CS258228B1 - Zapojenie na ochranu kyslikáme před výbuchom - Google Patents

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.

Description

Vynález sa týká zapojení na ochranu kyslikárne před výbuchom.

Pri výrobě kyslíka nízkoteplotnou rektifikáciou kvapalného vzduchu dochádza niekedy k výbuchom. Tieto výbuchy súvisia so skutočnostou, že zariadenia na výrobu kyslíka spracovávajú stále vSčšie množstvá vzduchu, v ktorom sa nachádza viac nebezpečných a výbušných zložiek. čistota ovzdušia najmS v hutníckom a chemickom priemysle sa zhoršuje.

K výbuchom dochádza obyčajne v tých miestach kyslíkového aparátu, kde sa odpařuje kvapalný vzduch, alebo kvapalný kyslík a tam, kde sa nahromadili výbušné zložky. Medzi nebezpečné a výbušné zložky, ktoré sa z ovzdušia dostávajú do kyslíkových aparátov, patria hlavně 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 znečištovanie ovzdušia spalovacími motormi odpravných prostriedkov, ktoré produkujú okrem acetylénu, uhlovodlkov velmi nebezpečné kysličníky dusíka. Zdrojom nebezpečných kysličníkov síry sú obyčajne komíny teplárenských a elektrárenských zariadení.

Výbuchy deliacich zariadení vzduchu boli v minulosti připisované hlavně acetylénu.

Podlá neskorších výzkumov bol zostavený rad uhlovodlkov podlá citlivosti na impulz k výbuchu. Explozínosť týchto uhlovodlkov vzrastá, ak je přítomný aj ozón. Za najnebezpečnejšiu zložku je považovaný peroxyacetylnitrát, ktorý vzniká fotochemickou cestou pri pósobení slnečného žiarenia na kysličníky dusíka zo smogu. Je samozápalný, velmi třaskavý a možno ho pokladať za iniciátor explózie.

Úplné odstránenie možnosti vzniku výbuchu je v praktickej prevádzke deliacich zariadení vzduchu obťažné. Z toho dóvodu sa za najdóležitejšie opatrenie proti explčzii pokládá zabránenie vstupu nebezpečných látok do zariadenia. Predpokladom tohoto opatrenia je kontinuálna analýza vzduchu, ktorý je nasávaný do stlačovacích strojov výrobně stlačeného vzduchu, ktorá umožní rýchlu identifikáciu a odstránenie zdroja výbušných zložiek a operativně premanipulovanie spósobu nasávania vzduchu s ohladom například na směr větra a zdroj znečistenia ovzdušia.

Na ochranu kyslikárne před výbuchom sa doteraz používá dodatočné odstráňovanie výbušných zložiek z kvapalného vzduchu adsorbérmi medzi dolnou tlakovou a hornou nízkotlakovou kolonou.

Najpoužívanejšie sú silikagélové adsorbéry zapojené do kruhu kvapalného kyslíka v prídavnom kondensátore.

Na odstráňovanie akumulovaných výbušných zložiek z kvapalného kyslíka v hlavných kondenzátoroch deliacich zariadení vzduchu sa používá přídavný kondenzátor v spojeni s odlučovačom acetylénu, v ktorom sa kvapalný kyslík odpařuje a časť produkcie v kvapalnom skupenstve sa vypúšta z odlučovača acetylénu do odpadu. Na adsorbciu uhlovodlkov z kvapalného kyslika sa tiež používajú adsorbéry zapojené do okruhu čerpadla.

Odstráňovanie uhlovodlkov a kysličníka uhličitého z ochladeného stlačeného vzduohu sa uskutočňuje v adsorbéroch, ktoré sú umiestnené medzi regenerátormi a dolnou tlakovou kolonou.

Kontrola výbušných zložiek v kvapalnom kyslíku a v kvapalnom vzduchu sa uskutočňuje manuálnymi prístrojmi, ktoré vSčšinou pozostávajú z Dewarovej nádoby a z adsorbérov, v ktorých sa uhlovodíky zachytávajú a kalorimetricky alebo titračne stanovujú.

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.

Vyhodnotenie bývá kalorimetrické a jednotlivé operácie sú riadené pomocou časových relé.

Vo velkých kyslikárňach sa používajú přístroje pracujúce na principe chromatografického delenia uhlovodíkových zmesi v kolonách s rozličnou náplňou.

Na stanovenie zložiek z kvapalného kyslíka sa používajú komplikované laboratorně metody.

Nevýhodou dodatočného odstraňovania výbušných zložiek z kvapalného vzduchu adsorbérmi je to, že tieto sú už akumulované a skonoentrované v prostředí, ktoré je náchylné k výbuchu, pričom adsorbčná kapacita adsorbérov může byt v priebehu prevádzkovania podstatné znížená najmS kysličníkom uhličitým, vlhkosťou, alebo opotřebovanou a zaprášenou náplňou.

Nevýhodou adsorbérov kvapalného kyslíka v prídavnom kondenzátore je najmS ich velká závislost na výške hladin kvapalného kyslíka, kvalitě silikagélu a rozdiele tlaku před a za adsorbérom. V případe opotrebovania silikagélu alebo jeho zanesenia je tento bezpečnostný okruh neúčinný a zariadenie je v důsledku skoncentrovania výbušných zložiek zdrojom ohrozenla celého zariadenia.

