ウォーターカーテンによる吸収を伴う漏洩ガスの拡散解析

概要

有害ガスの漏洩事故が発生した場合の減災対策として、ウォーターカーテンによる有害ガス濃度の低減効果を解析した事例をご紹介します。本計算では、有毒ガスが水滴中で飽和モル濃度に達するまでの吸収過程を考慮しています。計算体系と境界条件は文献[1]を参考にしています。

参考文献

[1]秋吉,向山,倉敷,石丸,李,花木,”ウォーターカーテンによる吸収過程を考慮した漏洩気体の拡散挙動解析”,安全工学シンポジウム講演予稿集(2019)308-311.

解析条件

図１に計算格子と境界条件を示します。漏洩ガスはアンモニアガスとし、ウォーターカーテンを作動させる前の定常分布を初期値とし、ウォーターカーテン作動後10sのアンモニアガスの質量分率、水の体積分率、水滴中アンモニアモル濃度、気相速度、液相速度を求めます。

解析結果

ウォーターカーテン作動前のアンモニアガスの質量分率と気相速度をそれぞれ図２と図３に示します。ウォーターカーテン作動後10sのアンモニアガスの質量分率、水の体積割合、水滴中アンモニアモル濃度、気相速度、液相速度を図４～図８に示します。ウォーターカーテン作動後、障壁の上流側と下流側でアンモニア質量分率の低減が見られます。また、水滴中アンモニアモル濃度は飽和モル濃度1.8×10⁴ mol/m³に達していないことから水滴はまだアンモニアガスを吸収できることがわかります。

本解析でわかったこと

アンモニアガスが漏洩した場合に、ウォーターカーテンがアンモニアガスの拡散を低減する計算を行えることがわかりました。今後、実験値と比較した計算を行い計算精度の検証を行う予定です。