נטרול גזים

נושא: חוות דעת מומחה על יישום בטוח של "GREEN UP FOG" בניטרול סביבת נפץ בתוך מיכלי דלק גדולים 

הפניות:

1)IEC 60079-2011: אטמוספירות נפץ: דרישות כלליות (גם תקן המכון הישראלי 60079-2011)

2)NFPA 497-2004: שיטה מומלצת לסיווג של נוזלים, גזים או אדים דליקים ושל מיקומים מסוכנים (מסווגים) עבור מתקנים חשמליים באזורי תהליכים כימיים

3) Atex 137: אטמוספירות נפיצות

1. כללי

   כדי לנקות בוצת דלק במיכלי דלק גדולים, הכרחי להתחיל בפעולה בניטרול הסביבה הנפיצה הקיימת בתוך המיכל על ידי שימוש בחומר "GREEN UP FOG" המגביר במידה ניכרת את אנרגיית ההצתה המינימלית ואת נקודת הבשר של הגז הנפץ. גם מפחית את הריח החזק של הגז.

   לאחר השלמת תהליך הנטרול ניתן להתחיל בבטחה בניקוי הבוצה.

   נטרול האווירה הנפיצה והפחתת צחנת הדלק מתקבלים על ידי ריסוס הסוכן המכונה "GREEN UP FOG" (ראה פרטים הקשורים לבטיחות בנספח ב') כפי שמתואר בתמונה 1.

 

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

 

 

תמונה 1: ריסוס "GREEN UP FOG" במיכל דלק

 

שיטה

• בין שש לשמונה יחידות ריסוס (כמתואר בתמונה 1) ממוקמות בתוך המיכל דרך בורות הביוב של המיכל הצף הממוקמות על הגג הצף.

• כל היחידות מחוברות היטב לאדמה.

• תהליך הנטרול מצריך פעולת ערפול רציפה בין 24-36 שעות.

• כל יחידה מחוברת למשאבת אספקת לחץ גבוה. המשאבות פרוסות מחוץ למבנה המיכל והן מקורקעות.

• כל זרבובית ריסוס יחידה פולטת בין 10-20 ליטר לשעה של חומר מנטרל.

• כל יחידה המכילה 5 חרירי ריסוס פולטת בין 50-100 ליטר/שעה של חומר מנטרל.

• מספר יחידות הריסוס נבחר בהתאם למידות המיכל ולפתחי הביוב הזמינים בגג.

• ישנם מספר סוגים של חרירי ריסוס בהתאם לטווח הריסוס הנדרש.

תוצאות תהליך ערפול

• נקודת הבזק של טמפרטורת הגז מוגברת ל-80-90 ˚C

• ריח דלק חזק מנוטרל

• ניתן לפתוח בורות ביוב של מיכל כדי להתחיל בניקוי המיכל.

במהלך ניקוי בוצת הדלק, תהליך הערפול חייב להמשיך ולהבטיח נטרול יעיל של הפוטנציאל emission gas explosive emission_cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58dge.

איור 1 מציג מיכל דלק עם גג צף, גז נפץ בתוך נפח המיכל והבוצה בתחתית המיכל. 

​

​

​

          _cc781905-5cde-3194 -bb3b-136bad5cf58d_           _cc781905 -5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_  

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

 

איור 1: פריסת מיכל גג צף

 

 

1. מטרה

   מטרת דיון זה היא לקבוע שפעולת הערפול של מיכל הדלק אינה יוצרת איום דמוי ברק עקב יצירה סטטית של הגורם המתיז והערפל הנטען בחשמל סטטי. כמו כן, להגדיר שפעולת הערפול מפחיתה את האזור הדליק מאזור 0 לאזור לא מסווג.

   שימו לב כי על פי Ref. 1-3, גז ואדים דליקים מוגדרים כבעלי פוטנציאל ליצור "סביבה דליקים/נפיצים" אם טמפרטורת נקודת ההבזק נמוכה מ-55oC ואנרגיית הצתה המינימלית היא פחות מ-5mJ.

2. ברק כמו ESD

   באופן עקרוני, פריקות כמו ברק יכולות להתרחש בתוך ענני אבק/ערפל או מענני אבק לכדור הארץ כאשר עוצמת השדה עקב החלקיקים הטעונים גבוהה מספיק.  נצפו ברק כמו פריקות ענני אפר במהלך התפרצות הרי געש.  ברור שהם מסוגלים להצית אבק/ערפילים דליקים, אבל הם מעולם לא נצפו בענני אבק/ערפל בגודל שנתגלו בפעולות תעשייתיות.

   על פי מחקרים ניסיוניים, לא סביר להניח שהפרשות כאלה יתרחשו בממגורות ובטנקים בנפח קטן מ-60 m3 או בממגורות בקוטר של פחות מ-3 מ' ובכל גובה. מידות אלו אינן בהכרח גבולות הבטיחות העליונים; הם מבוססים אך ורק על גודל הציוד בחקירות שהוזכרו לעיל.

   סביר להניח שלא יתרחשו פריקות כאלה בממגורות או במיכלים גדולים יותר בתנאי שעוצמות השדה יישארו מתחת ל-500 קילו וולט/מ'.