Nevýhodou přídavného kondenzátora v spojení s odlučovačom acetylénu je skutočnosf, 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 stěnách odlučovača acetylénu. K výbuchu dochádza najčastejšie v týchto miestach a preto sú tieto zariadenia zdrojom častých technologických porúch, ale aj ohrozenia praoujúcich.

Nevýhodou adsorbérov zapojených do okruhu čerpadla kvapalného kyslíka je ich závislost na dodávke energie na pohon čerpadla a komplikovanost pri inštalovaní a prevádzkovani tohoto systému.

Velkou nevýhodou adsorbérov oohladeného stlačeného vzduchu před dolnou kolonou je to, že v nich vzniká značná strata tlaku a to, že ich použitie vo velkých kyslíkových aparátoch je neekonomické. K ich nevýhodám patří tiež spotřeba energie na častú regeneráciu silikagélu a zvýšené nároky na kvalitně materiály a pomocné látky.

K nevýhodám manuálnýoh prístrojov kontroly výbušných zložiek patří to, že analýza je diskon-tinuálna a časové náročná, lebo trvá až tri hodiny, stanovenie je nepřesné, pracuje sa priamo s kvapalnými plynmi a stanovenie obsahu uhlovodíkov a acetylénu v plynnom kyslíku alebo plynnom vzduchu je obťažné.

Nevýhodou prístrojov stanovenia acetylénu a poloautomatickým riadením je malá tepelná odolnosť adsorbérov, možnost vzniku netěsností, manuálna obsluha prístroja prevádzkovým personálom a diskontinuálny spůsob merania.

Nevýhodou chromatografikýoh prístrojov je ich zložitost, náročnost na kvalifikovariú údržbu a obsluhu a diskontinuálny spůsob merania.

Nevýhodou laboratórnych metod stanovenia ostatných výbušných zložiek z kvapalného kyslíka je ich komplikovanost, zdlhavosť, nedostatočná a malá operativnost pri zavádzaní bezpečnostných opatření.

Spoločnou nevýhodou doterajšich metod ochrany kyslikárne před výbuchom je to, že všetky opatrenia sa uskutočňujú opožděně v čase, ke3 je výrobné zariadenie bezprostredne už ohrozené a to, že identifikácia zdroja výbušných zložiek do ovzdušia je prakticky nemožná.

Uvedené nevýhody doteraz používaných zapojení odstráňuje zapojení na ochranu kyslikárne před výbuchom podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že pozostáva z výrobně stlače258228 ného vzduchu okolo ktorej sú rozmiestnené sondy odběru vzorky výbušných zložiek z ovzdušia, ktoré sú napojené cez vedenia vzorky a cez pumpu do analyzátorov výbušných zložiek, ktoré sú vybavené výstražnou signalizáciou maximálnej koncentrácie výbušných zložiek zo zdrojov do ovzdušia.

Výhody vynálezu oproti jestvujúcemu stavu techniky a oproti používaným zapojením na ochranu kyslikárne před výbuchom spočivajú v tom, že umožňuje rýchlu a presnú identifikáoiu vzniku výronu výbušných zložiek do ovzdušia a zistenie rozsahu odhrozenia v súlade s prevádzkovou normou maximálnych koncentrácii.

K výhodám patří tiež možnost! rýchlého odstránenia zdroja výronu výbušných zložiek do ovzdušia, například odstránením vzniknutej netěsnosti na energorozvodoch, alebo zapálením zhasnutých horákov koksárenského a vysokopecného plynu.

Rozmiestnenie sond odběru vzoriek -umožňuje počítat so smerom větra a podlá okolností zastavit stlačovacie stroje vzduchu, ktoré nasávajú znečištěné ovzdušie a naopak, nabehnúť tie stlačovacie stroje, ktoré budú nasávat neznečištěné ovzdušie.

Velkou výhodou je to, že pomocou zariadenia podlá vynálezu je možné dodržat hlavnú bezpečnostnú zasadu, tj. zabránenie vstupu nebezpečných látok do výrobných zariadení kyslikár ne.

Příklad uskutočnenia zapojení podlá vynálezu je znázorněný na priloženom výkrese.

Okolo výrobně J. stlačeného vzduchu sú rozmiestnené sondy 2 odběru vzorky výbušných zložiek z ovzdušia, ktoré sú napojené cez vedenia 2 vzorky a cez pumpu 2 ^do analyzátorov 2 výbušných zložiek, ktoré sú vybavené výstražnou signalizáciou 2 maximálnej koncentrácie výbušných zložiek zo zdrojov 2 do ovzdušia. Kontrola koncentrácie výbušných zložiek sa uskutočňuje komplexně kontínuálnymi i diskontinuálnymi analyzátormi, pričom na riadenie a rýchle vyhodnocovanie výsledkov analýz móže byt využitý počítač, čo podstatné urýchli operativně zásahy pri ochraně kyslikárne před výbuchom.

Vynález mĎže byť využitý na ochranu kyslikární před výbuchom, ktoré sú umiestnené v prostředí hutnického alebo chemického priemyslu.

Claims (1)

1. Zapojení na ochranu kyslikárne před výbuchom vyznačujúce sa tým, že okolo výrobně (1) stlačeného vzduchu, sú rozmiestnené sondy (2) odběru vzorky výbušných zložiek z ovzdušia, ktoré sú napojené cez vedenie (3) vzorky a cez pumpu (4) do analyzátorov (5) výbušných zložiek, ktoré sú vybavené výstražnou signalizáciou (6) maximálnej koncentrácie výbušných zložiek zo zdrojov (7) do ovzdušia.