plinovi - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/tehnika sigurnosti/plinovi.pdf · •...
TRANSCRIPT
Tehnika sigurnosti
Plinovi
Kategorije plinova
• Štetni: zagušljivi –povećanom prisutnošću čine zrak nepogodnim za disanje
• Toksi čni: otrovni – kratkotrajno ili duže izlaganje
negorivi-netoksični plin gorivi (zapaljivi) plin otrovni plin
Fizikalna svojstva plinova• Gusto ća
• Vlažnost
• Temperatura: hladan plin širi se sporije od vrućeg plina
• Grahamov zakon: brzina difuzije - što je gustoća nekog plina manja, to će brzina širenja tog plina biti veća
– koji plin se najbrže širi i (polako) izlazi iz SVAK OG spremnika?
• Barometarski tlak: manji tlak pogoduje bržoj difuziji plina
• Topljivost: svojstvo razlaganja u vodi
(neka, nama bitna) Kemijska svojstva plinova
• Gorivost – temperatura paljenja
• Eksplozivnost – koncentracija pri kojoj dolazi do detonacije
– koji uvjeti?
Granične vrijednosti izlaganja: SAD – R. Hrvatska
• Threshold Limit Value (TLV) – terminološki odgovara (M DK): Koncentracija plina u atmosferi radnih prostorija kojoj osoba može biti izložena 8 sati dnevno, 5 dana u tjednu bez ikakvih dosad poznatih štetnih posljedica.
• Ceiling Limit – grani čna vrijednost: Maksimalna koncentracija plina kojoj osoba smije biti kratkotrajno izložena (≈ R.H. KDK –kratkotrajno dopustiva konc.)
• Immediately dangerous to life or health (IDLH) – Tren utno opasna po život ili zdravlje: Maksimalna koncentracija plinakoju u slučaju havarije osoba može podnijeti povlačeći se iz ugroženog prostora bez nepovratnih štetnih posljedica po život i zdravlje.
Mjerenje koncentracije plinova
Parts Per Million (PPM) – Najpreciznije mjerenje onečišćivača u atmosferi.
% PPM
1,0 ........................................10.000,1 .....................................… 1.000 ,01 ...................................… 100,001 ..................................… 10,0001 ................................… 1
• Kemijska formula: -• Gusto ća: 1,293 [kg/m3]; (0°C; 1,01 bar)• Izvor: Atmosfera• Karakteristike: bez boje, mirisa i okusa• Čisti zrak na razini mora sadrži:
– Kisik...................... 20,94 %
– Dušik..............…... 78,09 %
– Argon …................ 0,94%
– Ugljikov-dioksid...... 0,03%
ZRAK
ZRAK
Kisik
– Kemijska formula: O2.
– Gusto ća: 1,428 [kg/m3].
– Izvor: atmosfera (???)
• otkud kisik????
– Karakteristike: bez boje (plave boje ukapljen), mirisa i okusa, ne gori i nije eksplozivan
– Napomene:
• element (ne spoj)
• podržava gorenje
• kada se neki drugi plin uvede u atmosferu umjetne sredine kao što je rudnik ili tunel, kisik obično biva istisnut što izaziva gušenje
10
Postotak kisika Efekt• 21% Najlakše disanje
• 19,5% Zakonom propisani minimum (SAD)
• 17% Dublje i ubrzano disanje
• 16,25% Kritični zakonom propisani minimum (SAD)
• 15% Vrtoglavica, šum, ubrzani puls, glavobolja, zamagljeni vid
• 9% Gubitak svijesti
• 6% Koma, klinička smrt– normalan život, uz prilagodbu, moguć do 12%
12
utrošak kisika:• odmor, sjedenje 0,3 do 0,4 dm3/min • hodanje 0,6 do 0,8 „• brzo kretanje i normalan rad 0,8 do 1,2 „• srednje težak fizički rad 1,2 do 1,8 „• težak fizički rad 1,8 do 2,4 „• vrlo težak fizički rad 2,8 do 4,0 „
Dušik
– Kemijska formula: N2.
– Gusto ća: 1,2505 [kg/m3].
– Izvor: atmosfera
– Karakteristike: plin bez boje, okusa i mirisa, teško topiv u vodi, ne gori i nije eksplozivan
– Napomene:
• element (ne spoj)
• ne podržava gorenje!!!
