PHÁT THẢI CO2, PHÁT THẢI KHĨI KHI CHÁY LPG
Cháy có thể là hiệu ứng tiếp theo khi đám mây hơi LPG tạo thành sau vụ nổ thiết bị chứa LPG gặp điều kiện gây cháy. Khi bị cháy, LPG sẽ tiêu thụ oxy trong khơng khí
làm thiếu oxy trong đám cháy; tạo ra sản phẩm cháy là khói có thành phần gồm CO2, hơi nước và NOxgây ô nhiễm môi trường trong phạm vi ảnh hưởng của đám cháy. Luận án tiến hành xây dựng các hệ số tiêu thụ thể tích oxy lý thuyết, hệ số tiêu thụ thể tích khơng khí khơ (KKK) lý thuyết, hệ số phát thải khói lý thuyết, hệ số phát thải CO2 lý thuyết khi đốt cháy hoàn tồn 1 m3LPG ở trạng thái hơi.
Từ phương trình phản ứng cháy hồn tồn của hợp chất hữu cơ (phương trình 3.6), ta có phương trình phản ứng cháy của propane và butane là:
Đối với propane: Đối với butane:
Do thiết bị LPG cơng nghiệp được đặt ngồi trời nên nếu xảy ra cháy thì LPG sẽ cháy trong điều kiện đẳng áp và lượng khơng khí đủ để xảy ra cháy hồn tồn. Dựa vào phương trình phản ứng cháy của propane (phương trình 4.16a) và butane (4.16b), luận án xây dựng các hệ số tiêu thụ oxy lý thuyết, tiêu thụ khơng khí khơ (KKK) lý thuyết; hệ số phát thải khói lý thuyết, phát thải CO2lý thuyết khi cháy hoàn toàn 1 m3hơi LPG như trình bày sau đây:
• Lượng oxy cần thiết để đốt cháy LPG: Từ các phương trình 4.16a và 4.16b, ta có: lượng ôxy cần thiết để đốt cháy 1 m3LPG ở trạng thái hơi là:
Thay số nguyên tử C và H của propane và butane vào phương trình 4.17, có:
• Lượng khơng khí khơ (KKK) lý thuyết để đốt cháy hồn tồn 1 m3hơi LPG:
Thay giá trị củaVO2= 5,75m3vừa tìm được ở trên vào phương trình (4.18), ta tính được thể tích KKK lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 m3hơi LPG là :
• Thành phần và thể tích khói sinh ra: Thành phần khói khi cháy hồn tồn LPG gồm có CO2, H2O, N2được giới thiệu trong bảng 4.5:
Thành phần khói khi cháy LPG
Thành phần CO 2 H 2 O N 2
Propane m n/2 0,79VKK
Butane m n/2 0,79VKK
Hỗn hợp 50% Propane + 50% Butane m n/2 0,79VKK Vậy, cơng thức tính thể tích khói sinh ra khi cháy 1 m3hơi LPG là:
Thay các giá trị của m, n, tỷ lệ từng cấu tử và giá trị của lượng oxy lý thuyết vừa tìm được ở trên, ta có thể tích khói sinh ra khi cháy hồn tồn 1 m3hơi LPG là:
• Thể tích khí CO2sinh ra khi cháy 1 m3hơi LPG là:VCO2= 3,5m3. Tổng hợp kết quả xây dựng hệ số trong bảng 4.6
Hệ số tiêu thụ oxy, tiêu thụ khơng khí khơ (KKK) lý thuyết, hệ số phát thải CO 2 , phát thải khói khi cháy 1 m 3 hơi LPG
Hệ số/Trạng thái tồn tại của LPG Hệ số tiêu thụ O 2 lý thuyết Hệ số tiêu thụKKK Hệ sốphát thải CO2 Hệ số phát thải khói Trạng thái hơi 5,75 27,382 3,5 29
• Thể tích oxy lý thuyết và thể tích khơng khí lý thuyết bị tiêu tốn, thể tích CO2 sinh ra khi cháy sau sự cố nổ thiết bị chứa thể tích V1(m3) LPG:
Như phần 4.1.1 của luận án đã trình bày, hỗn hợp lỏng và hơi LPG lúc đầu có thể tích V1 (m3) LPG (cơng thức 4.1), sau sự cố nổ thiết bị chứa LPG xảy ra ở điều kiện tính
tốn sẽ sinh ra thể tích hơi LPG tức thời ngay sau sự cố (công thức 4.12). Như vậy, thể tích oxy lý thuyết và thể tích KKK lý thuyết bị tiêu tốn, thể tích CO2và thể tích khói sinh ra khi xảy ra cháy sau vụ nổ thiết bị chứa V1(m3) LPG là:
• Thể tích oxy lý thuyết bị tiêu tốn: (m3) (4.20a), tức là:
• Thể tích khơng khí lý thuyết bị tiêu tốn: (m3) (4.21a) tức là:
• Thể tích khí CO2sinh ra: (m3) (4.22a) tức là:
• Thể tích khói sinh ra: (m3) (4.23a) tức là: