Untuk memastikan bahwa tidak ada lingkungan yang mudah terbakar terbentuk, gas inert sering digunakan. Pengenalan gas inert dalam ruang tertutup disebut inerting. Artikel ini menjelaskan pedoman untuk inerting. Misalnya, membahas:

  • Gas inert yang sering digunakan
  • Berbagai metode untuk membuat sistem menjadi inert
  • Batas keselamatan untuk menghindari mudah terbakar
  • Metode untuk menentukan apakah suatu sistem inert

Para ahli Dinnissen Process Technology siap menjawab semua pertanyaan Anda:

Hubungi Juul Jenneskens 077 467 3555


Gas Inert yang Sering Digunakan

Gas inert tidak bereaksi dengan oksigen atau bahan bakar lainnya. Namun, ini harus ditangani dengan hati-hati, karena beberapa bahan dapat bereaksi dengan uap, karbon dioksida, atau bahkan nitrogen dalam kondisi tertentu. Gas inert yang paling umum digunakan adalah:

  • Nitrogen.
  • Karbon Dioksida.
  • Uap: Uap dengan tekanan lebih dari 3 bar dapat digunakan sebagai gas inert karena kandungan oksigen di dalamnya biasanya dapat diabaikan. Namun, kondensasi harus diperhitungkan. Kondensasi dapat menyebabkan penurunan tekanan, yang dapat menciptakan vakum atau memungkinkan udara masuk.
  • Gas buang: Gas buang yang dihasilkan dari pembakaran dapat digunakan sebagai gas inert dengan syarat ada pengendalian yang cukup terhadap konsentrasi oksigen. Fluktuasi dalam konsentrasi oksigen harus dijaga seminimal mungkin.
  • Gas mulia: Penggunaan gas mulia hanya digunakan dalam aplikasi di mana tidak ada gas inert lain yang dapat digunakan karena biayanya. Helium dapat menguntungkan sebagai gas inert ketika hidrogen digunakan, karena ukuran molekul helium kira-kira sama dengan hidrogen. Ini memudahkan deteksi kebocoran.The influence of the oxygen content on explosive atmospheres is important for inerting. That is why we work with an oxygen limiting concentration (LOC). It is measured by lowering the oxygen concentration and continuing to vary the fuel concentration until no more explosion is detected. The oxygen limit concentration depends on the type of inert gas used, the temperature and the pressure of the system.

Pengaruh kandungan oksigen terhadap atmosfer yang mudah meledak sangat penting untuk inerting. Itulah sebabnya kami bekerja dengan konsentrasi batas oksigen (LOC). Hal ini diukur dengan menurunkan konsentrasi oksigen dan terus mengubah konsentrasi bahan bakar sampai tidak ada lagi ledakan yang terdeteksi. Konsentrasi batas oksigen tergantung pada jenis gas inert yang digunakan, suhu, dan tekanan sistem.

Inertisasi optimal untuk ledakan gas dan uap tercapai ketika begitu banyak gas inert ditambahkan ke campuran yang mudah meledak sehingga rentang ledakan tidak dapat tercapai lagi, terlepas dari jumlah udara atau bahan bakar yang ditambahkan. Ketika atmosfer inert seperti itu kemudian dilepaskan ke udara sekitar, itu tidak lagi menghasilkan atmosfer yang mudah meledak. Berbeda dengan ledakan gas dan uap, konsentrasi debu tidak dapat dikendalikan dengan baik. Oleh karena itu, hanya mungkin untuk bervariasi dengan konsentrasi oksigen dan bukan dengan konsentrasi batas oksigen dan konsentrasi debu.

Ketika zat dan uap bergabung, mereka secara otomatis membentuk campuran hibrida. Konsentrasi batas oksigen dari campuran seperti itu tidak pernah lebih rendah dari nilai terendah dari salah satu zat atau uap. Sangat sulit untuk memprediksi kapan campuran hibrida mudah terbakar. Campuran tersebut masih bisa terbakar, bahkan ketika baik zat maupun uap berada di bawah batas ledakan terendah mereka.

