Ar ôl y ffrwydrad yn Lebanon, adroddodd yr arbenigwyr ar unwaith a dadansoddodd "benllanw" y ddamwain.
Y tu ôl i ffrwydrad Lebanon, ffrwydrad Tianjin Port yn 2015, a ffrwydrad Xiangshui ar 21 Mawrth 2019, mae sylweddau nitro. Bydd yr erthygl hon yn datgelu gwyl amoniwm nitrad o'r agweddau ar eiddo cemegol, mecanwaith ffrwydrad, a darganfod sefydlogrwydd thermol.
1. Strwythur cemegol Nitradau Ammonium
Pwysau moleciwlaidd amonia nitrad mewn 20 o C yw 80.052 g/mol a'r dwysedd yw 1.725 g/cm3
2. Dosbarthu amoniwm nitrad
Yn ôl ADR2019 neu JT617-2018, gellir dosbarthu amonia nitrad yn ffrwydradau Dosbarth 1, ocsidiau Dosbarth 5.1 neu nwyddau peryglus eraill Dosbarth 9 yn ôl ei grynhoad. Yn y prawf dosbarthu amoniwm nitrad, mae dosbarthiad gwyddonol yn cael ei gynnal yn unol â dull dosbarthu profion y Cenhedloedd Unedig. Mae'r tabl canlynol yn esbonio canlyniadau dosbarthu crynodiadau gwahanol o amonia nitrad. Mae lefel y crynodiad yn pennu yn ei dro a yw'n nwyddau peryglus categori 1, categori 5.1 neu gategori 9.
3. Ffactorau sy'n effeithio ar sefydlogrwydd thermol amonia nitrad
Ammonium nitrad yw un o'r gwrtaith a ddefnyddir yn helaeth mewn diwydiant a'r math mwyaf dwys o wrtaith nitrogen. Fodd bynnag, mae amonia nitrad yn aml yn gysylltiedig â pheryglon tân a ffrwydrad parhaus yn y gorffennol. Nid yw Ammonium nitrad yn ddeunydd fflamadwy neu hylosg o dan dymheredd a phwysau amgylchynol, ond mae'n ocsid cryf, a fydd yn ffrwydro o dan rai amodau; mae sefydlogrwydd thermol amonia nitrad yn gysylltiedig â ffrwydrad, ac mae ychwanegion yn effeithio'n bennaf ar ei sefydlogrwydd thermol , gofod wedi'i ffurfweddu, cyfradd wresogi, tymheredd, hanes gwresogi, maint sampl, thermodynamig adwaith, cinetiau adwaith, a rôl dŵr fel sylwedd cemegol; mae astudiaethau sefydlogrwydd thermol wedi canfod bod amonia nitrad yn sefydlog ar dymheredd o tua 200°C. Mae Sodiwm sylflfate yn rhwystr da ar gyfer dadelfennu amoniwm nitrad, oherwydd gall ei bresenoldeb leihau dadelfennu asid nitrig, tra bod potasiwm clorid yn hyrwyddwr oherwydd gall wella'r adwaith dianc (adwaith ffo). Hyd yn oed os yw'r ataliwr yn gymysg ag amonia nitrad, rhaid ei storio ar wahân i'r cyflymydd.
Gall ymyrraeth gorfforol a chemegol dŵr arwain at senarios tân cysylltiedig; dylid bod yn ofalus wrth ddewis tanau sy'n gysylltiedig â thriniaeth dŵr. Mae tystiolaeth y gallai nifer annigonol o ddŵr waethygu canlyniadau tanau, oherwydd mae ychydig o ddŵr yn cael ei gladdu gan dymheredd uchel, sy'n dwysáu'r llosgi. Felly, mae angen cyfrifo faint o ddŵr a ddefnyddir ar gyfer diffodd tân ymlaen llaw er mwyn sicrhau digon o ddŵr i ddiffodd y tân. Yn ogystal, dylech osgoi storio amonia nitrad mewn mannau poeth neu gyfyngedig , A chyfyngu ar faint pentyrrau amonia nitrad i atal storio gwres a chrynhoad gwres rhag achosi llosgi a ffrwydrad digymell.
