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水泥公司突发环境事件情景源项分析
(1)泄漏中毒事故源项分析
本项目涉及的化学品主要是氨水的泄漏,其毒性见表11-10。
表11-10 氨水的毒性特征
毒性
性毒性:LD50:350?mg/kg(大鼠经口);(中等毒)
健康危害
吸入后对鼻、喉和肺有刺激性引起咳嗽、气短和哮喘等;可因喉头水肿而窒息死亡;可发生肺水肿,引起死亡。氨水溅入眼内,可造成严重损害,甚至导致失明;皮肤接触可致灼伤。慢性影响:反复低浓度接触,可引起支气管炎。皮肤反复接触,可致皮炎,表现为皮肤干燥、痒、发红
危险特性
易分解放出氨气,温度越高,分解速度越快,可形成爆炸性气氛。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。
① 物料的泄漏量
计算采用《建设项目环境风险评价导则》(HJ/T169-2004)液体泄露速率公式:
式中:QL——液体泄漏速率,kg/s;
P——容器内介质压力,Pa;
P0——环境压力,Pa;
ρ—泄漏液体密度,kg/m3;
g——重力加速度,9.81m/s2;
h——裂口之上液位高度,m;
Cd——液体泄漏系数。按表3-4选取;
A——裂口面积,m2。
表11-11 液体泄漏系数(Cd)
雷诺数Re
裂口形状
圆形(多边行)
三角形
长方形
>100
0.65
0.60
0.55
≤100
0.50
0.45
0.40
注:(,Re为过程单元中流动液体的雷诺数;D为过程单元(如管道)的内径,m;U为过程单元中液体的流速,m/s;μ为泄漏液体的粘度,Pa·s)
本报告采用环境风险评价系统(RiskSystem)V1.2.0.4版进行计算,软件中Cd取0.65,裂口面积取0.0000785m2(泄漏孔径为10mm),管道内压力为2.0MPa,不考虑液位高度产生的压力。根据上式可以计算得出QL=2.847kg/s。按泄漏的时间10min计算,泄漏的氨水量约为1.708t。
② 液体泄漏后蒸发挥发量计算
泄漏液体的蒸发分为闪蒸蒸发、热量蒸发和质量蒸发三种,其蒸发总量为这三种蒸发之和。
a) 闪蒸蒸发量计算
Q1=F·WT/t1
式中:Q1——闪蒸量,kg/s;
WT——液体泄漏总量,kg;
t1——闪蒸蒸发时间,s;
F——蒸发的液体占液体总量的比例;按下式计算
式中:Cp——液体的定压比热,J/(kg·K);
TL——泄漏前液体的温度,K;
Tb——液体在常压下的沸点,K;
H——液体的气化热,J/kg。
如果TL<Tb,则Qv=0,形成液池;如果QL<Q1,则Q1=QL,不形成液池。
软件计算结果如下:考虑闪蒸时带走液滴的量,泄漏前液体的温度取20°,蒸发的液体蒸发系数Fv= 0.179,Fv<0.2,液体会发生闪蒸,液体蒸发量为 2.555kg/s。
b) 热蒸量计算
当液体闪蒸不完全,有一部分液体在地面形成液池,并吸收地面热量而气化称为热量蒸发。热量蒸发的蒸发速度Q2按下式计算:
式中:
Q2——热量蒸发速度,kg/s;
T0——环境温度,k;
Tb——沸点温度;k;
S ——液池面积,m2;
H——液体气化热,J/kg;
λ——表面热导系数,W/m·k;
α——表面热扩散系数,m2/s;
t——蒸发时间,s。
表11-12 某些地面的热传递性质
地面情况
λ(w/m·k)
α(m2/s)
水泥
土地(含水8%)
干阔土地
湿地
砂砾地
1.1
0.9
0.3
0.6
2.5
1.29×10-7
4.3×10-7
2.3×10-7
3.3×10-7
11.0×10-7
c) 质量蒸发估算
当热量蒸发结束,转由液池表面气流运动使液体蒸发,称之为质量蒸发。
质量蒸发速度Q3按下式计算
式中:
Q3——质量蒸发速度,kg/s;
a,n——大气稳定度系数;
p——液体表面蒸气压,Pa;
R——气体常数;J/mol·k;
T0——环境温度,k;
u——风速,m/s;
r——液池半径,m。
表11-13 液池蒸发模式参数
稳定度条件
n
α
不稳定(A,B)
0.2
3.846×10-3
中性(D)
0.25
4.685×10-3
稳定(E,F)
0.3
5.285×10-3
液池最大直径取决于泄漏点附近的地域构型、泄漏的连续性或瞬时性。有围堰时,以围堰最大等效半径为液池半径;无围堰时,设定液体瞬间扩散到最小厚度时,推算液池等效半径。
d) 液体蒸发总量的计算
Wp=Q1t1+Q2t2+Q3t3
式中: Wp——液
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