ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химические и термические ожоги и их предупреждение из "Охрана труда в электролитическом производстве каустической соды и хлора Издание 2" В электролитическом производстве каустической соды и хлора, кроме едкого натра и хлора, получают одновременно водород. Водород не оказывает вредного действия на организм человека. Он не накапливается в производственных помещениях, имеющих фонари в крышах, вентиляционные шахты и шанары, и легко выходит через них в атмосферу, так как во много раз легче воздуха. Опасность представляют смеси водорода с воздухом или хлором. Такие смеси при определенной концентрации в них водорода способны воспламеняться при относительно низких температурах (до 400 °С). Они являются пожаро- и взрывоопасными и могут образоваться в электролизерах, аппаратах и трубопроводах отделений цеха электролиза, в аппаратах сжижения хлора, хлорирования электролитическим хлоргазом органических и неорганических соединений. Образование пожаро- и взрывоопасных водородо-воэдушных смесей возможно в закрытых производственных помещениях при значительных утечках водорода из технологических аппаратов и трубопроводов. [c.21] Горение и взрывы. Горение представляет собой самоускоряющийся, быстропротекающий физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, сопровождающийся выделением большого количества тепла и излучением света. Для возникновения и развития процесса горения необходимы горючее вещество, окислитель и источник (импульс) зажигания. Горение не произойдет, если отсутствует хотя бы один из этих факторов. [c.21] Различают дефлаграционное, взрывное и детонационное горение. При дефлаграционном горении скорость распространения пламени составляет несколько метров в секунду, при взрывном —несколько десятков и сотен метров в секунду и при детонационном - тысячи метров в секунду. [c.21] Например, при дефлаграционном горении смесей водорода с воздухом максимальная скорость распространения пламени составляет 2,67 м/с, а при детонационном горении - до 1700 м/с и даже до 4000 м/с в трубах с шероховатой поверхностью достаточно больших диаметра и длины. [c.22] Взрывное и детонационное (детонация) горение являются наиболее опасными режимами. При воспламенении горючей среды в условиях адиабатического теплового режима, т. е. в отсутствие отводатепла из зоны реакции в окружающую среду, химическая энергия горючей системы полностью переходит в тепловую энергию продуктов реакции, температура которых может достигать 1500-3000 К. [c.22] Найденное по данной формуле давление взрыва смеси водорода с воздухом или чистым кислородом при начальном давлении 100 кПа составляет около 700—800 кПа. [c.22] Детонационное горение (детонация) смесей газов, например смесей водорода с воздухом или хлором, возникает при определенной концентрации горючего компонента (водорода) в смеси и действии на нее сильной ударной волны, образующейся при взрыве. Ударная волна вызывает резкое сжатие и практически мгновенное нагревание горючей среды до ее самовоспламенения, при этом вся среда сгорает мгновенно за десятые и даже сотые доли секунды, что вызывает возникновение детонационной волны большой разрушительной силы. Детонационная волна распространяется с огромной скоростью, порядка 3000—4000 м/с и выше. [c.22] Так [41], на установке для сжижения хлора при выходе из строя гидрозатвора взрывоопасная смесь водорода с хлором (абгазы конденсации хлора) из фазоразделителя попала в хлорный танк. Произошло самовоспламенение газовой смеси, что привело к разрушению не только хлорного танка, но и производственного помещения. В атмосферу было выброшено около 50 т жидкого хлора. Известны [42] случаи разрыва хлорных контейнеров (бочек), заполненных жидким хлором. Аварии были вызваны не только переполнением контейнеров жидким хлором, но и образованием в них взрывоопасной смеси водорода с хлором. [c.22] Концентрационные пределы воспламенения (взрьшаемости) смес водорода с воздухом и водорода с хлором. Смеси газов становятся взрывоопасными при определенной концентрации в них горючего компонента, например водорода. Наименьшая концентрация горючего ко.мпонента в смеси газов, при которой возможно воспламенение, соответствует нижнему, а наибольшая - верхнему концентрационному пределу воспламенения. Все смеси, в которых концентрация горючего компонента находится между пределами воспламенения, т. е. в области воспламенения, взрывоопасны. Смеси газов, в которых концентрация горючего компонента ниже нижнего и выше верхнего пределов воспламенения, в замкнутом объеме гореть не способны. Смеси газов, в которых концентрация горючего компонента выше верхнего предела воспламенения, при выходе из замкнутого объема в воздух способны гореть. В производстве каустической соды и хлора такое горение может возникнуть при утечках водорода из аппаратов и трубопроводов, при сбросе водорода в атмосферу через гидравлические затворы. [c.23] Смеси горючих газов, имеющие наиболее низкие значения нижних пределов воспламенения и температур воспламенения, являются пожаро-и взрывоопасными. К ним относятся, например, смеси водорода с воздухом. При содержании в смеси с воздухом 4% (об.) водорода воспламенение смеси не происходит. Воспламенение происходит при содержании в смеси 4,1% (об.) водорода и распространении пламени в восходящем направлении. Для безопасности производства каустической соды и хлора принимают допустимое содержание водорода в смесях с воздухом не более 4,0% (об.). [c.23] Значения концентрационных пределов воспламенения смесей водорода с хлором, полученные рядом авторов, заметно различаются между собой. Например, по данным А. Вейсвейлера [43], воспламенение смесей водорода с хлором при содержании в смеси водорода 3—7% (об.) сопровождается медленным повышением давления. При содержании в газовой смеси водорода 7-15% (об.) воспламенение происходит с внезапным быстрым или резким повышением давления при содержании 15—83% (об.) — со взрывом и, наконец, при содержании 83—97% (об.) с повышением давления, но без взрыва. В присутствии других газов в смеси водорода с хлором концентрационные пределы воспламенения изменяются. Нижние и верхние концентрационные пределы воспламенения смесей водорода с хлором и воздухом приведены на рис. 1.2. [c.23] При повышении температуры исходной газовой смеси концентрационный предел воспламенения смесей хлора, водорода, азота и диоксида углерода снижается и, наоборот, при понижении температуры предел воспламенения повышается. [c.24] Сн И Сс1 — содержание соответственно водорода и хлора в газовой смеси,% (об.). [c.25] Давление взрыва стехиометрической смеси водорода с хлором при детонационном горении, рассчитанное по приведенной формуле, составляет 18,2 МПа. Для смесей водорода с хлором, содержащих 18—20% (об.) водорода, давление взрыва при детонационном горении составляет не менее 9,8 МПа, т. е. более чем в 6 раз превышает рабочее давление, принимаемое при расчете на прочность сосудов и аппаратов для сжиженного хлора. [c.25] Взрывоопасные примеси в хлоре. Газообразный хлор, получаемый в электролизерах с твердым и ртутным катодом, может содержать примесь трихлорида азота. Последний представляет собой тяжелую маслянистую жидкость плотностью 1,653 кг/л температура кипения 71 °С и плавления —40°С имеет неприятный запах, напоминающий запах хлора раздражает слизистую оболочку глаз и дыхательных путей. При длительном контакте с трихлоридом азота возникают сильные, трудно заживающие ожоги дыхательных путей. [c.25] Трихлорид азота является взрывчатым веществом, обладающим чрезвычайно высокой чувствительностью к удару, трению и нагреванию. [c.25] При температуре выше 93 °С N 13 взрывается как в жидком, так и в парообразном состоянии легко взрывается при освещении солнечным или дневным рассеянным светом. [c.26] Появление трихлорида азота в газообразном хлоре возможно также при охлаждении последнего в холодильниках смешения и наличии в воде ионов аммония. [c.26] Вернуться к основной статье