4. Mecanwaith hylosgi a ffrwydrad amonia nitrad
Mae gan y cylchoedd academaidd safbwyntiau gwahanol ar fecanwaith hylosgi a ffrwydrad amonia nitrad. Mae'r mecanwaith ymateb cyntaf a dderbynnir yn gyffredinol fel a ganlyn:
A Ar 170°C, mae'r amoniwm nitrad wedi'i doddi yn dechrau cael adwaith endothermig a gwrthdroadwy:
(2) NH4NO3 ⇌ HNO3 + NH3 ∆H=176 kJ·mol-1
B Rhwng 170°C a 280°C, mae'r adwaith ecsothermig na ellir ei wrthdroi yn digwydd
(3) NH4NO3 → N2O + 2H2O ∆H = -59 kJ·mol-1
(4) NH4NO3 → 1/2N2 + NA + 2H2O ∆H = -257 kJ·mol-1
(5) NH4NO3 → 3/4N2 + 1/2NO2 + 2H2O ∆H = -944 kJ·mol-1
Mae deunydd amoniwm nitrad C yn cael ei wresogi'n sydyn, megis ar 400°C, mae adwaith dadelfennu ffrwydrol treisgar yn digwydd:
(6) 2NH4NO3 → 2N2 + O2 + 4H2O ∆H= -1057 kJ·mol-1
(7) 8NH4NO3 →5N2 + 4NA + 2NO2 + 16H2O ∆H = -600 kJ·mol-1
Mae'r ail fecanwaith ymateb cydnabyddedig fel a ganlyn. Mae'r mecanwaith dadelfennu a gydnabyddir yn gyffredinol yn anghymell. HNO3 yn arwain at adwaith ocsid dilynol NH3; hafaliad (8) yw adwaith anghymell asid nitrig i ffurfio NO2+, ac mae'r hafaliad adwaith (9) yn rhestru ocsid NH3 Ac yn cynhyrchu N2O a dŵr
(8) 2HNO3 ⇌ NO2+ + NO3– + H2O
(9) NH3 + NO2+ = cynhyrchion (N2O, H2O)
(10) 2HNO3 ⇌ 2NO2 + H2O + 1/2O2
Er mwyn esbonio'r hafaliadau adwaith (8) a (9) yn fanylach, defnyddir "asid" i gynrychioli NH4+, H3O+ neu HNO3 ym mhresenoldeb dŵr, ac eglurir hafaliadau'r mecanwaith dadelfennu (11) i (13) isod. Ystyriwch yr hafaliad adwaith (12) oherwydd y cyflymder adwaith araf, sy'n cael ei ystyried yn gam rheoli;
(11) HNO3 + asid ⇌ H2ONO2+ → NO2+ + H2O
(12) NO2+ + NH3 → [NH3NO2+] *
(13) [NH3NO2+] → NO2 + H3O+ → NO2 + H2O
Gall yr adwaith sylfaenol ddisgrifio'r hafaliad adwaith (12) hefyd. Yn ystod tymheredd 342-387°C, mae NO2+ yn cael ei ocsideiddio wedyn i NH3, fel y rhestrir yn yr hafaliadau ymateb (14) i (19). Hafaliad ymateb (20) yw'r hafaliad stoicogaidd cyffredinol sy'n deillio o'r ddamcaniaeth hon
(14) NH3 + NO2 → NH2 + HNO2
(15) NH2 + NO2 → NH + HNO2
(16) NH + NO2 → HNO + NA
(17) NH2 + NAC → N2 + H2O
(18) 2HNO → N2O + H2O
(19) 2HNO2 → NO2 + H2O + NA
(20) 4NH3 + 5NO2 → N2O + 2N2 + 6H2O + 3NA
Mae'r trydydd dull damcaniaethol ychydig yn wahanol i'r mecanwaith a grybwyllir uchod. Mae'r dull arall yn rhagdybio ffurfio cyfryngwyr amoniwm nitrad a dadelfennu amoniwm nitrad, fel y rhestrir yn yr hafaliadau adwaith (21)(25)
(21) NH4+ + NO3– = NH3 + HONO2
(22) HONO2 → HO + NO2
(23) HO + NH3 → HOH + NH2
(24) NH2 + NO2 → NH2NO2
(25) NH2NO2 → N2O + H2O
5. Canfu'r arbrawf sefydlogrwydd thermol o amonia nitrad
I gael amoniwm nitrad cyn ei wresogi, mae angen amser dadelfennu byrrach ac amser byrrach i gyrraedd yr un tymheredd; y rheswm yw, pan gaiff amoniwm nitrad ei wresogi'n sydyn, bod y broses wresogi yn cael ei hystyried yn barhaus, a bod yr amser aros a chwilio o dan amodau adiladd yn cael ei gwtogi'n fawr. Mwy o adwaith amoniwm nitradau hunangynholdiant, mae dadelfennu'n digwydd yn gyflymach, felly os bydd y tymheredd yn codi'n sydyn, mae dadelfennu'n fwy tebygol o ddigwydd.
