液氨及液氯泄漏后的扩散速率及人接触的最高限值的时间

模板六、液氨及液氯泄漏后的扩散速率及人接触的最高限值
的时间
物质的泄漏和扩散过程是同时进行的， 为计算方便，可分为2个 过程，即达到人的接触最高限值的时间为物质的泄漏时间和扩散时间 的总和。

物质的泄漏时间可通过物质的泄漏量和泄漏速率确定，而物质在 空气中的扩散时间可通过扩散的距离和物质扩散的速度确定。

本报告采用 XXXXXX 有限公司使用到的化学品
液氨（沸点为
-33.5 C ）和液氯（沸点为-34.5 C ）做为扩散对象进行分析。

（1）以液氨为泄漏扩散对象进行扩散速率分析
冷冻站内设有3个2m 3和2个3 m 3的氨罐，1个3 m i 的最大贮量 是1.464t 。

液氨泄漏后在空气中蒸发为气体，假设氨气在空气中以 半球形扩散，氨气在空气中的扩散速度按格拉罕姆（Graham 气体扩 散定律一一“同温同压下各种不同气体扩散速度与气体密度的平方根 成反比”来确定。

按格拉罕姆（Graham 气体扩散定律：
PM 由 RT 得
U B M A ,式 3-2
式中：氨气分子量M A 为17,空气平均分子量M B 为29,已知当地 年平均
风速U B 为1.4 m/s 。

求得氨气在空气中扩散速 度U A 为1.83 m/s
假设液氨在管道输送的过程中，由于腐蚀穿孔，焊缝缺陷、冬季 冻裂等原因形成破裂，破损引起液氨发生泄漏，假设裂口为圆形，则 液氨泄漏的质量流量可按式3-3计算：
,式 3-1
2( P — Po)
；2gh + ---------- :
Q0=GA p ,式3-3
式中：C d为泄漏系数，圆形取值0.65 ; 20C下液氨密度取值
610.26kg/m3,P、P o分别为容器内介质压力和环境压力，A为泄漏面积。

氨罐设计压力P为1.96 x 106Pa, P o为1.01 x 105Pa,设定泄漏直径
5mm由式3.2-3得，液氨泄漏的质量流量C0= 0.58kg /s，氨气的扩散速率
及达到最高接触限值的时间见表3-2所示。

表3-2氨气的扩散速率及达到最高接触限值的时间
注：1.氨的最高接触限值为30mg/m；
2.需要时间=泄漏时间+扩散时间。

由表3-2计算结果可以看出，一旦发生液氨的泄漏，极易引起人员的中毒事故。

经过现场测量，储罐附近的工作场所和控制室不超过10米，如果液氨储罐瞬间大量泄漏，在 5.6s内就会扩散到人员工作场所位置。

(2)以氯为泄漏扩散对象进行扩散速率分析
该公司在氯库存放净重为1t的液氯钢瓶共21瓶，在有机厂内存放净重为1t的液氯钢瓶共8瓶，在给水厂的加氯间内存放净重为1t 的液氯钢瓶共2瓶。

液氯泄漏后在空气中蒸发为气体，假设氯气在空气中以半球形扩散，氯气在空气中的扩散速度按格拉罕姆( Graham)
气体扩散定律一一“同温同压下各种不同气体扩散速度与气体密度的平方根成反比”来确定。

按格拉罕姆(Grahan)气体扩散定律：
PM 生=M B
由- ~RT 得山\M A ,,式3-5
式中：氯气分子量M A为71,空气平均分子量M B为29,已知当地年平均风速U B为1.4m/s。

求得氯气在空气中扩散速度U A为0.89m/s
假设一个液氯钢瓶，由于腐蚀穿孔，破损引起液氯发生泄漏，假设裂口为圆形，则液氯泄漏的质量流量可按式3-6计算：
2gh 2(P「P0)
Q=GAp . ,式3-6
式中：C d为泄漏系数，圆形取值0.65 ; 20C下液氯密度取值
1410kg/m3,P、P。

分别为容器内介质压力和环境压力，A为泄漏面积。

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P为2X 10 Pa, P0为101X 10 Pa,设定泄漏直径5mm由式3-6 得，液氯泄漏的质量流量Q= 0.93 kg/s，氯气的扩散速率及达到最高接触限值的时间
见表3-3所示。

表3-3氯气的扩散速率及达到最高接触限值的时间
注：1.氯的最高接触限值为1mg/m；
2.需要时间=泄漏时间+扩散时间。

由表3-3计算，经过现场测量得①在氯库，办公室离钢瓶距离不超过20米，如果液氯钢瓶瞬间大量泄漏，在22.5s内就会扩散到人员工作场所位置。

②在有机厂合成车间，离钢瓶不超过10米处就是工作场所，如果液氯钢瓶瞬间大量泄漏，在11.2s内就会扩散到人员工作场所位置。

③在加氯间，离钢瓶最近的维修间距离为50米，配电间和泵房离钢瓶距离为80米，如果液氯钢瓶瞬间大量泄漏，在
56.4s内就会扩散到维修间，在91.0s内就会扩散到配电间和泵房的人员工作场所位置。