D-S Sikkerhedsudstyr – Forbrænding af gasser og dampe
Kemiske processer, risici og sikkerhedsstandarder
Forbrænding af organiske kemiske forbindelser – især gasser og dampe – er en væsentlig proces i industrien, men indebærer også eksplosionsfare og sundhedsrisici. Her får du et overblik over, hvordan forbrændingen foregår, hvilke gasser der er involveret, og hvordan man sikrer sig mod farlige koncentrationer.
Hvad er forbrænding?
Forbrænding er en kemisk reaktion, hvor ilt (O₂) fra atmosfæren reagerer med et brændbart stof og danner varme, lys og forbrændingsprodukter. De fleste organiske forbindelser – især kulbrinter – kan brænde, og reaktionen bliver kraftigere, jo mere energi der er lagret i molekylerne.
Kulbrinter: opbygning og egenskaber
Hvad er kulbrinter?
Kulbrinter er organiske forbindelser, som udelukkende består af kulstof (C) og brint (H). De er hovedbestanddelen i råolie og naturgas og opdeles i forskellige grupper baseret på deres molekylære struktur.
Eksempler på de første 10 alkaner
| Kemisk formel | Navn | Aggregattilstand |
|---|---|---|
| CH₄ | Metan | Gas |
| C₂H₆ | Ethan | Gas |
| C₃H₈ | Propan | Gas |
| C₄H₁₀ | Butan | Gas |
| C₅H₁₂ | Pentan | Væske |
| C₆H₁₄ | Hexan | Væske |
| C₇H₁₆ | Heptan | Væske |
| C₈H₁₈ | Oktan | Væske |
| C₉H₂₀ | Nonan | Væske |
| C₁₀H₂₂ | Decan | Væske |
Andre kulbrintetyper
- Alkener (f.eks. ethylen og propylen) indeholder dobbeltbindinger og har højere energiindhold, hvilket giver en varmere forbrænding.
- Alkyner (f.eks. acetylen) har tredobbelte bindinger og anvendes bl.a. til metalsvejsning.
- Aromatiske kulbrinter (f.eks. benzen) har ringformede strukturer og brænder med en røgfyldt flamme pga. lavt brintindhold.
Ufuldstændig forbrænding og farlige biprodukter
Ved fuldstændig forbrænding dannes kuldioxid (CO₂) og vanddamp. Men hvis der ikke er nok ilt til stede, dannes også kulilte (CO), som er en yderst giftig gas. Komplekse forbindelser med f.eks. svovl, klor eller fluor kan afgive stoffer som svovldioxid (SO₂) og hydrogenchlorid (HCl) ved forbrænding.
Forbrændingsrisici i industrien
Eksplosionsfare ved brandfarlige gasser og dampe
Industrielle miljøer – især inden for petrokemi og raffinering – arbejder ofte med blandinger af brændbare gasser og dampe. Her er risikoen for eksplosion høj, især ved vedligeholdelse og nedlukning.
Fraktionering og krakning
Råolie opdeles gennem:
- Fraktioneret destillation, hvor komponenter adskilles efter kogepunkt.
- Krakning, hvor store kulbrintemolekyler spaltes til mindre, anvendelige forbindelser.
Inertisering: forebyggelse af eksplosioner
Sådan fungerer inertisering
Inertisering er en sikkerhedsprocedure, hvor man bruger nitrogen til at fortrænge brændbare gasser og dermed undgå eksplosive blandinger. Processen foregår i to trin:
- Udskiftning af kulbrintegas med nitrogen.
- Udskiftning af nitrogen med atmosfærisk luft.
Dette bruges bl.a. ved rengøring og inspektion af tanke og rørledninger.
Overvågning med gasdetektorer
Crowcon tilbyder specialiserede gasdetektorer, der overvåger hele inertiseringsprocessen og sikrer, at farlige koncentrationer ikke opstår.
LEL: nedre eksplosionsgrænse og standarder
Hvad er LEL?
LEL (Lower Explosive Limit) angiver den laveste koncentration af en brandfarlig gas eller damp i luft, hvor den kan antændes. Gasdetektionsudstyr skal kunne opdage gasser, før denne grænse nås.
Internationale standarder for LEL
De to mest anvendte standarder er:
- ISO 10156 – benyttes bl.a. i USA.
- IEC 60079-20-1 / EN 60079 / EN 61779 – anvendes i EU og ATEX-zoner.
Disse standarder har mindre forskelle i målemetoder og LEL-værdier, som kan have indflydelse på kalibrering af gasdetektorer.
Sammenligning af LEL-værdier i ISO og IEC
Eksempel:
- Metan
- ISO10156: 100 % LEL = 5,0 % vol
- IEC60079: 100 % LEL = 4,4 % vol
Dette betyder, at 50 % LEL ifølge IEC svarer til 2,2 % vol, mens det i ISO svarer til 2,5 %. Forkert kalibrering kan give op til 13,6 % målefejl – og dermed udgøre en sikkerhedsrisiko.
Alarmgrænser for brandfarlige gasser
Typiske alarmniveauer i industrielle gasdetektionssystemer:
- Alarmniveau 1: 10–20 % LEL (forvarsling)
- Alarmniveau 2: 40 % LEL (kritisk niveau)
- Alarmniveau 3: 100 % LEL (umiddelbar eksplosionsfare)
