Повна версія

Головна arrow Товарознавство arrow Теорія горіння та вибуху

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Специфічні добавки

У складних системах, в яких один з компонентів каталізує або інгібує окислення (або відновлення) іншого компонента, спостерігаються специфічні відхилення уніфікованого межі вибуховості від нормального значення. Величина відхилення при постійній Т /, може служити критерієм впливу добавки на кінетична гіку реакції в полум'ї. Про наявність ефекту каталізу або інгібування можна судити тільки па основі уніфікації меж вибуховості. Така оцінка взаємного специфічного впливу може бути істотною для судження про вибухо- і пожежобезпеки.

Закономірності горіння і займання складних газових сумішей дають багато прикладів інгібування, іноді взаємного.

Так, в багатьох сумішах водню і вуглеводнів з киснем вуглеводні інгібувати окислення водню, тоді як останній поводився стосовно до вуглеводнів як інертний компонент [1]. Встановлено взаємне інгібування окислення киснем вуглеводнів і сірчистого або селенистой водню, зростаюче зі збільшенням їх концентрацій. Ефект специфічний для даних горючих; інші гідриди, які (в концепції цього автора), поставляючи атомарний водень, повинні прискорювати процес окислення (наприклад, аміак), виявляються інертними. Специфічне інгібування окислення виявлено для сумішей пропану і диборана. При α> 1 спостерігався ефект каталізу, при α <1 - інгібування. Точно так само для окислення сумішей вуглеводнів і оксиду вуглецю при α <1 обидва горючих інгібують окислення один одного, при α ≥ 1 - прискорюють його.[1]

Встановлено, що в деяких процесах окислення добавки пального або окислювача більш активного, ніж основний, інгібують реакцію. Так, пари етилової суміші Р-9 містять крім бромистого етилу невеликі кількості хлористого етилу і бензину. Обидва ці продукту мають більш широкі межі вибуховості, ніж бромистий етил. Однак, як видно з рис. 5.8, межі вибуховості складних сумішей нижче, ніж індивідуального бромистого етилу, окислення якого в полум'ї, очевидно, інгібують обидва інших більш активних горючих. Зауважимо, що інгібітор тут також впливає в основному па величину pmax.

Вплив добавок на межі вибуховості сумішей З 2 Н 5 Вr + повітря + N 2

Рис. 5.8. Вплив добавок на межі вибуховості сумішей З 2 Н 5 Вr + повітря + N 2;

1 - 100% С2Н5Вг; 2 - 90% С2Н5Вг + 10% С2П5Сl; 3 - 95% С2Н5Вr + 5% бензину

Для сумішей вуглеводнів, що містять дві окислювача - оксиди азоту та діазота, - також спостерігався ефект взаємного інгібування. Суміші з N2O вибухові в більш широких межах, ніж аналогічні суміші з NO. Однак суміші, що містять обидва окислювача, вибухові в більш вузькому діапазоні складів, ніж аналогічні суміші з кожним з них. На рис. 5.9 показана залежність граничної концентрації флегматізірующего азоту в сумішах С6Н12 + NO + Ν2O + N2 (α <l / β) від частки оксиду азоту в сумі окислювачів, β = = [ΝO] / ([ΝO] + [Ν2O]).

Залежність граничної концентрації флегматізірующего азоту в сумішах C6H12 + NO + N2 від складу окислювача

Рис. 5.9. Залежність граничної концентрації флегматізірующего азоту в сумішах C 6 H 12 + NO + N 2 від складу окислювача:

1 - lg = 0; 2 - lgα = -0,1; 3 - lgα - +0,1; 4 - lgα = 0,2; 5 - lgα = -0,35

Для ряду фіксованих а величина I кр мінімальна при певному, майже постійному β = 0,80 ÷ 0,85. Суміші, що відповідають мінімуму I кр, горючі в більш вузькому діапазоні складів, ніж суміші з таким же a для кожного з індивідуальних окислювачів - Ν2O або NO.

Межі вибуховості сумішей, в яких окислювач на 40-50% складається з N2O, такі ж, як і аналогічних сумішей, що містять тільки NO.

Відсутність очікуваного специфічного впливу на межі вибуховості було виявлено для сумішей, що містять добавки сірковуглецю. Відомо, що сірковуглець є одним з найбільш складних стосовно забезпечення вибухобезпеки об'єктів хімічної технології. Труднощі при поводженні з його кислородсодержащими сумішами зумовлені надзвичайно широким діапазоном вибухонебезпечних складів і легкістю ініціювання їх горіння. Тож діють жорсткі обмеження на регламент роботи в приміщеннях, небезпечних відносно витоків у їх атмосферу пара сірковуглецю.

Описані властивості обумовлені схильністю до утворення холодних пламен. Проте виникнення холодного полум'я ще не означає, що таке полум'я буде переходити в гаряче полум'я. Добавки сірковуглецю помітно не впливали на межі вибуховості складних багатих повітряних сумішей з етиловим і бутиловим спиртами. Як показано на рис. 5.10, величина αmin при практично постійному I = 64 ÷ 68% лише незначно (при цьому неспецифічно) залежить від змісту (3 (до 3%) сірковуглецю в суміші CS2 + Н2O + спирт. Добавки CS2 тут практично не вплинули на вибухонебезпечність середовища. Тому при підсосі повітря в апарати з пальним, що містить домішки сірковуглецю, концентрація останнього не істотна для положення кордону вибухонебезпечності. Специфічний вплив добавок сірковуглецю відсутнє також і при займанні складних сумішей, що відбувається після нагрівання адіабатичним стиском. Для водородовоздушних сумішей критична температура T кр практично не змінюється при додаванні 2% CS2. Величина Т кр навіть бінарної стехиометрической суміші CS2 + 402 лише на 150-200 ° С нижче, ніж суміші 2Н2 + O2. Домішки CS2 небезпечні тільки тоді, коли можливо прогресивний розвиток холоднополум'яного процесу.

Вплив добавок сірковуглецю на межі вибуховості багатих повітряних сумішей пальне + Н2O + CS2

Рис. 5.10. Вплив добавок сірковуглецю на межі вибуховості багатих повітряних сумішей пальне + Н 2 O + CS 2:

1 - 62% С2Н5ОН; 2 - 75% С4Н9ОН; 3 - 75% С4Н9ОН + 8% С6П6

  • [1] Macek A., Semple J. Op. cit.
 
<<   ЗМІСТ   >>