Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислоты)

форум для обсуждения технологических вопросов, появляющихся в химической и смежных отраслях
chemtech and the results of science in real production
1234
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Чт апр 04, 2013 1:26 pm

Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислоты)

Сообщение 1234 » Чт апр 04, 2013 1:53 pm

Помогите оценить скорость испарения концентрированной кислоты (для HCl и для HF отдельно !) в начальный период после разлива.
концентрация соляной кислоты - 30 % масс.
Для случая разлива плавиковой кислоты - 40 % масс.
хотя бы ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО!
Условия пролива - температура 30 град.Цельсия
Если можно, подскажите формулу для приближенного расчета - я нашел одну, но в ней не проставлены размерности величин.

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23124
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение amik » Чт апр 04, 2013 2:19 pm

Скорость потока воздуха какая?
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

1234
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Чт апр 04, 2013 1:26 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение 1234 » Чт апр 04, 2013 2:27 pm

Условно можно принять, что протока воздуха нет (испарение в бесконечный объем воздуха)
Задача минимум - хотя бы просто ОЦЕНИТЬ (хотя бы и максимальную теоретическую) скорость поступления в воздух.

1234
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Чт апр 04, 2013 1:26 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение 1234 » Чт апр 04, 2013 3:57 pm

Можно принять и такой вариант, что скорость протока воздуха бесконечно велика.
Это, наверное, упростит расчет.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 10694
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение Гесс » Чт апр 04, 2013 4:23 pm

Это чтото из курса ПАХТа, про диффузию паров и градиенты. К счастью после универа мне это никогда не надобилось и я этого не помню.
Не, бесконечно большая скорость обессмыслит процесс, имхо.

1234
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Чт апр 04, 2013 1:26 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение 1234 » Чт апр 04, 2013 5:18 pm

Да, скорость лучше принять от 0 до 0,1 м/сек.

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23124
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение amik » Пт апр 05, 2013 8:05 am

Гесс писал(а):Это чтото из курса ПАХТа...
Скорее из ОБЖ и МЧС :)
1234, есть формулы и методики для расчета скорости испарения ЛВЖ и ОВ. Ваш случай близок, а данные по давлению паров растворов соляной и фтористоводородной кислоты находятся в справочниках.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

Iskander
Сообщения: 2986
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение Iskander » Пт апр 05, 2013 9:06 am

Ага, это скорее МЧС.

Попадались какие-то расчёты по испарению хлора, но давненько. Цифры впечатляли.

stearan
Сообщения: 873
Зарегистрирован: Пт мар 02, 2007 4:21 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение stearan » Пн апр 08, 2013 11:45 pm

1234 писал(а):Помогите оценить скорость испарения ...
концентрация соляной кислоты - 30 % масс....
Условия пролива - температура 30 град.Цельсия...
при условиях задачи: 30%HCl, 30°C имеем:
парциальное давление самого HCl (над разлитой лужицей): 2800 Pa
парциальное давление паров воды там-же: 1360 Pa
игого итого парциальное давление разлитой кислоты *) 4160 Pa
*) в начальный период (пока не выветрился HCl)
при очень слабом ветерке (1м/сек), если предположить что температура разлитой лужи равна заданной температуре окружающей среды (реально она будет несколько ниже), получится скорость испарения E = 1.19E-02 kg/(m2*min) t.e. cca 12g с квадратного метра в минуту.
Cо временем картина будет меняться: испаряться будет в начале быстрее HCl чем вода, т.е. кислота будет ослабевать, лужица чуть подостынет по сравнению с окр.средой etc...

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 10694
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение Гесс » Вт апр 09, 2013 12:17 am

а как скорость диффузии учитывать?

stearan
Сообщения: 873
Зарегистрирован: Пт мар 02, 2007 4:21 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение stearan » Вт апр 09, 2013 10:40 am

Гесс писал(а):а как скорость диффузии учитывать?
роль молекулярной диффузии конкретно в этом процессе невелика: пространство открытое =>определяющий линейный размер практически бесконечность => малейшее движение воздуха (1м/с это по метеорологии почти безветрие) с учетом малой вязкости воздуха создает турбулентный гидродинамический режим;
в рамках пограничного диффузионного слоя скорость диффузии косвенно учтена через мол.массу и температуру;
и - самое главное - сам расчет основан на подобии процесса (испарение гидразина) т.е. диффузия неявно учтена уже там...

1234
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Чт апр 04, 2013 1:26 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение 1234 » Чт апр 11, 2013 8:07 am

stearan писал(а):
1234 писал(а):Помогите оценить скорость испарения ...
концентрация соляной кислоты - 30 % масс....
Условия пролива - температура 30 град.Цельсия...
при условиях задачи: 30%HCl, 30°C имеем:
парциальное давление самого HCl (над разлитой лужицей): 2800 Pa
парциальное давление паров воды там-же: 1360 Pa
игого итого парциальное давление разлитой кислоты *) 4160 Pa
*) в начальный период (пока не выветрился HCl)
при очень слабом ветерке (1м/сек), если предположить что температура разлитой лужи равна заданной температуре окружающей среды (реально она будет несколько ниже), получится скорость испарения E = 1.19E-02 kg/(m2*min) t.e. cca 12g с квадратного метра в минуту.
Cо временем картина будет меняться: испаряться будет в начале быстрее HCl чем вода, т.е. кислота будет ослабевать, лужица чуть подостынет по сравнению с окр.средой etc...
Спасибо.
Скажите, вы как считали?
Я воспользовался "Методическим пособием по прогнозированию и оценке химической обстановки в чрезвычайных ситуациях" (с)г.Иваново 2001
http://window.edu.ru/resource/411/29411
У меня получилась скорость 6,3-12,5 кг/м2*час (при скоростях ветра соответственно 0-0,1 м/с).
У вас скорость получилась примерно в 10 раз меньше!
:issue:

stearan
Сообщения: 873
Зарегистрирован: Пт мар 02, 2007 4:21 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение stearan » Чт апр 11, 2013 3:24 pm

