючесть нефти Туман", топливо, 28, с. 2-6 (1949).
Eichhorn, J., "Туман осторожны может взорваться" Нефтяные нефтеперерабатывающая, 34 (11), с. 194-196 (1955).
Factory Mutual корпорации инженерии, "Техника безопасности Руководство для промышленных операций", Национальный совет по безопасности, Chicago, IL (1974).
Faeth, М., "Структура и атомизации свойств плотных турбулентных спреи," Известия Tewnty-третьих симпозиума (внутр.) по горению, Орлеан, Франция, с. 1345-1352 (1990).
Faeth, М., "Испарение и горение спреи," Прогресс в области энергетики и сжигания наук, 9 (1-2), с. 1-76 (1983).
Febo, HL, и СП Валюлис ", признает потенциальную возможность теплообмена жидкость Взрывы Мист", Chem. Eng. Прогресс, 92 (3), с. 52-55 (март 1996).
Febo, HL, и СП Валюлис ", жидкого теплоносителя Мист Взрыв Потенциальные: важным фактором для пользователя", Труды симпозиума AfChE предупреждению потери, бумаги 4P, Американский институт инженеров-химиков, New York, NY (1995).
Институт Нефти ", классификационный код для объектов нефтяной промышленности", М., Чичестер, Великобритания (1990).
Кришна, К., "Измерение и прогнозирование образования аэрозоля по безопасной утилизации промышленных жидкостей", кандидатскую диссертацию, штат Техас
Льюис, Б. и Г. фон Эльба ", Горение, пламя и взрывы в газах", второе и третье издания, Academic Press, New York, NY (1961 и 1987).
Nikmo, J., и др.. ", Модель массо-и теплообмена в аэрозольное облако," Журнал опасных материалов, 38, с. 293-311 (1994).
Polymeropoulos, CE, "распространение пламени в Аэрозоли капель топлива, паров топлива и воздуха", "Наука и технологии сжигания, 40, с. 217-232 (1984).
Швейцер, PH, "Механизм распада жидких струй," Журнал прикладной физики РАН, 8, с. 513-521 (1937).
Салливан, М. В. и др. /. ", Воспламеняемости высшего кипения жидкостей и их Туман", "Промышленная и технической химии, 39 (12), с. 1607-1614 (1947).
Винсент, GC, и ВБ Говард, "Часть I: Углеводородный туман взрывы, предупреждению взрыва в борьбе", КЭП Техническое руководство 10, с. 43-47 (1976).
Винсент, GC, и др.. ", Часть II: Взрывы углеводородного Туман, по предупреждению водяного тумана", КЭП Техническое руководство 10, с. 55-64 (1976).
Вудворд, JL, и др.., "Моделирование и проверка диспергирования аэрозолей Jet" Журнал опасных материалов, 44, с. 185-207 (1995).
KIRAN KRISHNA
Уильям Дж. Роджерс
М. SAM Маннан
"Мэри Кэй" ПРОЦЕСС О'коннор
Центр безопасности,
TEXAS
KIRAN Кришна ассистент консультанта Аткинс (11200 Ричмонд просп. Suite 300, Houston, TX 77082, E-почта: kiran.krishna <a href="mailto:kiran.krishna@atkinsamericas.com"> @ atkinsamericas.com </ A>), где он помогает оффшорных компаний-операторов оптимизации управления рисками мер и гарантий в отношении новых проектов и имеющихся активов. Работа, представленная в этой статье, часть диссертации на соискание докторской диссертацией в области химической технологии, полученные из Техаса
Уильям Дж. Роджерс является директором экспериментальных исследований в Mary Kay О'Коннор процесса Центр безопасности и TEES исследователем в химической инженерии кафедра в Техасском
М. SAM Маннан, профессор химической технологии и директор Mary Kay О'Коннор процесса Центр безопасности в Техасе