Harus diperhitungkan bahwa beberapa zat, seperti logam, memiliki konsentrasi oksigen terbatas untuk pembakaran, serendah 2% (v / v). Konsentrasi oksigen batas harus ditentukan sesuai dengan yang tercantum dalam EN14034-4. Untuk banyak zat, konsentrasi batas oksigen juga dapat ditemukan dalam literatur, tetapi seringkali tidak disebutkan metode apa yang digunakan.

 

Leidraad voor inertisering_Stikstof.jpg

Nitrogen

Leidraad voor inertisering_Helium.jpg

Gas mulia seperti helium

Metode untuk Menjadikan Sistem Inert

Ada empat metode untuk membuat sistem inert:

  • Fluktuasi tekanan inertial: Dalam metode ini, sistem diberi tekanan dengan gas inert dan kemudian tekanan dilepaskan. Ini diulang hingga konsentrasi oksigen yang diperlukan tercapai. Ini secara logis hanya cocok untuk sistem yang dapat diberi tekanan.
  • Vakum Swing Inertia: Metode ini mengeluarkan sistem dan melepaskan vakum menggunakan gas inert. Ini cocok untuk sistem yang dapat menahan vakum tetapi tidak tekanan, seperti wadah kaca.
  • Inertia aliran-lintas: Metode ini memberi makan gas dan mengeluarkan gas pada saat yang bersamaan, masing-masing di dua titik yang berbeda. Metode ini cocok untuk sistem yang tidak dapat menahan tekanan internal dan eksternal.
  • Inertia pergeseran: Metode ini didasarkan pada perbedaan kepadatan antara gas inert dan udara yang dihilangkan. Ini hanya cocok untuk situasi khusus di mana ada perbedaan besar dalam kepadatan.

Batas Keselamatan untuk Menghindari Mudah Terbakar

Ide di balik membuat suatu proses inert adalah untuk mencegah konsentrasi oksigen di udara menjadi begitu tinggi sehingga menjadi mudah terbakar. Ini memerlukan pengukuran dan penyesuaian kandungan oksigen agar tetap di bawah LOC (konsentrasi batas oksigen), bahkan selama fluktuasi kandungan oksigen selama operasi rutin. Empat jenis konsentrasi oksigen yang harus diperhatikan adalah:

  • Konsentrasi Batas Oksigen (LOC),
  • Konsentrasi Oksigen Maksimum yang Diizinkan (MAOC) di peralatan,
  • Titik Trip (TP): ketika pengontrol proses memberikan titik balik,
  • Titik Set (SP): Titik di mana pengontrol proses mempertahankan konsentrasi oksigen.

Ketika memantau konsentrasi oksigen secara terus-menerus, margin keselamatan setidaknya 2 persen volume di bawah MAOC harus dipertahankan. Kecuali jika MAOC kurang dari 5%, konsentrasi oksigen tidak boleh lebih dari 60% dari MAOC. Sebaliknya, jika konsentrasi oksigen tidak dipantau secara terus-menerus, maka konsentrasi oksigen yang kurang dari 60% dari MAOC harus dipertahankan. Kecuali jika MAOC kurang dari 5%, maka konsentrasi oksigen kurang dari 40% dari MAOC harus dipertahankan. Biasanya MAOC sebesar 5% digunakan untuk produk organik.

Dalam kontrol aliran, penting untuk memastikan bahwa udara tidak dapat masuk selama gangguan proses, bahkan jika hanya terjadi kebocoran kecil. 

Metode untuk Menentukan Apakah Sistem Inert

Ada beberapa metode untuk menentukan apakah suatu sistem inert atau tidak. Metode ini dapat diukur secara langsung dengan sensor oksigen atau dengan metode inferensial di mana tidak ada pengukuran langsung, tetapi konsentrasi oksigen diperoleh dari pengukuran aktual pada waktu yang berbeda atau dengan perhitungan.