6. Nodweddion ocsidiau nitrogen
Cyfeiria nitrogen ocsid at gyfansoddyn sy'n cynnwys dwy elfen yn unig: nitrogen ac ocsigen. Ocsid nitraidd yw ocsidiau nitrogen cyffredin (NA, colorless), nitrogen deuocsid (NO2, brown wedi'i ail-wneud), ocsid nitraidd (N2O), nitrous pentocsid (N2O5), etc. , ac eithrio ocsid nitraidd o dan amodau arferol Ac eithrio solet, mae ocsidiau nitrogen eraill yn nwyol o dan amodau arferol. Fel llygryddion aer, mae ocsidiau nitrogen (NOx) yn aml yn cyfeirio at NA a NO2. Ac eithrio nitrogen deuocsid, mae ocsidiau nitrogen eraill yn ansefydlog iawn. Pan fyddant yn agored i olau, lleithydd neu wres, maent yn troi'n nitrogen deuocsid a nitrogen monocsid, ac mae nitrogen monocsid yn troi'n nitrogen deuocsid eto. Felly, mae'r amgylchedd galwedigaethol yn agored i nifer o gymysgeddau nwy, a elwir yn aml yn fwg (nwy), nitrogen monocsid a nitrogen deuocsid yn bennaf, a nitrogen deuocsid yw'r brif gydran. Ceir gwahanol raddau o wenwynig mewn ocsidiau nitrogen.
Mae yna hefyd ddir ocsid nitraidd (N₂O₂), nitrosyl azide (N₄O), a nitrogen triocsid (NA₃), ond yn bennaf NA a NO2, sy'n llygryddion aer cyffredin. Yn ogystal, mae trinitroamine (N(NO2)3) hefyd yn gyfansoddyn sy'n cynnwys nitrogen ac ocsigen yn unig, ond nid yw'n ocsid yn yr ystyr lem.
Dinitrogen Pentocsid
Ac eithrio dinitrogen pentocsid sy'n solet, nwyon yw'r gweddill. Y fformiwla moleciwlaidd yw NOx. Yn eu plith, mae dinitrogen tetrocsid yn ostyngiad o nitrogen deuocsid, sy'n aml yn gymysg â nitrogen deuocsid i ffurfio cymysgedd eclibrim. Cymysgedd o ocsid nitraidd a nitrogen deuocsid, a elwir hefyd yn nitrad (mwg). Dwysedd cymharol: Mae nitrogen monocsid yn agos at aer, ac mae ocsid nitraidd a nitrogen deuocsid ychydig yn drytryw nag aer. Pwynt toddi: Mae Dinitrogen pentocsid yn 30°C, mae'r gweddill yn is na sero. Mae pob un ohonynt ychydig yn hydawdd mewn dŵr, ac mae'r ateb dyfrol yn asidig mewn gwahanol raddau. Sylweddau nad ydynt yn fflamadwy yw ocsidiau nitrogen, ond gallant i gyd gefnogi llosgi. Er enghraifft, gall ocsid nitraidd (N2O), nitrogen deuocsid ac ocsid nitraidd ffrwydro pan fyddant yn agored i dymheredd uchel neu sylweddau hylosg.
