Загрязнение атмосферы (стр. 10 )

По указанным точкам на график  (рис.27) наносится кривая (пунктирная линия) зависимости гидравлического сопротивления судового трубопровода системы газоотвода от интенсивности налива циклогексана.

Для построения кривой зависимости давления паровоздушной смеси на судовом манифолде (рис.28) определяется разность между 80% значения открытия дыхательного клапана газовыпускного устройства и значения суммарного гидравлического сопротивления трубопровода для каждого расчетного значения интенсивности приема груза.

Для циклогексана давление паровоздушной смеси у фланца выдачи составит:

при Q = 2000м3/ч  РМ =  14120 - 469  = 13651 Па

при Q = 3500м3/ч  РМ = 14120 - 1422 = 12698 Па

при Q = 5000м3/ч  РМ = 14120 - 2892 = 11228 Па 

По указанным точкам на графике (рис.28)  наносится кривая (пунктирная линия) зависимости давления на манифолде системы газоотвода от интенсивности налива.

Стандартная форма расчета перепада давления в системе газоотвода выглядит следующим образом:

Наименование	Символ	Значение	Размерность
Диаметр трубопровода	D	м
Длина трубопровода	L	м
Интенсивность налива	q	м3/час
Линейная скорость потока газовой смеси	v	м/с
Коэффициент сопротивления трения	л
Суммарный коэффициент сопротивления	Уо
Падение давления в системе газоотвода	Дp	Па

Такие таблицы составляются  перед погрузкой каждого сорта груза на  3 основные значения интенсивности налива.

Таблица.9. Характеристики паров наливных грузов

Наименование вещества	Абсолютное давление насыщенных паров при 46оС, кПа	Относительная плотность	Плотность паровоздушной смеси при 46оС, кг/м3	Коэффициент интенсивности парообразования
Уксусная кислота	6,34	2,07	1,413	1,02
Уксусный ангидрид	2,76	3,50	1,414	1,01
Ацетон	68,95	2,00	2,098	1,20
Ацетонциангидрин	2,76	2,90	1,396	1,01
Акрилонитрил	34,47	1,80	1,642	1,10
Адипонитрил	0,07	3,73	1,340	1,00
Аллиловый спирт	12,41	2,00	1,475	1,04
Муравьиная кислота	14,48	1,60	1,434	1,04
1,1-Дихлорэтан	68,26	3,41	3,152	1,20
Бензол (пары в смеси с воздухом  50/50)	31,03	2,80	2,542	1,09
Смеси бензола, толуола, ксилена (10% бензола или более)	50,33	2,80	2,337	1,15
Бензилхлорид	0,62	4,36	1,361	1,00
Бензины и бензиновые смеси: (пары в смеси с воздухом 50/50)	86,18	3,40	2,944	1,25
Керосин	1,03	4,50	1,378	1,00
Нафта	96,53	0,66	0,976	1,28
Минеральные спирты	1,38	4,15	1,386	1,00
Пентан (все изомеры)	144,79	2,48	3,701	1,42
Стирол	2,76	3,60	1,417	1,01
Изобутилацетат	4,14	4,00	1,475	1,01
Изопропиловый спирт	20,68	2,07	1,582	1,06
Изобутиловый спирт	6,21	2,60	1,448	1,02
Бутиловый спирт, вторичный	8,96	2,60	1,496	1,03
Бутиловый спирт, третичный	19,31	2,60	1,679	1,06
Бутилбензилфталат	0,07	10,80	1,346	1,00
Хлорбензол	5,52	3,88	1,513	1,02
Циклогексан	31,03	2,90	1,988	1,09

Расчет перепада давления в системе газоотвода при перевалке груза с судна на судно по замкнутому циклу.

При перегрузке  грузов, требующих  использования системы регулируемого выпуска паров,  с судна на судно также необходимо осуществлять расчет падения давления  в системе газоотвода и  максимальную интенсивность перекачки груза.

Пример:

Танкер химовоз осуществляет  выгрузку  груза на баржу по замкнутому циклу.