1234 писал(а): Скажите, вы как считали?
:issue:
Действительно, по разным методам получаются разные результаты:
метод) результат E, g/(m2*min)
1) 11,94
2) 19,15
3) 7,22

1) "The U.S. Air Force method": Ille, G. and Springer, C.: The Evaporation And Dispersion Of Hydrazine Propellants From Ground Spill, Environmental Engineering Development Office, CEEDO 712-78-30, 1978.
2) "The U.S. EPA method": Risk Management Program Guidance For Offsite Consequence Analysis, U.S. EPA publication EPA-550-B-99-009, April 1999.
3) "Stiver and Mackay's method": Stiver, W. and Mackay, D., A: Spill Hazard Ranking System For Chemicals, Environment Canada First Technical Spills Seminar, Toronto, Canada, 1993.

Удивительно, что у Вас получилось испарение намного быстрее, при меньшей скорости движения воздуха (0 - 0,1 вместо выше использованных 1 м/с ).
HCl тяжелее воздуха, при неподвижности над лужей образует сплошной слой насыщенных паров, который замедлит дальнейшее испарение. Пойдет диффузия (которую упоминал ув.коллега Гесс), но она медленнее.

1234
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Чт апр 04, 2013 1:26 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение 1234 » Пт апр 12, 2013 6:56 am

Спасибо большое за информацию.
----
Может быть, вы или я ошиблись в расчётах?
----
Наверное, надо попросить химиков померять реальную скорость испарения из стаканчика, наполненного почти до краёв, в вытяжном шкафу (открытом и закрытом)!
Это же самое простое и точное (для комнатой температуры, конечно)!!!

stearan
Сообщения: 873
Зарегистрирован: Пт мар 02, 2007 4:21 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение stearan » Сб апр 13, 2013 2:38 am

1234 писал(а): Может быть, вы или я ошиблись в расчётах?
... померять реальную скорость испарения из стаканчика, наполненного почти до краёв, в вытяжном шкафу (открытом и закрытом)...
Посчитал и по "ивановской методичке" (по Вашей ссылке) - получилось нереально много. Там прям около формулы размерности (единицы) не указаны, а если взять так, как указано в конце (в списке обозначений), то получается нехорошо - единицы взаимно не совместимы. Так что скорее всего причина расхождения там.
Поддерживаю Вашу мысль про эксперимент. Если можно, посоветовал бы не "стаканчик", а миску Петри, чтобы площадь испарения была намного больше чем толщина слоя жидкости - с лужами ведь именно так бывает :) ...и сравнить что получится: а) в потоке воздуха в дигэсторе, б) в спокойном, безветренном месте.
А если опыт удачный, то из стаканчика можно чего нибудь повкуснее (уж не соляной кислоты точно) :lol:

1234
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Чт апр 04, 2013 1:26 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение 1234 » Пт апр 19, 2013 8:56 am

спасибо за ссылки на методики расчетов.
:deal:

1234
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Чт апр 04, 2013 1:26 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение 1234 » Ср май 22, 2013 9:10 am

Пожалуйста, прошу проверить мой расчёт:
"Какое количество соляной кислоты содержится в 60 м3 насыщенных паров над концентрированной соляной кислотой (35% масс.)при 20 град.Цельсия?"
У меня получилось около 300 кг...
8(
Неужели так много? Или я где-то сильно ошибся?
...

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23124
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение amik » Ср май 22, 2013 1:53 pm

По-хорошему стоило привести свой расчет :wink:
Ошиблись сильно, навскидку должно быть около 12 кг.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

stearan
Сообщения: 873
Зарегистрирован: Пт мар 02, 2007 4:21 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение stearan » Ср май 22, 2013 5:55 pm

1234 писал(а): ...Неужели так много?...
по условиям задания: 35%-ная кислота , t=20°С
над жидкостью равновесное давление HCl 10.4kPa и водяного пара 0.46kPa
прикинув по ид.газ.закону, в 1м3 получается 155.6г HCl и 3.4г воды
игого итого в 60м3 будет 9.3кг HCl и 0.2кг воды
расчет лишь оценочный. кроме очевидных упрощений и потому, что для 35% кислоты
подставлены простые средние из табличных данных для 34 и 36% (а функция-то сильно нелинейна)
респект ув.коллегe amik

1234
Сообщения: 12
Зарегистрирован: Чт апр 04, 2013 1:26 pm

Re: Скорость испарения концентрированной HCl (соляной кислот

Сообщение 1234 » Пн май 27, 2013 11:05 am

Спасибо!
Оказывается, я просто сильно ошибся с парциальным давлением кислоты ...

Ответить

Вернуться в «химическая технология / chemical technology&production»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и 8 гостей