Mae ocsid nitraidd yn gyfansoddyn nitrogen ocsid, fformiwla cemegol NA, pwysau moleciwlaidd cymharol 30.01, a falence nitrogen +2. Mae'n nwy lliw, arogl, gwenwynig sy'n anodd ei ddiddymu mewn dŵr. Gan fod ocsid nitraidd yn cynnwys radicalau am ddim, mae hyn yn gwneud ei briodweddau cemegol yn weithgar iawn. Pan fydd yn adweithio ag ocsigen, gall ffurfio nitrogen deuocsid nwy cyrydol (NO2), sy'n gallu adweithio â dŵr i ffurfio asid nitrig. Yr hafaliad yw: 3NO2+H2O==2HNO3+NA. Nodweddion peryglus: ocsideiddio cryf. Mae'n hawdd dal tân mewn cysylltiad â deunydd fflamadwy ac organig. Cyfuniad ffrwydrol o hydrogen. Bydd cyswllt ag aer yn gollwng niwl melyn brown gydag eiddo ocsideiddio asidig.
Ocsid nitraidd (ocsid nitraidd), fformiwla cemegol N2O. Gelwir hefyd yn chwerthin nwy, nwy lliw a melys, mae'n ocsid sy'n gallu cefnogi llosgi o dan rai amodau (yr un fath ag ocsigen, oherwydd gellir datgysylltu nwy chwerthin i nitrogen ac ocsigen ar dymheredd uchel), ond mae'n sefydlog ar dymheredd ystafell ac ychydig Mae'n cael effaith anesthetig a gall achosi chwerthin. Darganfuwyd ei anesthesia yn 1799 gan y fferyllydd Prydeinig Dewi David. Mae damcaniaethau perthnasol yn credu bod gan moleciwlau N2O a CO2 strwythurau tebyg (gan gynnwys fformiwlâu electronig), felly mae eu ffurfweddiad gofodol yn llinellol, ac mae N2O yn moleciwl pegynol. Erbyn hyn, fe'i defnyddir yn bennaf mewn perfformiadau, a gellir ei ddefnyddio hefyd fel cymorth hylosgi mewn cyflymyddion rasio.
Mae nitrogen deuocsid yn nwy gwenwynig coch brown ar dymheredd uchel. Ar dymheredd ystafell (0 0 0.5°C), mae nitrogen deuocsid a tetrocsid dinitrogen yn gymysg ac yn cydfodoli. Tocsig a anniddigrwydd. Wedi'i ddiddymu mewn asid nitrig cry cryedig i gynhyrchu asid nitrig. Gellir pentyrru i syntheseiddio dinitrogen tetrocsid. Cyrraedd gyda dŵr i gynhyrchu asid nitrig ac ocsid nitraidd. Cyrraedd gydag alcali i gynhyrchu nitrad. Gall ymateb yn fyw gyda llawer o gyfansoddion organig. Mae nitrogen deuocsid yn chwarae rhan bwysig yn y gwaith o ffurfio osôn. Daw nitrogen deuocsid a wneir gan ddyn yn bennaf o ryddhau prosesau llosgi tymheredd uchel, megis blinder cerbydau modur a blinder boeleri. Mae nitrogen deuocsid hefyd yn un o achosion glaw asid, ac mae'r effeithiau amgylcheddol a ddygir ganddo yn amrywiol, gan gynnwys: effaith ar gystadleuaeth a chyfansoddiad rhywogaethau gwlypdir a phlanhigion daearol, llai o amlygrwydd atmosfferig, asideiddio ac ewtroffigedd dŵr wyneb (Oherwydd diffyg ocsigen oherwydd y llu o algâu, sy'n gyfoethog o ran maetholion fel nitrogen a ffosfforws) , a chynyddu cynnwys tocsinau sy'n niweidiol i bysgod ac organebau dyfrol eraill yn y dŵr.
