Zagrożenia eksploatacyjne instalacji biogazowych

Biogazownia rolnicza
Biogazownia rolnicza
Poldanor

W czasach, gdy zwiększa się ilość biodegradowalnych odpadów organicznych będących źródłem biogazowej energii odnawialnej, ważkim problemem staje się nie tylko ich utylizacja, ale także ochrona zdrowia i życia ludzi oraz przeciwwybuchowa ochrona urządzeń instalacji gazowych. Energetyczne właściwości biogazu wytwarzanego z biomasy odpadów komunalnych, gastronomicznych, rolniczych i oczyszczalnianych w bioreaktorach przemysłowych zespołów gazowych niosą ze sobą wiele zagrożeń.

Biogaz ze względu na swoją wybuchowość przede wszystkim zagraża zdrowiu i życiu ludzi obsługujących instalacje gazowe. Może również powodować eksplozję wybuchów atmosferycznych w instalacjach i urządzeniach biogazowych, wywoływanych zmiennymi parametrami podstawowych składników biogazu, takich jak: metanu (CH4), dwutlenku węgla (CO2), siarkowodoru (H2S), tlenu (O2) i tlenków azotu (NOx), co skutkuje zniszczeniem obiektów instalacji biogazowych. Ponadto istnieje niebezpieczeństwo eksplozji biogazu migrującego z wysypisk komunalnych posadowionych na nieuszczelnionych podłożach ziemnych. Gaz ten może penetrować przez pory warstwy ziemnej nawet na duże odległości. 
 
Rys. 1. przedstawia biogazową eksplozję w podpiwniczeniu budynku. Migrujący biogaz przez warstwę ziemi okrywającej wierzchowinę odpadów komunalnych korpusu wysypiska może również ograniczać dostęp tlenu do korzeni krzewów i roślin, co powoduje ich więdnięcie (rys. 2.).
 
Zakres eksplozyjnej wybuchowości trzech głównych komponentów gazowych: metanu, dwutlenku węgla i tlenu atmosferycznego pokazano na rys. 3. [4]. Biogaz o składzie: 11,5% objętości metanu (CH4), 7,5% dwutlenku węgla (CO2) i 81% powietrza może powodować wybuchy atmosferyczne. Za groźną sytuację wybuchową uznaje się stężenie metanu poniżej 30% objętości, a tlenu (O2) powyżej 3% [2, 6]. W przypadkach, gdy stężenie CH4 dochodzi do ≤ 25%, a O2 ≥ 6% należy wyłączyć instalację sprężarki gazowej, gdyż alarmowa zmiana składu biogazu może doprowadzić do spalania wybuchowego i zniszczenia instalacji.
 
Natomiast biogaz o składzie 55% CH4, 40% CO2 i 5% O2 nie jest wybuchowy. Zakres trzech substancji powodujących zagrożenia wybuchami wynika z rys. 3. Z innych zagrożeń biogazowych wymienia się efekty wzmagające efekt cieplarniany powodowany: CO2, CH4, N2O i CFC. Obecnie szacuje się, że 10% metanu sprzyjającego powstawaniu efektu cieplarnianego pochodzi z wysypisk odpadów komunalnych i biogazowni energetycznych.

Zagrożenia zdrowia i życia personelu 

Instalacje eksploatowane na wysypiskach odpadów w oczyszczalniach ścieków oraz w bioreaktorach fermentacji metanowej odpadów rolniczych i spożywczych mogą zagrażać zdrowiu lub życiu ludzi w różnych sytuacjach. W zamkniętych pomieszczeniach: pompowni, kontroli i regulacji składu gazu może dochodzić do wypierania tlenu z powietrza atmosferycznego przez wzrastające stężenie dwutlenku węgla.

W normalnych warunkach udział tlenowej części w powietrzu atmosferycznym dochodzi do 21% objętości powietrza. Przy spadku tlenu do 17% objętości w powietrzu pomieszczenia instalacji gazowych należy liczyć się z zagrożeniem zdrowia personelu obsługowego. Natomiast przy spadku tlenu poniżej 14% w powietrzu wdychanym powstaje zagrożenie uduszenia. Bezpośrednim powodem uduszenia są wysokie stężenia dwutlenku węgla w powietrzu wdychanym przez operatora instalacji, przy równoczesnym małym stężeniu tlenu.

Stopniowanie zagrożeń wynikających z narastania stężeń CO2 w powietrzu wdychanym przedstawiono w tab. 1.
 
Drugim, toksycznym komponentem biogazu jest siarkowodór (H2S), który poza instalacjami biogazowymi występuje w ściekach komunalnych, w gnojowicy hodowlanej oraz w odpadach wysypisk.

Charakterystyka wybuchów atmosferycznych biogazu 

Podstawowymi komponentami biogazów energetycznych, powodującymi zagrożenia wybuchowe są metan (CH4) i wodór (H2). Parametry ww. wybuchów wg PN-72/E-08110 [10] są następujące:

  • temperatura samozapłonu metanu wynosi 650°C, a wodoru 580°C, przy czym granice wybuchowości mieszanin metanu lub wodoru z powietrzem atmosferycznym, jak poniżej: granica dolna metanu przy 4,9% objętości metanu oraz przy 4% objętości wodoru,
    –granica górna 15,4% objętości metanu i przy 75% objętości wodoru,
  •  przy dolnej granicy wybuchowości biogazu może dochodzić do temperatury samozapłonu,
  • w zakresie pomiędzy dolną i górną granicą wybuchowości, biogaz doprowadzany do temperatury samozapłonu pali się w tzw. atmosferze wybuchowej; poniżej górnej granicy wybuchowości gaz pali się płomieniem; do wywołania zapłonu lub wybuchu biogazu niezbędny jest czynnik inicjujący płomień, np. iskra elektryczna lub mechaniczna albo efekt tarcia metali.
Tabela 2.Wzrost stężeń siarkowodoru w powietrzu wdychanym i jego oddziaływanie na zdrowie i życie
   16.05.2008

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie



Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Zbliża się zima 100-lecia? Z jakim urządzeniem zaoszczędzisz najwięcej »

oszczednosc energii



O czym dowiesz się na międzynarodowym spotkaniu instalatorów »

Czy wiesz, na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora i dostaniesz 500zł »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 



Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
9/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Instalacje PV z magazynami energii
  • - Wentylacja obiektów gastronomicznych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl