Primárna protivýbuchová ochrana

 

Nebezpečenstvo výbuchu hrozí ak sú splnené základné predpoklady:

 

 

Ak vylúčime jeden z týchto štyroch základných predpokladov vytvárania nebezpečnej koncentrácie, potom vylúčime nebezpečenstvo výbuchu.

 

4.1 Vylúčenie priestoru, v ktorom sa môže vytvárať nebezpečná koncentrácia, prípadne oddelenie horľavej látky od oxidačného prostriedku

 

Tieto metódy je možné použiť pri horľavých kvapalinách. Ak nebude nad hladinou voľný priestor, nemá sa kde vytvárať výbušná koncentrácia pár – ako príklad možno uviesť nasledujúce spôsoby  riešenia:

 

a) Skladovanie pod alebo nad vrstvou ochrannej kvapaliny.

Zariadenie, resp. nádrže, v ktorej sú horľavé kvapaliny  pod alebo nad vrstvou vody pozri obr. 4.1.. Toto riešenie má obmedzené použitie, pretože musia byť splnené dve podmienky:

 

 

pozície na obr. 4.1. znamenajú:

 

5 a 9 prívody s blokovaním

 

 

Systém funguje tak, že sa voda  do nádrže dostáva pod vyšším tlakom ako je tlak nasýtených pár danej horľavej kvapaliny. Preto nie je možné, aby sa nad hornou hladinou vytvárala vrstva pár horľavej kvapaliny.

V prípade, že je splnená ešte ďalšia podmienka, a to, že hustota horľavej kvapaliny je väčšia ako hustota vody, je možné chrániť horľavú kvapalinu pod vrstvou vody. Napr. sírouhlík má nízky bod varu 46 ºC , nízku teplotu vznietenia 102 ºC, nízku hodnotu minimálnej iniciačnej energie 0,009 mJ a je jedovatý (MAK 20). Tiež pri úniku sirouhlíka napr. netesnosťou sa zachytáva do nádoby s vodou. Rozliaty sirouhlík sa najprv preleje vodou a potom nasledujú ďalšie opatrenia.

Ochranné kvapaliny sa s úspechom používajú pri samovznietivých prachoch napr. voda alebo alkoholy pri pyroforických  kovových práškoch. Pri voľbe kvapaliny je nutné dať pozor, pretože množstvo kovových prachov s týmito kvapalinami reagujú a vyvíja sa vodík!

 

b) Nádrže s „plávajúcim vekom“ alebo s „pontónovým vekom“.

Plávajúce veko je kruhový disk z oceľového plechu hrúbky 2 až 5 mm. Aby veko plávalo na hladine, je rozdelené priehradkami na niekoľko sekcii vyplnených vzduchom. Priemer plávajúceho veka je menší než priemer nádrže a umožňuje resp. zaisťuje spoľahlivú hermetizáciu i pri pohyboch veka hore a dole.

 

c) Nádrže z pogumovanej tkaniny.

Nádrž je úplne naplnená kvapalinou. Stena nádrže sa „skladá“ v závislosti na množstve horľavej kvapaliny v nádrži, t.j. stupeň naplnenia, ako „harmonika“.

 

d) Použitie peny, emulzií a dutých mikroguličiek.

Musia byť splnené podmienky, že horľavá kvapalina nesmie s ochrannou vrstvou reagovať, nesmie  ju rozpúšťať a musí mať väčšiu hustotu ako ochranná vrstva. Pre dosiahnutie hermetizácie musí mať vrstva určitú potrebnú hrúbku. Duté mikroguličky o rozmeroch 10 až 120 mikrometrov sa vyrábajú napr. z fenolformaldehydových živíc. Pre ochranu s objemom nádrže benzínu  100 m3 je potrebné cca 36 kg mikroguličiek.

 

4.2 Ovplyvnenie horľavej látky (odstránenie, nahradenie menej horľavej alebo nebezpečnej  koncentrácie)

 

4.2.1 Plyny a pary horľavej kvapaliny

 

Vylúčiť nebezpečenstvo výbuchu je možné odstránením horľavej látky resp. jej náhradou, látkou nehorľavou alebo aspoň látkou menej horľavou. Táto náhrada prirodzene nie je možná v prípadoch, ak látku používame z dôvodov jej chemického zloženia. Ak je látka použitá pre svoje fyzikálne vlastnosti ako pomocný prostriedok, je možné  ju (skoro vždy) nahradiť bezpečnou látkou podobných vlastností. Ak sa používa horľavý plyn  ako vytvrdzovací alebo prepravný prostriedok, je možná jeho náhrada napr. vzduchom, dusíkom alebo oxidom uhličitým. Ak ide o použitie horľavých kvapalín napr. ako rozpúšťadiel, nie je vždy nutné siahnuť po benzíne, éteri alebo alkohole, ale je možné najprv vyskúšať nehorľavé halogénované uhľovodíky alebo saponáty. Pritom je nutné dbať na to, aby v dlskedjz tehti náhrady nevzniklo nebezpečie iného druhu. Napr. náhradou za ľahký benzín bolo mnohokrát doporučované použitie halogenovaného uhľovodíka o podobnom bode varu. Pri použití jedovatého chloridu uhličitého došlo k niekoľkým nešťastiam. Ako výhodnejšia náhrada sa potom ukázalo použitie vysokovriacich frakcií benzínu s vysokým bodom vzplanutia. Ak sa horľavá látka nedá odstrániť alebo nahradiť menej horľavou látkou je možné  jej koncentráciu znížiť  vetraním na bezpečnú medzu. To je pod nebezpečnú koncentráciu. Prirodzeným vetraním  možno dosiahnuť výmenu vzduchu v miestnosti raz za hodinu. To znamená, že raz za hodinu sa tu vymení vzduch. Koeficient výmeny vzduchu je teda n = 1 . h-1. V pivničných priestoroch je z dôvodu menšej konvekcie možné uvažovať n = 4 . h-1. Prídavnými otvormi možno tieto hodnoty cca zdvojnásobiť.

