CS258228B1

CS258228B1 - Protect the protection against explosion

Info

Publication number: CS258228B1
Application number: CS864896A
Authority: CS
Inventors: Ivan Gajdos
Original assignee: Ivan Gajdos
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1988-07-15
Also published as: CS489686A1

Abstract

Podstatou se rieši technický problém ochrany kyslikárne před výbuchom. Podstata spočívá v tom, že výrobňa stlačeného vzduchu je vybavená sústavou sond vzorky výbušných zložiek, ktoré sú komplexně analyzované a rýchle vyhodnocované. Riešenie móže byť využité v hutníckom a chemickom priemysle.The essence is solving the technical problem of protecting the oxygen plant from explosion. The essence is that the compressed air plant is equipped with a system of probes for samples of explosive components, which are comprehensively analyzed and quickly evaluated. The solution can be used in the metallurgical and chemical industries.

Description

258228 2258228 2

Vynález sa týká zapojení na ochranu kyslikárne před výbuchom.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an explosion-proof circuit for protecting oxygen.

Pri výrobě kysllka nízkoteplotnou rektifikáciou kvapalného vzduchu dochádza niekedyk výbuchom. Tieto výbuchy súvisia so skutočnostou, že zariadenia na výrobu kyslíka spracová-vajú stále vačšie množstvá vzduchu, v ktorom sa nachádza viac nebezpečných a výbušnýchzložiek. čistota ovzdušia najma v hutníckom a chemickom priemysle sa zhoršuje. K výbuchom dochádza obyčajne v tých miestach kyslíkového aparátu, kde sa odpařujekvapalný vzduch, alebo kvapalný kyslík a tam, kde sa nahromadili výbušné zložky. Medzinebezpečné a výbušné zložky, ktoré sa z ovzdušia dostávají! do kyslíkových aparátov, patriahlavně nasýtené a nenasýtené uhlovodíky, kysličníky dusíka, kysličníky síry, kysličník uholnatý,ozón, peroxiacetylnitrát a dalšie. V hutnických podnikoch sú velmi nebezpečné úniky acetylénu, koksárenského, vysokopecného,konvertorového a zemného plynu do ovzdušia, ako aj znečišiovanie ovzdušia spalovacími motormiodpravných prostriedkov, ktoré produkujú okrem acetylénu, uhlovodíkov velmi nebezpečnékysličníky dusíka. Zdrojom nebezpečných kysličníkov síry sú obyčajne komíny teplárenskýcha elektrárenských zariadení. Výbuchy deliacich zariadení vzduchu bolí v minulosti připisované hlavně acetylénu.In the production of oxygen by low-temperature rectification of liquid air, there is some explosion. These explosions relate to the fact that oxygen generating plants process ever greater amounts of air in which more hazardous and explosive components are found. air purity, especially in the metallurgical and chemical industries, is deteriorating. Explosions usually occur in those places in the oxygen apparatus where the liquid air or liquid oxygen evaporates and where explosive components have accumulated. Inter-hazardous and explosive components that get out of the air! to oxygen apparatus, saturated or unsaturated hydrocarbons, nitrogen oxides, sulfur oxides, carbon monoxide, ozone, peroxyacetyl nitrate and others. In metallurgical plants, leakages of acetylene, coke oven, blast furnace, converter and natural gas are very dangerous, as well as air pollution by internal combustion engines, which produce, in addition to acetylene, hydrocarbons, very hazardous nitrogen oxides. The source of hazardous sulfur oxides is usually the chimneys of the heat and power plant. The bursts of air separation devices have previously been mainly attributed to acetylene.

