Особенности возникновения и развития аварии, исходя из условия хранения аммиака

Токсичность любого аварийно химически опасного вещества характеризуется предельно допустимой концентрацией и токсической дозой.

Предельно допустимая концентрация — это концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов в течение всего рабочего стажа не может вызывать заболевания.

Основной путь поражения аммиаком людей — ингаляционный, через органы дыхания. Для характеристики степени поражения применяются следующие ингаляционные токсодозы: средняя смертельная, средняя выводящая из строя и средняя пороговая.

Под средней смертельной токсодозой (LCt50) понимается доза, вызывающая смертельный исход у 50% пораженных.

Средняя выводящая из строя токсодоза (JCt50)вызывает поражение 50% пораженных не ниже средней степени тяжести.

Средняя пороговая токсодоза (PCt50) вызывает начальные симптомы поражения у 50% пораженных.

Единица измерения их — г мин/м?, г с/м.?, мг мин/л.

В результате аварии с выбросом аммиака в районе, прилегающих к очагу поражения, может создаться сложная химическая обстановка на значительных площадях с образованием обширных зон химического заражения.

Анализ технологического процесса связанного с применением опасного вещества (аммиака) позволил определить несколько сценариев аварий.

В зависимости от соотношения критической температуры Ткр., температуры внешней среды и условия хранения аммиака можно разделить на вторую группу. Так как критическая температура аммиака выше, а температура кипения ниже температуры окружающей среды. При разгерметизации емкостей с жидкостями данной категории процесс образования газовых облаков зависит от условия хранения.

Если аммиак хранится в жидкой фазе в емкости под высоким давлением и при температуре выше температуры кипения, но ниже температуры окружающей среды (Ткр1), то при разгерметизации емкости часть аммиака (10−40%) «мгновенно» испариться, образуя первичное облако паров аммиака, а оставшаяся часть будет постепенно испаряться за счет тепла окружающей среды, образуя вторичное облако паров. Наибольшую опасность в данном случае будет представлять первичное облако паров аммиака за счет 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 аммиака. При этом возможны взрывы пожароопасных аэрозолей. Оставшаяся часть жидкой фазы аммиака охладится до температуры кипения и перейдет в режим стационарного кипения.

Если аммиак хранится в изотермических хранилищах при температуре хранения ниже температуры кипения (Ткр.2), то в случае разгерметизации емкости первоначального испарения, значительной части жидкости не наблюдается. В первичное облако переходит только 3−5% от общего количества аммиака. Оставшаяся часть жидкости перейдет в режим стационарного кипения. Наиболее опасные поражающие факторы в данном случае — вторичное облако паров аммиака, переохлаждение, а в некоторых случаяхпожары и взрывы.

Наиболее сложно протекает процесс испарения у второй группы веществ, хранящихся при повышенном давлении. Весь процесс испарения жидкости при разрушении емкости в данном случае можно условно разделить на 3 периода.

Первый период — бурное, почти мгновенное испарение жидкости за счет разности, упругости давления насыщенных паров аммиака в емкости и парциального давления в атмосфере. В результате температура жидкой фазы понижается до температуры кипения. Продолжительность первого периода составляет до 3−5 мин.

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 аммиака за счет подвода тепла от окружающей среды. Продолжительность третьего периода зависит от физико-химических свойств аммиака, его количеств, метеоусловий и может доходить до нескольких суток.

Часть жидкости, перешедшая в паровую фазу в первый и второй периоды испарения, образует первичное облако паров аммиака, 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 (хранения аммиака при давлении близком к атмосферному) и разлива аммиака 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 аммиака, перешедшее в первичное облако, будет зависеть ещё и от площади разлива. Оставшаяся часть жидкости перейдет в режим стационарного кипения, аналогично рассмотренному ранее.