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单体储罐的泄压评估

张贴者 The 福斯克Team 于09.25.13

By Hans K. Fauske, DSc, Regent Advisor, 福斯克& Associates, LLC

两相流介绍 -由于着火而引发的单体热引发存在一个有趣的问题 通风口尺寸 为了不超过允许的超压。对于大的大气容器,潜在的发生充分的液体溶胀而导致两相流特别重要。由于很少或没有过压(<在许多情况下都可以容纳0.1 psi),由于两相流导致的排气面积增加与(无题1)哪里 pl和pg 分别是液体和蒸气的密度。还值得关注的是,对于许多单体,显着的热引发与单体的正常沸点非常吻合,由于火源,其化学诱导的自热速率与等效的体积加热速率相同数量级。这种行为的例子包括单体,如苯乙烯,丙烯酸丁酯,丙烯酸乙酯等。

仅接触火 -Fauske(1986)仅对暴露于火的加热和大约10%的干舷,已证明对于非泡沫系统,排气要求可以基于所有蒸气排气,而与可用的超压无关。该论据的基础是在整个液体中没有蒸气产生,并且液体膨胀完全是由于与火加热相关的壁沸腾两相边界层。而回流速度(uc ) 由壁沸腾的两相边界层产生的结果可以超过最终气泡上升速度,该速度通常约为 0静压头效应可防止蒸汽残留,显着的液体溶胀。随着蒸汽气泡被再循环流拖向下方,液体的过冷度增加,导致蒸汽气泡迅速凝结和破裂(Fauske等,1986)。这种行为已通过相关的火灾模拟实验和实际的行业经验得到了证实(Fauske等,1986)。

火灾和化学加热 -上述观察可扩展为包括以下化学加热。同样,如果满足以下不等式,则通过静压头效应可以确保在整个液体主体中都不会产生大量蒸汽。
实用方法公式1(1)

哪里 技术 描述图像 是化学自热率Φ oCm 1 是由于液体静压头而产生的过冷温度梯度,并且 描述图像 分钟1 是壁沸腾两相边界层密度效应导致的平均液体再循环速度。考虑Φ和 描述图像 of about 20cm 1 and 10 描述图像分别的化学自热率远低于约 描述图像 应确保没有体积沸腾,因为大部分液体将保持过冷状态。液体循环的结果是,在大块液体中由化学反应产生的显热以潜热的形式很大程度上传递到壁两相边界层。

设计实例 -考虑一个API-650非绝缘容器(直径12英寸x 18′55 ss,垂直垂直),容量为15,000加仑,其中含有暴露于火中的苯乙烯。火灾引起的体积加热速率为 130分钟1,在安全设定压力为0.13 psig时​​,绝热化学加热速率为 190分钟1 (请注意,该值远小于不等式1所要求的值),从而导致总加热速率约为 320cmin 1。允许的最大排气压力为0.19 psig。

在此示例中,考虑体积体积沸腾导致闪蒸的两相排气(DIERS方法论)需要约2,390的通风口in2,允许过压为0.06 psi。但是,由于Ineq。在这种情况下,显然可以满足1
实用方法公式2(2)
其中A(m2)是理想的排气面积V(m3)是反应物的体积,P(psig)是释放设定压力, T 描述图像 是在释放设定温度下,火灾和化学加热的综合加热速率。设定V = 56.8描述图像,P = 0.13 psig和 描述图像 = 描述图像,结果A = 0.2描述图像 or 312描述图像。公式2基于所有蒸汽排放,并为评估暴露于火中并同时经历化学加热的单体储罐的泄压提供了一种实用的方法。

参考
Fauske,Hans K.等人,1986年,《植物/操作进展》,第1卷,第1期。 5,第4号,1986年10月。

涉及液体填充大气存储容器的紧急情况下的紧急泄放口径

有关过程安全测试的更多信息或帮助,请致电+ 1630-323-8750,info @ fauske.com

 

话题: 工艺安全, 泄放, 通风口尺寸, 两相流, 泄压尺寸, 化学的, 测试

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