   תנועה של גזים טהורים או של תערובת של גזים מייצרת מעט חשמל סטטי, אם בכלל, אך אם הגזים מכילים חלקיקים מוצקים או נוזליים, הם עלולים להיטען. בתהליכים תעשייתיים חלקיקים כאלה נפוצים. הם יכולים לנבוע מזיהום, כגון אבק או טיפות מים, הם יכולים להיות שלב מעובה של הגז עצמו, כגון שלג פחמן דו חמצני, או טיפות בקיטור רטוב, או שהם יכולים להיות מוכנסים בכוונה, למשל ריסוס "GREEN UP ערפל".

   דוגמאות לתהליכים שבהם טעינת חלקיקים עלולה להוליד כמויות משמעותיות של טעינה אלקטרוסטטית כוללות: העברה פניאומטית של חומרים; בריחה או שחרור של כל גז דחוס המכיל חלקיקים; שחרור פחמן דו חמצני נוזלי; השימוש בשואבי אבק תעשייתיים; וצביעה בהתזה וערפול.

   חלקיקים טעונים המיוצרים על ידי מנגנונים אלה יכולים להוליד מספר סוגים של פריקות תבערה: פריקות ניצוץ יכולות להתרחש כאשר מטען מצטבר על מוליכים מבודדים כתוצאה מפגיעה או איסוף של חלקיקים; פריקות מברשות יכולות להתרחש כאשר עננים טעונים או סילוני חלקיקים טעונים קרובים לבלטות מתכת מוארקות; הפרשות מברשות מתפשטות יכולות להתרחש עקב חלקיקים טעונים הפוגעים בשכבות דקות של חומר לא מוליך; ופריקות חרוטים יכולות להתרחש כאשר חלקיקים טעונים נאספים ויוצרים חרוט, כמו בממגורה.  אין שום עדות המעידה על כך שפריקות דמויות ברק יכולות להתרחש בציוד בקנה מידה תעשייתי.

   לא ניתן למנוע טעינה אלקטרוסטטית של חלקיקים אך ניתן להימנע מהצתה על ידי הבטחת שהאטמוספירה אינה דליקה או על ידי מניעת פריקות תבערה. אמצעי הזהירות שניתן לנקוט כדי למנוע פריקות מעוררות תבערה כוללים את הדברים הבאים:

   • הקפדה על הארקה של כל המתכת וחפצים מוליכים אחרים;

   • הימנעות משימוש בחומרים לא מוליכים במיוחד;

   • הפחתת צפיפות המטען על ידי הגבלת מהירויות זרימה או על ידי עיצוב זרבובית מתאים;

   • הסרת החלקיקים.

      

1. בטיחות ריסוס "GREEN UP FOG".

   פעולת הריסוס בתוך המיכל מתחילה בתוך אטמוספירה נפיצה של אזור 0. זה מפחית בהדרגה את אופי הדליקות של ערפל הדלק והגז. בסוף התהליך, סיווג הסביבה הדליקה של נפח המיכל לפי הפניות 1-3 הופך ל"אזור לא מסוכן, לא מסווג". הערפל שנוצר מהתזת "ערפל ירוק למעלה" עלול להיטען בחשמל סטטי. אף על פי כן אין ביכולתו ליצור פריקה מעוררת כפי שנדון לעיל ובכאן:

   • כל המתכת וחפצים מוליכים אחרים מקורקים;

   • חומרים לא מוליכים מאוד אינם קיימים בתוך המיכל;

   • הפחתת צפיפות המטען על ידי הגבלת מהירויות זרימה או על ידי תכנון פיה מתאים - לא רלוונטי לתהליך הערפול (רלוונטי להעברת נוזלים ואבקה בתפזורת). עיצוב זרבובית הריסוס מפחית את כמות יצירת המטען הסטטי.

   • הסרת החלקיקים - לא רלוונטי לתהליך הערפול (רלוונטי לחלקיקים מוצקים)

 

1. מסקנות

   בסוף תהליך הערפול נקודת ההבזק של טמפרטורת הגז מוגברת ל-80-90 ˚C וה-MIE הופך להרבה יותר מ-5mJ (אין מידע זמין על ה-MIE בפועל). לכן, סביבת הגז המעורבבת בחומר "Green Up Fog" הופכת ללא דליק בהתאם להפניות 1-3.

   מכיוון שהאיום התיאורטי היחיד של ESD הוא פריקה ברק כמו פריקה מחלקיקי הערפל הטעונים, בטוח שפריקה כזו לא יכולה להתרחש בנפח ובמאפיינים של מיכל הדלק (ראה סעיף 3 לעיל).

   המסקנה היא אפוא ברורה - השימוש ב-"Green Up Fog" בטוח לצורך נטרול הריח ודליקות הגז לפני ובמהלך ניקוי בוצת הדלק במיכלי דלק גדולים עם גגות צפים.

    

    

   באהבה רבה,

    

   משה ז' נצר

   מומחה לאמינות ובטיחות ESD

​

​

​

​

​

​