Awaryjna wymiana zaworów w zbiornikach zawierających chlor lub amoniak

  Wzrost gospodarczy sprzyja zwiększonemu zapotrzebowaniu na związki chemiczne wykorzystanie w procesach technologicznych. Wiąże się to z koniecznością ich transportu,  magazynowania i przetwarzania. Na szczególną uwagę zasługują substancje posiadające właściwości toksyczne, np. chlor lub amoniak. Transport i magazynowanie tych substancji odbywa się najczęściej w zbiornikach ciśnieniowych o różnej pojemności. 
Szczególny przypadek stanowią sytuacje, w których z różnych przyczyn uszkodzeniu ulegają zawory butli zawierających chlor lub amoniak. Jeżeli takimi substancjami są gazy skroplone to wymiana zaworu wiąże się z zagrożeniem powodowanym  przez energię ciśnienia gazu i ze znaczącą emisją substancji.
  W celu przeprowadzenia bezpiecznego procesu opróżniania uszkodzonych zbiorników Zakładowa Straż Pożarna Grypy Azoty PUŁAWY opracowała metodę wymiany uszkodzonych zaworów w butlach zawierających wymienione substancje. 
  Metoda polega na obniżeniu temperatury magazynowanych związków poniżej ich temperatury wrzenia. W wyniku tego proces nastąpi obniżenie ciśnienia w schładzanym zbiorniku do ciśnienia zbliżonego bliskiego ciśnieniu atmosferycznemu.
  Proponowane rozwiązanie dotyczy zbiorników w stosunku do których względy techniczne pozwalają na obniżenie temperatury (wielkość zbiornika, jego lokalizacja, przeznaczenie technologiczne). Najczęściej będą to butle lub beczki zawierające od kilkudziesięciu do kilkuset kilogramów substancji niebezpiecznej (rys 1).
Rys.1 Beczki i butle z chlorem

  W celu obniżenia temperatury zbiorników zawierających chlor lub amoniak rekomenduje się zastosowanie stałego dwutlenku węgla. Temperatura sublimacji CO₂ wynosi -78,9℃ (rys.2). Z kolei temperatura wrzenia chloru i amoniaku wynosi nieco poniżej -33℃.

Rys.2 Butle z chlorem schładzane suchym lodem
 
  Proces obniżania temperatury magazynowanej substancji możemy przeprowadzić w przygotowanym wcześniej pojemniku osłonowym. Oczywiście wielkość pojemnika uzależniona jest od typu i rodzaju uszkodzonego zbiornika. Zakładowa Straż Pożarna w Puławach proces wymiany uszkodzonych zaworów wykonała w butlach zawierających ok. 50 dm³ chloru. Pojemnik osłonowy w postaci drewnianej skrzyni, wyłożony wełna mineralną został wykonany we własnym warsztacie. Wełna mineralna ma na celu zapewnienie izolacji termicznej zmniejszającej szybkość sublimacji CO₂ (rys. 3).

Rys.3 Drewniana skrzynia wyłożona wełna mineralną przystosowana do schładzania butli

  Pojemnik powinien być ustawiony w miejscu dobrze wentylowanym, najlepiej na otwartej przestrzeni, nie narażony na oddziaływanie wysokiej temperatury i promieniowania słonecznego.
  Z doświadczeń Zakładowej Straży Pożarnej wynika, że czas potrzebny do schłodzenia butli z chlorem o pojemności 50 dm³ do temperatury minus 50℃  wynosi ok. 30 godzin. Pomiar temperatury płaszcza butli wykonany został pirometrem.

Rys.4 Klucz do zaworów oraz uchwyt do stabilizacji butli

  Bezpieczne wykonanie wymiany zaworów związane jest z koniecznością posiadania odpowiednich rozmiarów klucza, uchwytu do stabilizacji butli (lub beczki) (rys. 4) oraz nowego zaworu (rys. 5 i 6).
Rys.5 Uszkodzony i nowy zawór chloru

  Na szczegółowe zapoznanie się z procedurą wymiany uszkodzonych zaworów oraz udział w ćwiczeniach praktycznych zapraszamy na szkolenia organizowane przez CERGA.
Rys.6 Wymiana zaworu w butli z chlorem


  Środki bezpieczeństwa
Podczas wykonywania czynności polegających na wymianie zaworów w zbiornikach zawierających chlor lub amoniak należy zastosować następujące środki bezpieczeństwa:
  1. Samochody oraz ratownicy nie biorący udziału w wymianie zaworu pozostają po stronie nawietrznej w stosunku do miejsca lokalizacji zbiornika.
  2. Od strony zawietrznej uszkodzonego zbiornika, prostopadle do kierunku wiatru ustawiamy działko przenośne. W momencie niekontrolowanego wypływu, na fazę gazową uwolnionej substancji podajemy prąd wody.
  3. Ratownicy wykonujący wymianę zaworu w zbiorniku zawierającym substancje niebezpieczne powinni być wyposażeni w aparaty powietrzne. 
  4. Należy zapewnić ratowników pozostających w stałej gotowości do wejścia w strefę zagrożoną emisją wyposażonych w aparat powietrzny i ubranie gazoszczelne (ubranie pozostaje otwarte).
  5. Rozwinąć linię gaśniczą zakończoną prądownicą wodną w celu ochrony ratowników wchodzących w ewentualną strefę skażoną.
  6. Należy przygotować plan awaryjny uwzględniający możliwość utylizacji skroplonego gazu  na wypadek braku możliwości prawidłowego zamontowania nowego zaworu.  
  Opracowana metoda została sprawdzona podczas prowadzonych działań ratowniczych z udziałem butli z chlorem.