Podlá neskoršich výzkumov bol zostavený rad uhlovodíkov podlá citlivosti na impulz k výbuchu.Explozínosť týchto uhlovodíkov vzrastá, ak je přítomný aj ozón. Za najnebezpečnejšiu zložkuje považovaný peroxyacetylnitrát, ktorý vzniká fotochemickou cestou pri pósobení slnečnéhožiarenia na kysličníky dusíka zo smogu. Je samozápalný, velmi třaskavý a možno ho pokladaťza iniciátor explózie. Úplné odstránenie možnosti vzniku výbuchu je v praktickej prevádzke deliacich zariadenívzduchu obťažné. Z toho dóvodu sa za najdóležitejšie opatrenie proti explčzii pokládá zabránenievstupu nebezpečných látok do zariadenia. Predpokladom tohoto opatrenia je kontinuálna analýzavzduchu, ktorý je nasávaný do stlačovacích strojov výrobně stlačeného vzduchu, ktorá umožnírýchlu identifikáciu a odstránenie zdroja výbušných zložiek a operativně premanipulovaniespósobu nasávania vzduchu s ohladom například na směr větra a zdroj znečistenia ovzdušia.According to later research, a series of hydrocarbons was constructed according to the impulse-to-explosion sensitivity. The explosion rate of these hydrocarbons increases when ozone is also present. Peroxyacetyl nitrate, which is formed by the photochemical route of exposure to solar radiation to nitrogen oxides from the smog, is considered to be the most dangerous component. It is pyrophoric, very explosive and can be taken by an explosion initiator. Completely eliminating the possibility of an explosion is difficult in practical operation of dividing devices. For this reason, the most important measure against explosion is to prevent the entry of hazardous substances into the device. A precondition for this measure is a continuous analysis of the air that is sucked into the pressurized air compressors to quickly identify and remove the source of explosive components and operatively manipulate the air suction method with respect to, for example, the wind direction and the source of air pollution.

Na ochranu kyslikárne před výbuchom sa doteraz používá dodatočné odstráňovanie výbušnýchzložiek z kvapalného vzduchu adsorbérmi medzi dolnou tlakovou a hornou nizkotlakovou kolonou.To protect the oxygen from the explosion, up to now, the removal of explosive components from liquid air by adsorbers between the lower pressure and upper low pressure columns has been used.

Najpouživanejšie sú silikagélové adsorbéry zapojené do kruhu kvapalného kyslíkav prídavnom kondensátore.Most commonly used are silica gel adsorbers connected to a ring of liquid oxygen and an additional condenser.

Na odstráňovanie akumulovaných výbušných zložiek z kvapalného kyslíka v hlavných kondenzátorochdeliacich zariadení vzduchu sa používá přídavný kondensátor v spojení s odlučovačom acetylénu,v ktorom sa kvapalný kyslík odpařuje a časť produkcie v kvapalnom skupenstve sa vypúštaz odlučovača acetylénu do odpadu. Na adsorbciu uhlovodíkov z kvapalného kyslíka sa tiežpoužívajú adsorbéry zapojené do okruhu čerpadla.An additional condenser is used in conjunction with the acetylene separator in which liquid oxygen is vaporized and some of the liquid phase production is discharged to the waste to be used to remove accumulated explosive components from the liquid oxygen in the main condenser of the air separation devices. Adsorbers connected to the pump circuit are also used to adsorb liquid hydrocarbon hydrocarbons.

Odstráňovanie uhlovodíkov a kysličníka uhličitého z ochladeného stlačeného vzduchusa uskutočňuje v adsorbéroch, ktoré sú umiestnené medzi regenerátormi a dolnou tlakovoukolonou.Removal of hydrocarbons and carbon dioxide from the cooled compressed air takes place in adsorbers that are located between the regenerators and the lower pressure column.

Kontrola výbušných zložiek v kvapalnom kyslíku a v kvapalnom vzduchu Sa uskutočňujemanuálnymi prístrojmi, ktoré vSčšinou pozostávajú z Dewarovej nádoby a z adsorbérov,v ktorých sa uhlovodíky zachytávajú a kalorimetricky alebo titračne stanovujú.The control of explosive components in liquid oxygen and in liquid air is carried out by means of conventional devices, which typically consist of a Dewar vessel and adsorbers in which hydrocarbons are collected and calorimetrically or titrated.

