Prozesssicherheit und brennbarer Staub
Wenn wir an die Inertisierung/Tankabdeckung eines Prozessbehälters denken, denken wir normalerweise an einen Tank, der eine brennbare Substanz mit einer Dampfschicht darüber enthält. Anschließend wird der Tank mit einem Inertgas gefüllt, wodurch die Verbrennungsgefahr verringert wird. In vielen Fällen handelt es sich jedoch nicht um brennbare Flüssigkeiten oder Dämpfe, sondern lediglich um sehr feinen brennbaren Staub. Jeder, der mit milchfreiem Kaffeeweißer und einem Feuerzeug einen kleinen Brandausbruch erzeugt hat, kann sich vorstellen, dass es zu einem Brand in größerem Ausmaß kommen kann. Weitere Beispiele für die potenziell verheerende Wirkung von Staub bei Bränden oder Explosionen sind Getreidelagersilos, die gelegentlich in den Abendnachrichten gezeigt werden. In diesem Artikel werden wir untersuchen, wie Inertisierung dazu beitragen kann, Brände in Behältern mit brennbaren Stäuben zu verhindern.
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Hintergrund
Ein großer Pharmahersteller im Nordosten der USA verfügte über 12 Mischtrichter, mit denen Komponenten für ein kontrolliertes Medikament kombiniert wurden. Das Medikament würde dann in Kapseln verpackt. Die Mischtrichter waren mit einem Volumen von etwa 25 Gallonen relativ klein, da sie für den Einsatz in kleinen Chargen mit einer großen Anzahl davon im selben Arbeitsraum konzipiert waren. Die Chargen wurden klein gehalten, um das Risiko zu verringern, dass eine Charge aufgrund sehr hoher Qualitätsstandards für das Produkt abgelehnt werden musste.
Hautpflegeprobleme
Die Pulverkomponenten wurden einzeln manuell aus Säcken in jeden Trichter gefüllt. Um dies zu erreichen, öffneten die Bediener die oberen Luken, um den Inhalt des Beutels einzufüllen. Jedes Mal, wenn die Luken geöffnet wurden, füllte sich das Schiff auch mit Luft und stellte aufgrund des vorhandenen Sauerstoffs ein Sicherheitsrisiko dar.
Jeder Behälter war an eine Stickstoffleitung angeschlossen, die den Kopfraum spülte; Allerdings mussten die Bediener wissen, wann der Raum tatsächlich inertisiert war, damit sie den Mischvorgang sicher starten konnten. Die Stickstoffversorgung der Schiffe erfolgte nach einem Zeitmodus, wobei die Zeit so berechnet wurde, dass sie auf der Seite der Sicherheit liegt. Wenn die Inertisierungszeit verkürzt werden könnte, könnte der Prozess beschleunigt und die Produktion gesteigert werden.
Ein weiteres Problem waren die Kosten. Das Produkt wurde in kleinen Chargen in verschiedenen Trichtern gehandhabt, von denen jedoch jeweils 20 gleichzeitig in Betrieb waren, um mit der Produktion Schritt halten zu können. Für jede Einheit ein eigenes Inertisierungssystem zu haben, war wirtschaftlich nicht machbar. Darüber hinaus wurden die Trichter nacheinander gefüllt, sodass nicht alle gleichzeitig inertisiert werden mussten.
Lösung
Die Anlagenbaugruppe des Unternehmens kam zu dem Schluss, dass die effizienteste und sicherste Methode zur Inertisierung darin besteht, den Luftraum auf Sauerstoff zu analysieren und den Stickstofffluss zu stoppen, sobald der gewünschte Wert erreicht ist. Dadurch wurde die Unsicherheit vermieden, genau zu wissen, wann jedes Gefäß inertisiert wurde. Die Tatsache, dass während der aktiven Arbeit nur ein Schiff analysiert werden musste, brachte sie auf die Idee, ein tragbares System zu verwenden, das je nach Bedarf von Schiff zu Schiff bewegt werden kann.
Die Ingenieure von MSA Gas Analysis haben ein vollständiges Inertisierungskontrollsystem vorgeschlagen und entwickelt, das auf einem Edelstahlwagen mit Rädern montiert ist. Der Wagen war mit einem flexiblen Schlauch ausgestattet, der an einen bestimmten Tank angeschlossen werden konnte, um eine Probe zu entnehmen und festzustellen, ob noch Stickstoff in den Behälter gegeben werden musste. Es enthielt auch das Probenaufbereitungspaket, den Sauerstoffsensor und den Analysator. Darüber hinaus war der Wagen mit einer Reihe von Warnleuchten ausgestattet, die den Bediener auf den Zustand des Behälters aufmerksam machten: Rot bedeutete, dass der Inertisierungsprozess nicht abgeschlossen war, und Grün bedeutete, dass die Stickstoffzufuhr abgeschaltet und der Mischvorgang gestartet werden konnte . Außerdem wurden Alarme hinzugefügt, um den Bedienern zusätzliche Warnungen/Informationen bereitzustellen.
Sobald das System betriebsbereit war, öffneten die Bediener das Ventil zur Leitung, die Stickstoff in einen Behälter leitete, füllten ihn mit den gewünschten Produkten aus Beuteln, schlossen die Luke und schlossen den mobilen Analysator an den Trichter an. Wenn der Analysator einen Inertzustand im Behälter anzeigte, schalteten sie den Stickstoff ab, trennten den Analysator und starteten den Mischvorgang.
Es ist wichtig zu betonen, dass die Zeit der offenen Luke, in der der Trichter gefüllt wird, aus Sicht der Verbrennungssicherheit eine der kritischsten Zeiten ist. Während dieser Zeit ist es von entscheidender Bedeutung, den ordnungsgemäßen Stickstofffluss aufrechtzuerhalten, da die Luft ungehindert durch die offene Luke einströmen kann.
Das Anlagenteam berichtete, dass die Amortisationszeit des Systems angesichts der Produktivitätsverbesserung schnell war und in Monaten gemessen wurde, mit den zusätzlichen Vorteilen einer verbesserten Reduzierung des Verbrennungsrisikos. Höhere Produktionseinnahmen und ein sichererer Verbrennungsprozess sind eine großartige Kombination.
Fazit
Der Einsatz eines analysatorbasierten Sauerstoffinertisierungssystems erwies sich für den Kunden als Win-Win-Situation. Dadurch konnten sie in erster Linie sicherstellen, dass das Verbrennungsrisiko stets eingedämmt wurde, indem der Sauerstoffgehalt unter dem erforderlichen Schwellenwert gehalten wurde, um die Möglichkeit einer Verbrennung zu vermeiden. Darüber hinaus erzielte der Kunde eine zusätzliche Verbesserung seiner Produktionsraten und eine schnelle Amortisation der Investitionen in die Ausrüstung.
Der mobile Analysewagen, den unsere Anwendungsingenieure für diesen Kunden entwickelt haben, zeigt den Einfallsreichtum, die Leistungsfähigkeit und den Grad der Anpassung, den MSA bieten kann, um eine kundenorientierte Lösung zu erreichen.
Die Experten für industrielle Prozessanalyse von MSA stehen für eine Vielzahl von Anwendungen zur Verfügung. Wenn Sie Unterstützung benötigen, geben Sie Projektdetails unter an myBacharach.com/GAsurvey und einer unserer Anwendungstechniker bespricht Möglichkeiten zur Optimierung Ihres Prozesses.
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