Допустим, что  установочное давление дыхательных клапанов на вакуум на  грузовых танках  химовоза составляет 0,034 бара. Тогда максимально допустимое давление в системе газоотвода  не должно быть меньше  80 %  от установочного давления, то есть  0,027 бара. При условии, что  противодавление в танках  баржи ( или судна, на которое осуществляется перекачка груза) также составляет  0,034 бара,  максимальный перепад давления в системе газоотвода  будет равен:

0,034 бар + 0,027 бар = 0,051 бар

Расчет показывает, что  давление в трубопроводе газоотвода будет выше, чем давление срабатывания дыхательных клапанов грузовых танков на вакуум и они останутся в закрытом состоянии.

В случае приема груза  с баржи  давление в системе газоотвода не должно превышать 80% от давления срабатывания дыхательных клапанов грузовых танков химовоза на избыточное давление. Если давление срабатывания  дыхательных  клапанов химовоза составляет  0,196 бара, то максимальное  падение давления в системе газоотвода не должно превышать  0,157 бар.

Допустим,  давление в  грузовых танках баржи равно  0,034 бара,  тогда максимально допустимый  перепад  давления в  системе газоотвода составит:

0,157 бар –0,034 бар = 0,123 бар.

Если же в грузовых танках баржи  будет небольшой вакуум (- 0,034 бара), то максимальный перепад давления  будет равен:

0,157 бар + 0,034бар  = 0,191 бар

То есть, давление  в системе газоотвода будет почти равно давлению срабатывания  дыхательных  клапанов на грузовых танках химовоза.

Газоотводная система терминала

Поскольку в программу  подготовки судового персонала по  использованию системы регулируемого выпуска паров должны быть включены вопросы устройства и принципов действия берегового оборудования, уместно рассмотреть  основные способы утилизации терминалом газовых смесей,  получаемых с танкера, и  требования к газоотводным системам терминала.

Основные способы утилизации газовых смесей.

Береговые системы контролируемого газоотвода предназначены не только для  предотвращения загрязнения атмосферы воздуха от выбросов различных вредных веществ, но, в первую очередь,  для уменьшения потерь груза в процессе его хранения и перевалки. На сегодняшний день  используются  несколько типов систем для  утилизации паро-воздушных смесей,  образующихся в процессе перевалки легкоиспаряющихся грузов:

Улавливающие системы перерабатывают  паро-воздушные смеси без их разрушения, например, путем абсорбции  или абсорбции паров различными способами,  или их реконденсацией. Разрушающие  системы  производят переработку  паро-воздушных смесей нейтрализацией или разрушением молекулярной структуры газов, например, сжиганием. Системы рассеивания паро-воздушных смесей обеспечивают снижение концентрации  паров легкоиспаряющегося груза за счет использования  специальных систем вентиляции и фильтров. Системы выравнивания давления, когда пары груза с танкера поступают обратно в береговые емкости, из которых осуществляется погрузка.

Выбор способа утилизации газовых смесей в основном зависит от физико-химических свойств груза.

Системы  улавливания газов.

Наиболее широко распространен способ улавливания паров груза  комбинацией адсорбции с помощью активированного угля и абсорбции  охлажденным грузом (Рис.29). 

Адсорбция (от латинского  ad – на, при  и  sorbeo – поглощаю) - поглощение  газов, паров или жидкостей  поверхностным слоем твердого тела (адсорбента) или жидкости. Адсорбенты обычно имеют  большую удельную  поверхность (до нескольких сотен м2/г). Физическая адсорбция – результат действия дисперсионных или электростатических сил. Если адсорбция сопровождается  химической реакцией поглощаемого вещества с  адсорбентом,  то такой процесс называется хемосорбцией. В промышленных условиях адсорбцию осуществляют в специальных устройствах, называемых АДСОРБЕРАМИ.

Абсорбция ( от латинского absorbeo - поглощаю) объемное поглощение газов или паров жидкостью (абсорбентом) с образованием раствора. В промышленных условиях  такой процесс осуществляют в специальных устройствах, называемых  абсорберами (устаревшее название – скруббер), имеющих развитую поверхность соприкосновения абсорбента с поглощаемым веществом.