Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Медицина arrow Обеспечение безопасности при чрезвычайных ситуациях

Особенности возникновения и развития аварий на химически опасных объектах

Теоретически любое химическое вещество может находиться в трех фазовых состояниях: жидкость, газ (пар) и твердое состояние. Взаимосвязь между фазовыми состояниями отражается на диаграмме фазового состояния (рис. 6.2).

Кривые фазового равновесия показывают:

А-В — соотношение между давлением пара и температурой для твердой фазы;

В-С — то же для жидкой фазы;

точка С соответствует «критической» температуре: Гкр — «критическая» температура; Ркр — «критическое» давление.

Диаграмма фазового состояния

Рис. 6.2. Диаграмма фазового состояния:

Тт. — температура плавления; Ткр — «критическая» температура;

Ркр — «критическое» давление

При температуре больше Ткр вещество может находиться только в газообразном состоянии. Газовая фаза имеет подфазу, именуемую паровой.

В зависимости от соотношения критической температуры, температуры внешней среды и условий хранения все АХОВ можно разделить на четыре основные группы.

I группа. Вещества (рис. 6.3, а), имеющие критическую температуру намного ниже температуры окружающей среды (метан, кислород, этилен и др.). Вещества этой группы в больших количествах хранятся на объектах экономики при температурах ниже критических. При разгерметизации емкостей с жидкостями указанной категории незначительная часть жидкости (около 5%) «мгновенно» испарится за счет тепла поддона и окружающей среды, образуя первичное облако паров АХОВ. Оставшаяся часть жидкости перейдет в режим стационарного кипения.

Основные группы АХОВ в зависимости от диаграммы их фазового состояния и температуры окружающей среды

Рис. 6.3. Основные группы АХОВ в зависимости от диаграммы их фазового состояния и температуры окружающей среды: Гхр, Гр.ф., Гкип — температуры хранения, окружающей среды, критическая и кипения соответственно

Скорость кипения (скорость образования вторичного облака) является функцией подвода тепла от окружающей среды и некоторых физико-химических свойств АХОВ. Наиболее опасные источники поражающих факторов в данном случае — вторичное облако паров АХОВ, а в некоторых случаях — пожары и взрывы.

В случае разгерметизации емкостей с этой группой АХОВ, хранящихся в газообразном состоянии, практически все содержимое емкости образует первичное облако. Опасность поражающего действия первичного облака в данном случае зависит не только от типа, количества, физико-химических и токсических характеристик АХОВ, но и от степени разрушения емкостей и метеоусловий. Наиболее опасные поражающие факторы в данном случае — первичное облако паров АХОВ, а в некоторых случаях — пожары и взрывы.

II группа. Вещества (рис. 6.3, б), у которых критическая температура выше, а температура кипения ниже температуры окружающей среды (аммиак, хлор и др.). При разгерметизации емкостей с жидкостями данной категории процесс образования газовых облаков зависит от условий хранения АХОВ.

Если АХОВ хранятся в жидкой фазе в емкости под высоким давлением и при температуре выше температуры кипения, но ниже температуры окружающей среды (rxpi), то при разгерметизации емкости часть АХОВ (10-40%) «мгновенно» испарится (рис. 6.4), образуя первичное облако паров АХОВ, а оставшаяся часть будет испаряться постепенно за счет тепла окружающей среды, образуя вторичное облако паров АХОВ. Наибольшую опасность в данном случае будет представлять первичное облако паров АХОВ вследствие того, что процесс его образования протекает очень интенсивно (в течение 5-10 мин), с разбрызгиванием значительной части жидкости в виде пены и капель, образованием первичных тяжелых облаков АХОВ. При этом возможны взрывы пожароопасных аэрозолей. Оставшаяся часть жидкой фазы АХОВ охладится до температуры кипения и перейдет в режим стационарного кипения аналогично АХОВ первой группы.

Доля мгновенно испарившейся жидкости в зависимости от температуры хранения

Рис. 6.4. Доля мгновенно испарившейся жидкости в зависимости от температуры хранения

Если АХОВ хранятся в изотермических хранилищах при температуре хранения ниже температуры кипения (Гхр2), то в случае разгерметизации емкости первоначального испарения значительной части жидкости не наблюдается. В первичное облако переходит только 3-5% от общего количества АХОВ. Оставшаяся часть жидкости перейдет в режим стационарного кипения. Наиболее опасные поражающие факторы в данном случае — вторичное облако паров АХОВ, переохлаждение, а в некоторых случаях — пожары и взрывы.