7. Gofynion storio ar gyfer amoniwm nitrad
1) Ni ddylai uchder yr adeilad storio fod yn fwy nag un llawr, a rhaid iddo gael digon o awyru. Os bydd tân, dylai allu awyru'n awtomatig neu allu awyru'n llawn
2) Gellir awyru'r warws yn awtomatig neu ei awyru'n ddigonol os bydd tân,
3) Oherwydd nodweddion cyrydol ac adweithiol amonia nitrad, er mwyn osgoi llygredd, dylai adeiladau a strwythurau fod yn sych, ac ni ddylai toeau, waliau a lloriau fod yn sych.
4) Mae deunyddiau adeiladu a chynwysyddion yn bodloni'r gofynion pellter gwahanu
5) Ar gyfer ocsidwyr, mae'n well os yw ystafell storio lled-danddaearol y gellir ei chynllunio i osgoi golau a gwres
6) Gan ystyried effaith dŵr ar amonia nitrad, mae gan y cyfrwng diffodd tân yn yr ardal storio ddyddiol dywod melyn
8. Casgliad
Nid yw Ammonium nitrad, gwrtaith cemegol a ddefnyddir mewn amaethyddiaeth, yn ffrwydrol ei hun, mae'n ocsid cryf Dosbarth 5.1 neu'n nwyddau peryglus Dosbarth 9. Y prif reswm dros y ffrwydrad yw bod y nitro NO3 ei hun yn ansefydlog iawn. Mae'n hawdd cael ei wresogi a'i rannu o dan wrthdrawiadau tymheredd uchel, gan arwain at ocsideiddio nitrogen ansefydlog. Yn olaf, rhannodd ocsidiau nitrogen i gynhyrchu nitrogen ac ocsigen sefydlog. Mae ocsigen ei hun yn helpu i losgi ac yn cyflymu'r broses o losgi pan fydd llawer iawn o ocsigen yn cael ei ryddhau. Felly, mae pob math o ffrwydradau nitro a brofwn yn gysylltiedig â nitro ansefydlog. Yn wyneb storio a rheoli sylweddau cemegol o'r fath, dylid cymryd y mesurau canlynol:
1) Awyru, prawf lleithder a phrawf gwres
2) Rheoli nifer y pentyrrau a gweithredu'n llym yr egwyddor o gymysgu tabŵ
3) Osgoi pob math o ffynonellau tanio (fflamau agored fel torri a sgleinio, sbâr statig, gwaith poeth, offer prawf ffrwydrad ac offer trydanol sy'n brawf o ffrwydrad)
4) Rheoli mynediad ac allanfa personél amherthnasol
5) Rheoli cyfanswm y storfa, sicrhau'r cyntaf i ddechrau, a sicrhau bod y cyfnod storio hwyaf yn llai na'r cyfnod diogelwch a gyfrifir yn ddamcaniaethol
6) Mae llwytho a dadlwytho nwyddau yn unol â gweithdrefnau gweithredu, a stacio a llwytho a dadlwytho barbaraidd wedi'u gwahardd yn llym
7) Gwneud gwaith da wrth gasglu a rheoli pecynnau sydd wedi'u difrodi, a gwahardd samplu yn y warws yn llym
8) Wedi'i gyfarparu â chyfleusterau diffodd tân angenrheidiol yn unol â manylebau dylunio warysau Dosbarth A, ac yn profi ac yn gwirio bod y cyfleusterau diffodd tân bob amser ar gael
9) Hyfforddi gweithwyr yn eu gweithrediadau dyddiol a'u galluoedd ymateb brys, a chynnal driliau argyfwng rheolaidd
10) Glynu wrth y system arolygu ddyddiol i sicrhau bod problemau'n cael eu cywiro ar unwaith heb adael peryglon cudd
