Artikel ini akan membahas:

  • Metode untuk menentukan konsentrasi oksigen batas dalam awan debu di dalam bejana tertutup
  • Metode untuk menentukan konsentrasi oksigen batas dalam awan debu di bawah kondisi tekanan dan suhu yang telah ditentukan
  • Prosedur yang harus diikuti

Para ahli Dinnissen Process Technology siap menjawab semua pertanyaan Anda:

Hubungi Juul Jenneskens 077 467 3555

Menentukan konsentrasi oksigen batas dalam awan debu di dalam bejana tertutup

Biasanya, bejana yang mampu menahan tekanan ledakan 1 m³ digunakan untuk menentukan konsentrasi oksigen batas. Bejana ini digunakan untuk menentukan tiga hal:

  • tekanan ledakan maksimum,
  • kecepatan maksimum kenaikan tekanan ledakan, yang juga disebut nilai Kst,
  • batas ledakan terendah dari awan debu.

Bejana biasanya berbentuk bola atau silinder dan harus dirancang untuk menahan tekanan lebih dari 20 bar. Selain itu, peralatan ini harus dilengkapi dengan pemutusan listrik atau mekanis jika memungkinkan. Untuk memastikan bahwa bukaan dalam bejana, seperti saluran masuk dan keluar, ditutup dengan benar sebelum memulai prosedur (uji coba). Selain itu, peralatan juga harus dirancang sedemikian rupa sehingga tekanan sisa di dalam bejana dapat dilepaskan.

Bepaling van zuurstofgrensconcentratie_Kst waarden.jpg

Nilai konsentrasi oksigen

Menentukan konsentrasi oksigen batas dalam awan debu di bawah kondisi yang telah ditentukan

Sistem penyebaran debu bekerja sebagai berikut. Debu yang akan disebarkan di bagian atas sistem ditempatkan dalam wadah debu besar dengan volume 5,4 dm³, dengan rasio aspek 3:1. Wadah debu ini memiliki saluran keluar tempat debu meninggalkan wadah. Saluran keluar ini ditutup oleh katup yang dapat terbuka dengan cepat dan diaktifkan oleh jet cap. Segel berbentuk cincin kecil. Cincin ini dihancurkan dengan menembakkan jet cap, dan katup terbuka karena tekanan dalam wadah debu. Katup dirancang untuk terbuka dalam waktu kurang dari 10 milidetik dan dihubungkan ke sisi bejana ledakan. Untuk menyebarkan debu, pipa semprot berbentuk setengah lingkaran dipasang di bagian dalam bejana ledakan, mengikuti bentuk dindingnya. Pipa semprot ini memiliki 13 lubang dengan diameter masing-masing 6 milimeter.

Sumber pengapian dalam sistem distribusi debu terdiri dari dua penyulut piroteknik yang diaktifkan secara elektrik, masing-masing dengan energi pengapian 5 kJ. Penyulut ini ditempatkan berlawanan arah di tengah bejana ledakan. Penyulut dinyalakan dalam waktu kurang dari 10 milidetik oleh kepala sekering listrik.

Sistem pengukuran tekanan setidaknya memiliki dua sensor tekanan dan perangkat perekam. Sistem ini memiliki akurasi sekitar 0,1 bar dan resolusi waktu 1 milidetik. Sistem yang digunakan untuk mengukur konsentrasi oksigen memiliki akurasi sekitar 0,1% (v/v).

Bepaling van zuurstofgrensconcentratie_Stof explosie voorwaarden.jpg

Syarat konsentrasi oksigen untuk ledakan debu

Pada langkah berikutnya, bejana diisi dengan campuran gas inert dan udara dengan kadar oksigen yang diinginkan. Kadar oksigen tersebut harus diperiksa menggunakan penganalisis oksigen.

Prosedur Konsentrasi Oksigen Batas

Konsentrasi oksigen batas (LOC) ditentukan dengan meningkatkan rasio gas inert terhadap udara secara bertahap dan memvariasikannya dengan konsentrasi debu. Hal ini akan menurunkan konsentrasi oksigen hingga mencapai tingkat di mana ledakan tidak dapat lagi terjadi. Konsentrasi oksigen batas tidak hanya bergantung pada jenis zat, tetapi juga pada jenis gas inert yang digunakan. Agar konsentrasi oksigen dalam bejana berada pada nilai yang benar pada saat pengapian, pendekatan berikut diperlukan.

Bejana diisi dengan campuran gas inert dan udara dengan kadar oksigen yang diinginkan. Kadar oksigen tersebut harus diperiksa menggunakan penganalisis oksigen. Untuk pengukuran berurutan dengan konsentrasi oksigen nominal yang sama, konsentrasi oksigen harus berada dalam rentang sekitar 0,3% V/V dari nilai nominal.

Selanjutnya, jumlah debu yang diperlukan ditempatkan dalam wadah debu. Wadah ini tidak boleh terisi lebih dari tiga perempat penuh agar tekanan tetap optimal. Jika hal ini tidak memungkinkan, dua sistem penyebaran dengan wadah debu 5,4 dm³ harus digunakan secara paralel. Tangki ini dapat diberi tekanan dengan campuran udara dan gas inert dengan konsentrasi oksigen nominal yang sama seperti dalam bejana, atau hanya dengan udara saja. Dalam kedua kasus, tekanan dapat ditingkatkan hingga 20 bar.

Waktu antara awal pelepasan debu dan aktivasi sumber pengapian, yang juga disebut sebagai penundaan pengapian, adalah 0,6 ± 0,01 detik. Selain itu, tekanan dicatat sebagai fungsi waktu. Dari kurva tekanan-waktu, tekanan ledakan (Pex) dan laju kenaikan tekanan ledakan (dp/dt) kemudian dapat ditentukan.

Maksimum penyimpangan yang diperbolehkan terkait dengan dp/dtmax adalah sebagai berikut:

dp/dtmax          bar · s-1Deviasi relatif
< 50± 30
>50 tot 100± 20
>100 tot 200± 12
>200± 10

Pada akhirnya, pengapian debu dan ledakan terjadi ketika tekanan berlebih yang terukur dibandingkan dengan tekanan awal (p1) mencapai 0,3 bar.

Setelah setiap pengujian, bejana ledakan harus dibersihkan, dan baik peralatan uji maupun prosedurnya harus diperiksa serta dikontrol setiap 12 bulan atau setelah perbaikan besar.

Juul Jenneskens

Nama: Juul Jenneskens
Penasihat

Jangan ragu untuk menghubungi kami jika Anda memiliki pertanyaan mengenai topik ini. Saya dan rekan-rekan saya siap membantu Anda!

Hubungi Juul Jenneskens 077 467 3555 [email protected]

Apakah Anda ingin meminta konsultasi langsung?