• zagušljiv! (pri povećanoj koncentraciji… kako njegova koncentracija raste u postotku se automatski smanjuje koncentracija kiskika…)
13
14
Dušik
• Nekad se koristio za punjenje žarulja– zašto??
• Tekućina na −195.79 °C– čuvanje čega?
• Punjenje automobilskih i guma na avionima– zašto???
15
Ugljikov -dioksid
– Kemijska formula: CO2
– Gusto ća: 1,9768 [kg/m3]– Ceiling Limit: 1,5% (KDK: 30,000 ppm)– IDLH: 50,000 ppm– MDK: (radno mjesto): 0,5%, (izlazna zrač. struja): 0,75%– Izvor: produkt potpunog sagorijevanja, karbonizacija ugljena– Karakterisitike: bez mirisa i boje, kiselkastog okusa u konc.
iznad 10%– Napomena:
• zagušljiv• u većim količinama djeluje otrovno, pa se u međunarodnoj
klasifikaciji tretira kao otrovni plin• „suhi led” -78 °C
Ugljikov -dioksid• spoj!• gušći od kisika!
– bunari i dna prostorija?• u podzemnim rudnicima pojavljuje se na tri na čina:
– običnim izdvajanjem,– isticanjem tzv. puhačima, – iznenadnim prodorom (izbojem).
• rudnik „Fontau“, Francuska, (1921.) – izbojem CO2 zaplinjeno 34 km podzemnih prostorija (izboj je pomaknup 5.000 t ugljena i 600 t jalovine)
• rudnik ugljena „Ujlak“, Mađarska, (1937.) – izboj 500.000 m3 CO2 i 200 t materijala
• u podzemnim radovima dozvoljen je rad kod 1% CO2, opasnost je kod 4%, kod 10% nastupa nesvjestica i kod 20 do 25% nastupa smrt
Ugljikov monoksid– Kemijska formula: CO– Gusto ća: 0,967 [kg/m3]– Potrebno je 6% O2 da dođe do paljenja– Temp. paljenja: 593o C– Granice eksplozivnosti smjese: 12.5-74%– TLV: 50 ppm (MDK: 30 ppm)– Ceiling Limit: 200 ppm (KDK: 400 ppm)– IDLH: 1500 ppm– Izvor: nepotpuno sagorijevanje, dizel i benzinski motori,
eksplozije, požari…– Karakteristike: bez boje, okusa i mirisa, otrovan i zapaljiv– Djelovanje na organizam : 300 puta brže se veže na
hemoglobin od kisika formirajući karboksilhemoglobin koji sprečava dopremu kisika u stanicu
Ugljikov –monoksid% Zasićenosti krvi
Simptomi
1-10 Nema (svakodnevne količine)
10-20 Napetost uzduž čela, blaga glavobolja
20-30 Glavobolja, pojačani i ubrzani puls
30-40 Teška glavobolja, slabost, mučnina, nesvjestica
40-50 Isto kao gore samo jače izraženo
50-60 Koma 60-80 Smrt
20
• jako otrovan!!!• rudnik „Kakanj” – eksplozija metana (1965.), 128 poginulih radnika • od opekotina i oderotina je poginulo samo 38 radnika, a od ugljičnog
monoksida 90 radnika koji su krenuli van (čuli su eksploziju, u jednom uskopu su ih našli poredane jednog pored drugoga)
Vodik– Kemijska formula: H2
– Gusto ća: 0,09 [kg/m3]– Potrebno je 5% kisika da dođe do paljenja– Granice eksplozivnosti smjese: 4,1-74%– Temperatura paljenja: 554o - 610o C
– Izvor: voda na vatre visokih temperatura, akumulatorsko punjenje
22
Sumporovodik– Kemijska formula: H2S– Gusto ća: 1,5392 [kg/m3]– Temp. paljenja: 371o C– Eksplozivan u koncentracijama 4,3-45,5% – TLV: 10 ppm (MDK: 10 ppm)– Ceiling limit: 15 ppm (KDK: 15 ppm)– IDLH: 300 ppm– Izvor: rastapanje sumpora u vodi u slabo
vjetrenim prostorijama…– Karakteristike: bezbojan, slatkastog okusa, miris
pokvarenih jaja– Djelovanje na organizam : paraliza respiratornog
sustava, djeluje na centralni živčani sustav
Sumporovodik– Izvor: rastapanje sumpora u vodi u slabo
vjetrenim prostorijama…• vulkanski plin• prirodni plin• otopljen u vodi• (bakterijsko) raspadanje organske tvari
– Otrovan, korozivan, zapaljiv i eksplozivan!– Britanci – kao bojni otrov u I.sv ratu
Ugljikovodici• Metan
– Kemijska formula: CH4
– Gusto ća: 0,7168 [kg/m3]– Potrebno je 12,5% O2 da dođe do paljenja
– Granice eksplozivnosti smjese: 5 -14% sadržaja metana
– Temperatura paljenja: 593o-704o C– Izvor: spojevi ugljika u raspadanju u sredini bez prisutnosti kisika (anaerobna
razgradnja organske tvari)
– Karakteristike: bez boje, mirisa i okusa
• Teški ugljikovodici– Etan Propan Butan– C2H6 C3H8 C4H10
– 1,36 2,02 2,6
– 3,0-12,5% 2,12-9,35% 1,86-8,41%
26
• jedan od najopasnijih sastojaka atmosfere u ležištima ugljena, soli i nekih drugih mineralnih sirovina (glina, pri proboju tunela; npr. Karavnke, Chifa-Arbil u Alžiru, u istočnoj Bosni i dr.
• Metan se može pojaviti kao i CO2 :• konstantnom ekshalacijom iz produktivnog sloja, krovinskih i podinskih slojeva,• isticanjem po pojedinim sektorima tzv. „puhači”,• izbojem.
• sustav za vjetrenje se određuje prema konstantnoj ekshalaciji, može se povećati za „puhače” oko 20% ali ne možemo predvidjeti izboje-oni se moraju spriječiti.
• na radilištu ga smije biti do 1%, iznimno 1,5%.
• puno je rjeđi od zraka pa se nakuplja u višim dijelovima prostorije• „metanske trake” – mogu eksplodirati pod izvorom nekog paljenja (iskra od elektr.
energije najčešće, minerski radovi i dr.)
„Nemetanska jama je u kojoj ni u jednoj separatno i protočno provjetravanoj prostoriji nema u jamskom zraku prirodno izdvojenog metana više od 0,1%, a kad se provjetravanje obustavi, koncentracija metana ni nakon 24 sata nije prešla granicu 1%“.
„Pike River”, Novi Zeland (2012)
27
Acetilen– Kemijska formula: C2H2
– Gusto ća: 1,178 [kg/m3]– Granice eksplozivnosti smjese: 2,4-83%– Temperatura paljenja: 305o C– Izvor: zagrijavanje metana u atmosferi s malim
sadržajem kisika
Dušikovi oksidi
– Kemijska formula: NO x (NO2, NO)– Gusto ća: 2,055 [kg/m3]; 1,340 [kg/m3]– TLV (NO2): 1 ppm (MDK: 3 ppm)– Ceiling Limit (NO 2): 3 ppm– IDLH (NO2): 50 ppm– MDK (NO): 25 ppm– Izvor: nusprodukti miniranja, emisija dizel
mehanizacije– Karakteristike: miris spaljenog baruta, u visokim
koncentracijama crvenkasto-smeđe boje– Djelovanje na organizam : stvaraju dušičnu kiselinu
u plućima što uzrokuje neizlječiva plućna oboljenja• otrovni, zapaljivi i eksplozivni
Sumporov – dioksid– Kemijska formula: SO2
– Gusto ća: 2,85 [kg/m3]– Izvor: gorenje sulfidne rude, dizel emisije, požari na
jalovištu– TLV: 5 ppm (MDK: 4 ppm)– Ceiling Limit: 10 ppm– IDLH: 100 ppm– Karakteristike: tžak miris po sumporu– Djelovanje na organizam : jednako kao i dušik-
dioksid (otrovan!)
Dim
• Suspenzija sitnih čvrstih čestica i tekućine u zraku koja nastaje kao posljedica gorenja
• Emisija dizel mehanizacije• Nusprodukt gorenja transportnih traka• Čestice ugljena• Obično su prisutni zagušljivi i otrovni plinovi• Može biti karcinogen