III группа. Вещества, у которых критическая температура и температура кипения выше температуры окружающей среды (см. рис. 6.3, в), т.е. вещества, хранящиеся при атмосферном давлении в жидкой или твердой фазе (тетраэтилсвинец, диоксин, кислоты и т.д.). В данном случае при разрушении емкостей происходит разлив (рассыпание) АХОВ. Первичное облако паров АХОВ практически отсутствует, однако существует опасность поражения людей вторичным газовым облаком (облаком пыли), загрязнения почвы и водных источников.

IV группа. Вещества, относящиеся к III группе, но находящиеся при повышенных температуре и давлении (см. рис. 6.3, г). При разрушении емкостей с АХОВ в данном случае процесс образования газовых облаков происходит аналогично тому, как это имеет место для веществ II группы в случае хранения их под высоким давлением и температуре выше температуры кипения, но ниже температуры окружающей среды. Однако вследствие быстрой передачи тепла первичным облаком в окружающую среду, а также с учетом физикохимических свойств АХОВ они будут постоянно конденсироваться и оседать на местности в виде пятен по следу распространения облака в атмосфере. В дальнейшем возможно их повторное испарение и перенос (миграция) на значительные расстояния от места первоначального осаждения.

Наиболее сложно протекает процесс испарения у II группы веществ, хранящихся при повышенном давлении. Весь процесс испарения жидкости при разрушении емкости в данном случае можно условно разделить на три периода.

Первый период — бурное, почти мгновенное испарение жидкости за счет разности упругости давления насыщенных паров АХОВ в емкости и парциального давления в атмосфере (см. рис. 6.4). В результате температура жидкой фазы понижается до температуры кипения. Продолжительность первого периода составляет до 3-5 минут.

Второй период — неустойчивое испарение за счет тепла поддона и тепла окружающей среды. Продолжительность второго периода может достигать до 5-10 мин.

Третий период — стационарное испарение АХОВ за счет подвода тепла от окружающей среды. Продолжительность третьего периода зависит от физико-химических свойств АХОВ, их количества, метеоусловий и может доходить до нескольких суток.

Часть жидкости, перешедшая в паровую фазу в первый и второй периоды испарения, образует первичное облако паров АХОВ, а в третий период — вторичное облако. Наиболее опасным периодом аварии в данном случае является первый период. Образующийся в этот период аэрозоль в виде тяжелых облаков моментально поднимается вверх, а затем под действием собственной силы тяжести опускается на грунт. При этом облако совершает неопределенные движения, которые трудно предсказуемы.

В случае разрушения оболочки изотермического резервуара (хранение АХОВ при давлении, близком к атмосферному) и разлива АХОВ в поддон первый период испарения практически отсутствует. В результате в первичное облако переходит всего около 3-5% хранимой жидкости (за счет тепла поддона и окружающей среды) в течение 5-10 мин. В случае свободного разлива количество АХОВ, перешедшее в первичное облако, будет зависеть еще и от площади разлива. Оставшаяся часть жидкости перейдет в режим стационарного кипения аналогично рассмотренному ранее.

В случае разрушения оболочек высококипящих жидкостей образование первичного облака паров практически не происходит. Испарение жидкости протекает по стационарному процессу и зависит от физико-химических свойств АХОВ, его количества и метеоусловий, площади зеркала разлива и т.д.

Таким образом, в случае возникновения аварий на ХОО с выбросом АХОВ очаг химического поражения будет иметь следующие особенности.

  • 1. Образование облаков паров АХОВ и их распространение в окружающей среде являются сложными процессами, которые определяются диаграммами фазового состояния АХОВ, их основными физико-химическими характеристиками, условиями хранения, метеоусловиями, рельефом местности и т.д., поэтому прогнозирование масштабов химического заражения (загрязнения) весьма затруднено.
  • 2. В разгар аварии на объекте действует, как правило, несколько поражающих факторов: химическое заражение местности, воздуха, водоемов; высокая или низкая температура; ударная волна, а вне объекта — химическое заражение окружающей среды.
  • 3. Наиболее опасный поражающий фактор — воздействие паров АХОВ через органы дыхания. Он действует как на месте аварии, так и на больших расстояниях от источника выброса и распространяется со скоростью ветрового переноса АХОВ.
  • 4. Опасные концентрации АХОВ в атмосфере могут существовать от нескольких часов до нескольких суток, а заражение местности и воды — еще более длительное время.
  • 5. Летальный исход зависит от свойств АХОВ, токсичной дозы и может наступать как мгновенно, так и через некоторое время (несколько дней) после отравления.
 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 
Популярные страницы