Визначення кількості шкідливих речовин, що надійшли за з вільної поверхні рідини за рахунок випару

2.2 Визначення кількості шкідливих речовин, що надійшли за з вільної поверхні рідини за рахунок випару

Кількість шкідливих речовин, що випаровуються з вільної поверхні рідини (при збереженні у відкритих резервуарах, просоченні, промиванні, розливі й т.п.) залежить від її властивостей, температури, площі дзеркала випару, тривалості випару й рухливості повітря. Процес переносу паркої речовини від джерела випару в навколишнє середовище може бути дифузійним, а також обумовленим природною або змушеною конвекцією.

Розглянемо випадок випару шкідливих речовин з вільної поверхні при плівковому режимі. При такому режимі біля поверхні рідини створюється плівка нерухомого повітря порівняно великої товщини. Перенос речовини з поверхні через цю плівку забезпечується дифузією.

Знаходимо мольні частки складових рідини:

(2.10)

де М_i - відносні молекулярні маси складові рідини;

Знаходимо суми:

Мольні частки:

n(H₂O)=

n(C₆H₆)=

n(C₂H₄Cl₂)=

Парціальний тиск насичених пар компонентів над чистими рідкими речовинами:

 (2.11)

де А, В, С - емпіричні коефіцієнти, значення яких для кожного компонента суміші рідини представлене в табл. 2.1.

Таблиця 2.1

Речовина	А	В	С
Вода	7. 9608	1678	230
Бензол	6. 912	1214.6	221.2
Дихлоретан	7. 184	1358.5	232

Знаходимо парціальний тиск:

Для води:

=1.85898

Для бензолу:

 =2.3493

Для дихлоретана:

=2.2797

9634.1109(Па)

29791.7053(Па)

25380.3741(Па)

Знаходимо парціальний тиск пару компонентів над сумішшю рідини:

 (2.12)

Р(Н₂О)=0,7799 ∙ 9634.1109 = 7513.6431 (Па).

Р(С₆Н₆)=0,1334∙ 29791.7053=3974.2135 (Па).

Р(С₂Н₄Сl₂)=0,0868 ∙ 25380.3741=2203.0165 (Па).

Коефіцієнт дифузії парів компонентів при t= 0°С и Р = 101308 Па,

D₀(Н2О)= 18.8·10^-6 ()

D0 (С₆Н₆) =9.05·^10-6()

D0 (С₂Н₄Сl₂) = 8.02·10^-6()

Коефіцієнт дифузії парів компонентів при заданій температурі t, °С і

Р = 101325 Па:

 (2.13)

Розрахуємо коефіцієнти дифузії:

D₁(Н₂О) = 18.8000·10^-6 · =25.5035·10^-6.

D₁(С₆Н₆) = 9.0500·10^-6 · =12.27696·10^-6.

D₁(С₂Н₄Сl₂) = 8.0200·10^-6 · =10.8797·10^-6.

Площа поверхні випару в апарату, м²:

F_ап=0.7850·d ²_ап=0.7850·1.2²=1.1304 (м²) (2.14)

Площа люка:

F_л= 0.7850d²_Л =0.7850·0.4²=0.1256 (м²) (2.15)

Далі, розраховуємо відношення F_л /F_ап залежно від якого, по табл. 2.2, вибираємо коефіцієнт k₂ ,враховуючий ступінь закриття поверхні випару:

Таблиця 2.2

Fл/Fап	0.0001	0.001	0.01	0.1	0.5	0.8	>0.8
K2	0	0.01	0.1	0.2	0.3	0.6	1.0

0.1111 k₂=0.2

Коефіцієнт, що враховує зниження температури поверхні випару, для води k₁= 1.3, бензолу k₁=1.3, дихлорэтана k₁= 1.3. Глибина, рахуючи від верхнього краю люка до поверхні рідини:

h=H_ап(1.0-k3) (2.16)

де k3 – ступінь заповнення рідиною апарату.

h=2.2 ∙ (1.0-0.7) =0.66 (м).

Концентрації складової газової суміші, мг/м³:

. (2.17)

Знаходимо концентрації:

Для води:

C= =51048.8286 (мг/м³).

Для бензолу:

C= =117020.7165 (мг/м³).

Для дихлорэтана:

C= =82332.2342 (мг/м³).

Парціальний тиск компонентів газової суміші у зовнішньому середовищі:

 (2.18)

Р(С₆Н₆) = 0 Р(С₂Н₄Сl₂) = 0

де  - вологість повітря, %;

 (2.19)

де t – температура рідини та газового середовища в апараті.

Кількість компонентів газової суміші, що виділяються з поверхні випару й надходять у зовнішнє середовище через люк, г/ч:

 (2.20)

де В - тиск зовнішнього середовища , Па, В=101325.

G(Н₂О)= =

0.1068(г/ч)

G(C₆Н₆)= =

=0.0545(г/ч)

G(C₂H₄Cl₂)= 

∙ = =0.0187 (г/ч)