بررسی روشهای رهاسازی گاز هیدروژن در واحدهای فرایندی - مطالعه موردی: واحد آزمایشگاهی هیدروژن مایع

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده شیمی و مهندسی دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 دانشجوی دکترای مهندسی شیمی

3 کارشناسی ارشد مهندسی شیمی

4 دانشجوی دکترای شیمی کاربردی

چکیده

رهاسازی گاز هیدروژن در واحدهایی که با هیدروژن سر و کار دارند، سبب بروز خطرات جبران ناپذیر می گردد. با در نظر گرفتن تمهیدات خاصی، امکان کاهش میزان خطرات تا حد قابل توجهی وجود دارد. در این مقاله راه کارهای موثر برای کاهش خطرات ناشی از سیستم رهاسازی گاز هیدروژن در یک واحد آزمایشگاهی تولید هیدروژن مایع مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. ابتدا فلوچارت مربوط به روش تصمیم گیری برای طراحی ایمن بخش رهاسازی گاز هیدروژن ارائه می شود و سپس بر اساس این فلوچارت، روش های مختلف کاهش خطر بحث می شود. دلایل اشتعال گاز هیدروژن رهاسازی شده مطرح می شود و نحوه کاهش احتمال ایجاد جرقه شرح داده می شود. با در نظر گرفتن احتمال بالای ایجاد جرقه در سیستم رهاسازی گاز هیدروژن، قطر مناسب برای لوله رهاسازی هیدروژن جهت جلوگیری از بازگشت شعله به درون لوله رهاسازی تعیین می گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of Methods for Venting the Hydrogen in Process Units -Case Study: Liquid Hydrogen Lab-Unit

نویسندگان [English]

  • Ali Saberimoghaddam 1
  • Mohammad Mahdi Bahri Rasht Abadi 2
  • Zahra Mansoori 3
  • Vahid Khebri 4
  • Ali Nozari 2
چکیده [English]

Venting hydrogen in the process units operating with hydrogen leads to irreparable risks. By applying special considerations, the possibility of taking place risks significantly decreases. In the present work, the effective ways for decreasing the risk of venting hydrogen in a lab-scale liquid hydrogen unit have been discussed as a case study. First, dicision flowchart for safety design of venting hydrogen has been presented and based on the presented flowchart, several solutions for reducing the risks have been considered. Ignition of hydrogen has been studied and the solutions for reducing the risk of explosion have been discussed. In addition, with considering the probability of ignition for hydrogen, appropriate diameter has been evaluated for tube in order to avoid coming back the flame.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrogen
  • safety design
  • hydrogen venting
  • ignition
  • liquid hydrogen
[1] Tchouvelev, A.V; Benard, P; Agranat, V: Cheng,Z.”Detemination of clearance distance for venting of hydrogen storage”; 2005.

[2]V.Molkov.”Hydrogen safety research: state-of-the-art”; proceeding of the 5th international on fire & explosion hazards; 2007; 23-27.

[3] Bennaceur.K and et all." Hydrogen: A future energy carrier!", Gas 25, 2005; no 20.1.

[4] Astbury, G.R; Hawksworth, S.J."Spontaneous ignition of hydrogen leaks:Areviewof postulated mechanisms"; International Journal of Hydrogen Energy, 2007, 32, 2178-2185.

[5] Ordin, P.M." Safety standard for hydrogen and hydrogen systems"; Office of Safety and Mission Assurance, Washington NASA, 2005.

[6]CGA P-28;” OSHA process safety management and EPA risk management plan quidance document of bulk liquid hydrogen supply system”; compressed gas association.INC; fourthe edition; 2014.

[7] Penttila.S;”Design criteria for the NPDGamma liquid hydrogen target vent stack on Bldg MPF-30, in flight path 12 ER20”; 2004.

[8] Molkov, V." Fundamentals of hydrogen safety engineering"; Ventus publishing Aps, 2012.

[9] Beauvais, R; Mayinger.F.M; Strube, G." Hydrogen combustion-safety hazards in hydrogen systems"; University munchen ,federal republic of Germany,1998.

[10] G.R, Astbury; ”Venting of law pressure hydrogen gas, a critique of the literature”; Health and safety laboratory; trans IChemE part B, 2007.

[11] Aspen Hysys Database, Aspen Software version 7.1.

[12] N.Allen;” A Clearly Explained and Illustrated Story About Three Types of Corona Discharge and Their Relationship to Radio Interference”; Hubbell power systems, INC,2004.

[13]T,Orch;” Hazardous process-hazardous gas design”; engineering standards manual ISD 341-2; 2006.

[14] CGA G-5.5;” Hydrogen vent systems”; compressed gas association.INC; third edition; 2014.