Na stanovenie acetylénu sa používajú tiež přístroje s poloautomatickým riadením, ktorých podstatou je adsorbér obsahujúci syntetické kryštálické hlinitokremičitany, ktoré v priebehu dávkovania vzorky plynu adsorbujú acetylén, ktorý je regeneračným zariadením z adsorbéra v prúde dusíka vypudený a absorbovaný v roztoku. 3 258228Semi-automatic control devices are also used for the determination of acetylene, which are based on an adsorber containing synthetic crystalline aluminosilicates which adsorb acetylene during dispensing of the gas sample, which is expelled and absorbed in the solution by the recovery device from the adsorber in the nitrogen stream. 3 258228

Vyhodnotenie bývá kalorimetrické a jednotlivé operácie sú riadené pomocou časových relé.The evaluation is usually calorimetric and the individual operations are controlled by time relays.

Vo velkých kyslikárňach sa používajú přístroje pracujúce na principe chromatografickéhodelenia uhlovodíkových zmesí v kolonách s rozličnou náplňou.In large-scale plants, apparatus operating on the principle of chromatographic separation of hydrocarbon mixtures in columns with different fillings is used.

Na stanovenie zložiek z kvapalného kyslíka sa používajú komplikované laboratorně metody.Complicated laboratory methods are used to determine the components from liquid oxygen.

Nevýhodou dodatočného odstraňovania výbušných zložiek z kvapalného vzduchu adsorbérmije to, že tieto sú už akumulované a skoncentrované v prostředí, ktoré je náchylné k výbuchu,pričom adsorbčná kapacita adsorbérov móže byt v priebehu prevádzkovania podstatné zníženánajmS kysličníkom uhličitým, vlhkosťou, alebo opotřebovanou a zaprášenou náplňou.The disadvantage of the additional removal of explosive components from the liquid air by adsorbers is that they are already accumulated and concentrated in an explosion-prone environment, while the adsorption capacity of the adsorbers can be substantially reduced during operation by carbon dioxide, moisture, or worn and dusty filling.

Nevýhodou adsorbérov kvapalného kyslíka v prídavnom kondenzátore je najmS ich velkázávislost na výške hladin kvapalného kyslíka, kvalitě silikagélu a rozdiele tlaku předa za adsorbérom. V případe opotrebovania silikagélu alebo jeho zanesenia je tento bezpečnostnýokruh neúčinný a zariadenie je v ddsledku skoncentrovania výbušných zložiek zdrojom ohrozeniacelého zariadenia.A disadvantage of liquid oxygen adsorbers in the additional condenser is their dependence on the level of liquid oxygen levels, the quality of the silica gel and the pressure difference before the adsorber. If the silica gel is worn or clogged, this safety circuit is ineffective and the device is a source of endangered equipment due to the concentration of explosive components.

Nevýhodou přídavného kondenzátora v spojení s odlučovačom acetylénu je skutočnost,že sa v nich odpařuje velké množstvo kvapalného kyslíka s už akumulovanými výbušnými zložkami,ktoré sa nalepia vo vysokých koncentrácích na rúrky přídavného kondenzátora a na stěnáchodlučovača acetylénu. K výbuchu dochádza najčastejšie v týchto miestach a preto sú tietozariadenia zdrojom častých technologických porúch, ale aj ohrozenia pracujúcich.A disadvantage of the additional condenser in conjunction with the acetylene separator is the fact that a large amount of liquid oxygen is vaporized there with already stored explosive components, which stick to high concentrations on the tubes of the additional condenser and on the acetylene wall exchanger. The explosion occurs most often in these locations and therefore the devices are a source of frequent technological failures, but also a threat to workers.

