Neutralización de gases

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Asunto: Opinión de expertos sobre la implementación segura de "GREEN UP FOG" en la neutralización del ambiente explosivo dentro de grandes tanques de combustible Referencias:

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1) IEC 60079-2011: Atmósferas explosivas: requisitos generales (también Israel Institute Standard 60079-2011)

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2) NFPA 497-2004: Práctica recomendada para la clasificación de líquidos, gases o vapores inflamables y de ubicaciones peligrosas (clasificadas) para instalaciones eléctricas en áreas de procesamiento químico

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1. General

   Para limpiar el lodo de combustible en tanques de combustible grandes, es imprescindible comenzar la operación neutralizando el ambiente explosivo existente dentro del tanque utilizando el agente "GREEN UP FOG", el cual aumenta considerablemente la energía mínima de ignición y el punto de inflamación del gas explosivo y también disminuye el fuerte olor del gas.

 

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Foto 1: Pulverización de "GREEN UP FOG" en un tanque de combustible

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Método

• Se colocan entre seis y ocho unidades de pulverización (como se muestra en la foto 1) dentro del tanque a través de las bocas de inspección del tanque flotante ubicadas en el techo flotante.

• ATodas las unidades están bien interconectadas a tierra.

• El proceso de neutralización requiere una operación de nebulización continua entre 24 y 36 horas.

• Cada unidad está conectada a una bomba de suministro de alta presión. Las bombas se despliegan fuera de la estructura del tanque y están conectadas a tierra.

• Cada boquilla de pulverización de unidad emite entre 10 y 20 litros de agente neutralizante por hora..

• Cada unidad que contiene 5 boquillas de pulverización emite entre 50 y 100 litros/hora de agente neutralizante.

• El número de unidades de pulverización se selecciona de acuerdo con las dimensiones del tanque y las bocas de inspección disponibles en el techo.

• El número de unidades de pulverización se selecciona de acuerdo con las dimensiones del tanque y las bocas de inspección disponibles en el techo.

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Resultados del proceso de nebulización

• El punto de inflamación de la temperatura del gas aumenta a 80-90 ˚C.

• El fuerte olor a combustible es neutralizado.

• Se pueden abrir las bocas de inspección para comenzar la limpieza del tanque.

 

El proceso de nebulización debe continuar durante la limpieza del lodo de combustible, para asegurar una neutralización eficiente de la emisión de gases del lodo potencialmente explosivos.

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Figura 1: Diseño del tanque de techo flotante

 

1. Propósito

   El propósito de esta explicación es determinar que la operación de nebulización del tanque de combustible no crea una amenaza similar a un rayo debido a la generación estática del rociado del agente y la niebla cargada con electricidad estática. Además para definir que la operación de nebulización está reduciendo la zona inflamable de Zona 0 a zona no clasificada.

2. ESD similar a rayo

   IEn principio, pueden producirse descargas de rayos dentro de nubes de polvo/niebla o de nubes de polvo a tierra cuando la intensidad de campo debido a las partículas cargadas es lo suficientemente alta. Tales descargas de rayos han sido observadas en grandes nubes de cenizas durante la erupción de volcanes. Obviamente, son capaces de encender polvos/nieblas inflamables, pero nunca se han observado en nubes de polvo/niebla del tamaño encontrado en operaciones industriales.

   Según investigaciones experimentales, es poco probable que tales descargas ocurran en silos y tanques de un volumen inferior a 60 m3 o en silos de diámetro inferior a 3m y de cualquier altura. Esas dimensiones no son necesariamente los límites superiores seguros; se basan únicamente en el tamaño del equipo en las investigaciones mencionadas anteriormente.

   Es improbable que tales descargas ocurran en silos o tanques más grandes, siempre que la intensidad del campo permanezca por debajo de 500 kV/m.

   El movimiento de gases puros o de una mezcla de gases genera poca, si alguna, electricidad estática, pero si los gases contienen partículas sólidas o líquidas, estas pueden cargarse. En procesos industriales, tales partículas son comunes. Estas pueden deberse a contaminación, como por ejemplo polvo o gotas de agua, pueden ser una fase condensada del gas mismo, tal como nieve de dióxido de carbono, o las gotitas en el vapor húmedo, o pueden ser introducidas deliberadamente, por ejemplo, al rociar "GREEN UP FOG".

   Ejemplos de procesos donde la carga de partículas puede dar lugar a cantidades importantes de carga electrostática incluyen: transferencia neumática de materiales; escape o liberación de cualquier gas comprimido que contenga partículas; liberación de dióxido de carbono licuado; uso de aspiradoras industriales; pintura en aerosol y nebulización.

   Ejemplos de procesos donde la carga de partículas puede dar lugar a cantidades importantes de carga electrostática incluyen: transferencia neumática de materiales; escape o liberación de cualquier gas comprimido que contenga partículas; liberación de dióxido de carbono licuado; uso de aspiradoras industriales; pintura en aerosol y nebulización.

   No es posible evitar la carga electrostática de partículas, pero se puede evitar la ignición ya sea asegurando que la atmósfera no sea inflamable o evitando descargas incendiarias. Las precauciones que se pueden tomar para evitar descargas incendiarias incluyen las siguientes:

   • Asegurarse de que todo el metal y otros objetos conductores estén conectados a tierra;

   • Evitar el uso de materiales altamente no conductores;

   • Reducir las densidades de carga restringiendo las velocidades de flujo o mediante un diseño de boquilla adecuado;

   • Eliminar las partículas.

      

1. Seguridad de pulverización "GREEN UP FOG"

   La operación de pulverización dentro del tanque comienza dentro de la atmósfera explosiva de Zona 0. Ello disminuye gradualmente la naturaleza de inflamabilidad de la neblina de combustible y el gas. Al final del proceso, la clasificación del ambiente inflamable de la merma del tanque según las referencias 1-3 se convierte en "zona no clasificada y no peligrosa". La niebla generada por la pulverización de la "Green up Fog" podría cargarse con electricidad estática, sin embargo, es incapaz de crear una descarga incendiaria según explicó anteriormente y aquí:

   • Todo el metal y otros objetos conductores están conectados a tierra;

   • No existen dentro del tanque materiales altamente no conductores;

   • Reducir las densidades de carga restringiendo las velocidades de flujo o mediante un diseño de boquilla adecuado: no es relevante para el proceso de nebulización (relevante para la transferencia de líquidos y polvo a granel). El diseño de la boquilla de pulverización reduce la cantidad de generación de carga estática.

   • Eliminación de partículas: no es relevante para el proceso de nebulización (relevante para partículas sólidas).

 

1. Conclusiones

   Al final del proceso de nebulización, el punto de inflamación de la temperatura del gas aumenta a 80-90 ˚C y el MIE se vuelve mucho mayor a 5 mJ (no hay información disponible del MIE real). Por lo tanto, el ambiente de gas mezclado con el agente "Green up Fog" se vuelve no inflamable de acuerdo con las referencias 1-3.

   Dado que la única amenaza ESD teórica es una descarga de rayo de las partículas de niebla cargadas, es seguro que dicha descarga no puede ocurrir en el volumen y las características del tanque de combustible (consulte la Sección 3 anterior).

   Por lo tanto, la conclusión es obvia: el uso de "Green up Fog" es seguro con el fin de neutralizar el olor y la inflamabilidad del gas antes y durante la limpieza del lodo de combustible en grandes tanques de combustible con techos flotantes.

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   Atentamente,

    

   Moshe Z. Netzer

   Experto en seguridad y fiabilidad de ESD