Metode "pengukuran oksigen kontinu" termasuk dalam kategori pengukuran langsung. Pengukuran ini dapat dilakukan pada satu titik atau pada beberapa titik. Kondisinya adalah bahwa titik-titik tersebut mewakili sistem yang masih harus dibuat inert. Selain itu, sampel perlu dikondisikan untuk menghilangkan kontaminasi dan bahan lain yang dapat mengganggu alat analisis oksigen. Jika suatu proses bersifat kontinu, pemeliharaan dan kalibrasi sensor juga harus memungkinkan tanpa mengganggu proses.

Metode pengukuran oksigen kontinu memiliki beberapa keuntungan. Ini memberikan pengukuran langsung dari parameter yang sangat penting untuk keselamatan dan kemampuan untuk mengaturnya segera. Selain itu, konsumsi gas inert minimal, karena hanya digunakan saat dibutuhkan. Selain itu, kebocoran dan gangguan proses dapat terdeteksi. Namun, ada juga beberapa kekurangan dari pengukuran oksigen kontinu. Tingkat keselamatan dan integritas sensor oksigen dalam beberapa kasus tidak memadai. Akibatnya, metode kontrol tambahan diperlukan untuk memastikan keselamatan. Terakhir, sensor dapat terkontaminasi dengan bahan proses.

Dalam metode inferensial, ada beberapa varian, yaitu pengukuran oksigen periodik, pengukuran oksigen berturut-turut, kontrol tekanan, dan kontrol aliran.

Dalam pengukuran oksigen periodik, kandungan oksigen di udara diukur beberapa kali dengan bantuan sampel, biasanya dengan meter oksigen portabel. Metode ini digunakan untuk kalibrasi dan memastikan bahwa metode pemurnian benar-benar memberikan tingkat oksigen yang diperlukan. Selain itu, metode ini juga dapat digabungkan dengan metode kontrol lain, seperti kontrol aliran atau tekanan.

Dalam pengukuran oksigen berturut-turut, satu alat analisis oksigen mengambil sejumlah sampel dari peralatan proses dalam urutan yang teratur. Ini akan mendeteksi setiap penyimpangan dari level yang dibutuhkan. Metode ini dapat digunakan untuk mengontrol langsung konsentrasi oksigen.

Kontrol tekanan dilakukan dengan mengukur tekanan dan jumlah fluktuasi. Metode ini diperlukan untuk memastikan bahwa tekanan maksimum dan minimum tercapai dengan setiap ayunan atau siklus. Ini juga harus diikuti dengan pengukuran oksigen periodik untuk menentukan apakah level oksigen yang dibutuhkan tercapai di semua lokasi. Udara inert dapat dipertahankan dengan menciptakan tekanan berlebih, asalkan tidak ada udara yang ditambahkan selama proses. Jika suatu sistem tidak dapat dibuat inert dengan teknik fluktuasi tekanan, teknik aliran dapat digunakan terlebih dahulu. Tekanan berlebih kecil dipertahankan untuk menjaga atmosfer inert.

Dalam kontrol aliran, laju aliran minimum harus dipantau dan dipertahankan selama waktu udara diinertkan. Bahkan setelah udara inert, aliran minimum harus dipantau secara terus-menerus. Keuntungannya adalah kebocoran dapat terdeteksi, tetapi pada saat yang sama, meter aliran dapat terkontaminasi dengan bahan proses yang keluar bersama aliran gas yang dihisap. Selama pemeriksaan ini, penting agar udara tidak dapat masuk selama gangguan proses. Bahkan jika hanya kebocoran kecil. Mereka dapat menjadi bahaya tercekik di area tertutup. Bahkan setelah pemeriksaan aliran, kondisi inert harus dikonfirmasi dengan melakukan pengukuran oksigen periodik selanjutnya.

Leidraad voor inertisering_zuurstof manometer.jpg

Manometer oksigen

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?