 

V ideálnom prípade, ak poznáme unikajúce množstvo horľavej látky za jednotku času a za predpokladu, že sa horľavé plyny a pary horľavej kvapaliny rovnomerne miešajú so vzduchom (majú hustotu rovnakú alebo len málo odlišnú od hustoty vzduchu), je možné potom vypočítať priemernú koncentráciu v miestnosti:

 

                                                   C = åQm/n.V

 

kde:

        c        -  priemerná koncentrácia horľavej látky [g.m-3]

        åQm – celkové množstvo unikajúcich horľavých látok do miestnosti [g.h-1]

        n        - koeficient výmeny vzduchu [h-1]

        V       -  objem miestnosti [m3]

      

 

Obyčajne tomu tak nie je a je nutné uvažovať o prúdení v priestore. Hlavne pri plynoch a parách, ktoré sú ťažšie ako vzduch je nutné zistiť, či prirodzené vetranie stačí a či  sa lokálne nevytvára nebezpečné množstvo výbušnej atmosféry. Väčšinou  nestačí prirodzené vetranie, ako opatrenie proti vzniku nebezpečného množstva výbušnej atmosféry.

Technické (umelé) vetranie umožňuje naproti prirodzenému vetraniu väčší prísun vzduchu a to s cieľom s usmerňovaním do miest chráneného priestoru, kde je to najvhodnejšie. Účinnosť  usmernenia je nutné dokázať (usmerňovacími plechmi, umiestnenie otvoru alebo kanála s prívodom vzduchu, účinnosť ventilátora).

Vhodnejším riešením je odsávanie nebezpečnej látky. Saciu trubicu je nutné umiestniť pokiaľ možno do miesta vzniku alebo úniku horľavej látky. Z hygienických dôvodov nesmie nikdy unikajúci a odsávaný plyn, pary horľavej kvapaliny alebo prach prúdiť okolo obsluhy, napr. pary z otvorenej vane s  horľavou kvapalinou, pri ktorých pracuje obsluha je nutné odsávať po obvode na hladine nádrže a nie nad nádržou. Ak je odsávanie z miesta úniku alebo vzniku nevhodné z dôvodu veľkého počtu miest, potom je možné použiť odsávanie celého priestoru. Ťažké pary je nutné odsávať zo spodnej časti priestoru, ľahké a teplom nadľahčené pary, potom z hornej časti priestoru. Odsatý vzduch z miestneho alebo celkového odsávania je  nahradené prisávaním čerstvého vzduchu. Potrebné množstvo odsávaného resp. prisávaného vzduchu sa stanoví na základe množstva unikajúcej alebo vznikajúcej horľavej látky.

 

                                                        

 

kde:

         Q         potrebné množstvo prisávaného vzduchu  [m3.h-1]

          Qm,i    celkové množstvo všetkých horľavých látok unikajúcich alebo vznikajúcich

                     v danom priestore (miestnosti) [g.h-1]

          cdov     prípustná koncentrácia látok vo vzduchu  [g.m-3]

          co        koncentrácia horľavých látok na čerstvom vzduchu [g.m-3]

 

Nevyhnutnou súčasťou odsávania je zneškodnenie odsávaného množstva. Voľne rozptýliť do atmosféry je možné iba malé množstvo, pokiaľ to nie je z hygienických dôvodov zakázané. Avšak i pri rozptýlení veľmi nízkych koncentrácií je nutná opatrnosť. Odsávacie trubice nesmú ústiť v blízkosti otvoru (okna) pretože by mohla byť látka nasávaná späť do miestnosti.

Zvláštnu opatrnosť je treba v blízkosti nasávajúceho potrubia pre zariadenie na delenie (rozklad) vzduchu. Tu sú už stopy kondenzovaných plynov alebo pár nebezpečné, ak sa dostanú do styku s tekutým kyslíkom.

Pri vyšších koncentráciách musia byť odsávané plyny spaľované. K tomu slúži tzv. „fakľa“ , t.j. koncový atmosferický horák vybavený pomocným plameňovým horákom, umožňujúci regulovanie vyhorievania zostatkových horľavých plynov.

Pary sa viažu na adsorbčnom zariadení a môžu sa odtiaľ dopraviť k novému použitiu. Najpoužívanejšie sorbenty sú aktívne uhlie a silikagel. Z týchto adsobčných prostriedkov je možné naadsorbované pary odstrániť vodnou parou. Po vysušení vzduchom je adsorbčné zariadenie opäť pripravené k ďalšiemu použitiu. Tieto zariadenia sú dokonalé a pracujú spoľahlivo.

Prachy sa odlučujú v odlučovačoch prachu (filtre vzduchu). Tieto môžu byť rôznej konštrukcie (mokré, suché, elektrofiltre).