Nevýhodou adsorbérov zapojených do okruhu čerpadla kvapalného kyslíka je ich závislostna dodávke energie na pohon čerpadla a komplikovanost pri inštalovaní a prevádzkovanitohoto systému.The disadvantage of adsorbers connected to the liquid oxygen pump circuit is their dependence on the power supply to the pump drive and the complexity of installation and operation of the system.

Velkou nevýhodou adsorbérov ochladeného stlačeného vzduchu před dolnou kolonou jeto, že v nich vzniká značná strata tlaku a to, že ich použitie vo velkých kyslíkovýchaparátoch je neekonomické. K ich nevýhodám patří tiež spotřeba energie na častú regeneráciusilikagélu a zvýšené nároky na kvalitně materiály a pomocné látky. K nevýhodám manuálných prístrojov kontroly výbušných zložiek patří to, že analýzaje diskon-tinuálna a časové náročná, lebo trvá až tri hodiny, stanovenie je nepřesné, pra-cuje sa priamo s kvapalnými plynmi a stanovenie obsahu uhlovodíkov a acetylénu v plynnomkyslíku alebo plynnom vzduchu je obťažné.A major disadvantage of the cooled compressed air adsorbers in front of the lower column is that there is considerable pressure loss and that their use in large oxygen cameras is uneconomical. Their disadvantages include energy consumption for frequent regeneration of the gel and increased demands on high-quality materials and auxiliaries. The drawbacks of manual explosion control devices include the fact that the analysis is discontinuous and time consuming because it takes up to three hours, the determination is inaccurate, works directly with liquid gases, and the determination of hydrocarbon and acetylene content in gaseous or gaseous air is difficult .

Nevýhodou prístrojov stanovenia acetylénu a poloautomatickým riadením je malá tepelnáodolnost adsorbérov, možnost vzniku netěsností, manuálna obsluha prístroja prevádzkovýmpersonálom a diskontinuálny spósob merania.The disadvantage of acetylene determination devices and semi-automatic control is the low thermal resistance of the adsorbers, the possibility of leakage, manual operation of the device by the operator and the discontinuous measurement method.

Nevýhodou chromatografikých prístrojov je ich zložitost, náročnost na kvalifikovanáúdržbu a obsluhu a diskontinuálny spósob merania.The disadvantage of chromatographic devices is their complexity, complexity of maintenance and operation and discontinuous measurement method.

Nevýhodou laboratórnych metod stanovenia ostatných výbušných zložiek z kvapalnéhokyslíka je ich komplikovanost, zdlhavosť, nedostatočná a malá operativnost pri zavádzaníbezpečnostných opatření.The disadvantage of laboratory methods for determining other explosive constituents of liquid oxygen is their complexity, lengthyness, insufficient and low operability in introducing safety measures.

Spoločnou nevýhodou doterajších metod ochrany kyslikárne před výbuchom je to, že všetkyopatrenia sa uskutočňujú opožděně v čase, ked je výrobně zariadenie bezprostredne už ohrozenéa to, že identifikácia zdroja výbušných zložiek do ovzdušia je prakticky nemožná.A common disadvantage of the existing methods of oxygen protection against explosion is that all measures are delayed at a time when the production facility is already at risk of making the identification of the source of explosive components virtually impossible.

Uvedené nevýhody doteraz používaných zapojení odstráňuje zapojení na ochranu kyslikárne před výbuchom podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že pozostáva z výrobně stlače-The aforementioned disadvantages of the circuitry used so far are avoided by the oxygen protection circuitry according to the invention, which consists in the fact that it consists of a pressurized

Claims

Oxygen explosion protection circuitry characterized in that probes (2) for sampling explosive components from the atmosphere are disposed around the compressed air production plant (1), connected to the analyzers (4) via the sample line (3) and through the pump (4). (5) Explosive components which are fitted with an alarm (6) of the maximum concentration of explosive components from sources (7) into the atmosphere.