Важлива галузь, в якій не обійтися без азота – це зберігання та транспортування гарячих рідин.
Засіб підвищення безпеки при тривалому зберіганні горючих середовищ повинен відповідати таким вимогам:
1. Нетоксичність під час використання.
2. Відносну дешевизну при виробництві у великих масштабах.
3. Зручності застосування.
4. Відсутності експлуатаційних недоліків (наприклад, потреби у більш дорогих конструкціях пристроїв).
Азот найбільш повно задовольняє поставленим вимогам – він недефіцитний, не виставляє особливих вимог до пристроїв, що його використовують, і не погіршує екологічні параметри довкілля. Ці переваги використовуються для зберігання та перевезення нехарчових матеріалів підвищеної небезпеки.
У процесі тривалого зберігання небезпечними факторами є:
• Важкоконтрольовані коливання температур та параметрів відносної вологості у приміщеннях;
• Необхідність оперативної локалізації надзвичайної ситуації, наприклад, при раптовій розгерметизації ємностей;
• Суттєві капітальні витрати на обладнання відповідних складів.
У разі транспортування горючих середовищ на значні відстані ситуація ускладнюється впливом механічних факторів, наприклад, вібрацій резервуарів або балонів. Зменшити вібрації конструктивними способами іноді або важко, або нездійсненно.
Основні технологічні труднощі при тривалому зберіганні легкозаймистих рідких або газоподібних середовищ
Найчастіше у процесі транспортування зазначених середовищ відбуваються такі інциденти:
1. Взаємодія горючої речовини з киснем повітря, внаслідок чого починається швидка окисно-відновна реакція, яка, залежно від властивостей речовини, що перевозиться, може призвести або до горіння, або до вибуху. При цьому процес горіння набуває неконтрольованого характеру, оскільки зазначені фактори лише провокують його подальший розвиток.
2. Отруєння довкілля продуктами даних реакцій. Зокрема, при горінні природного газу може значно збільшитися температура, а вуглекислий газ, що виділяється, може стати причиною задухи. Можливі й важчі наслідки.
3. При розгерметизації радіоактивних речовин зазвичай виникає біологічне зараження людей та місцевості, ліквідувати яке неможливо.
4. Наявність водяної пари (які завжди присутні в повітрі) сприяє початку активного самозаймання деяких речовин (наприклад, лужних металів – натрію або калію, карбіду кальцію та ін.).
У більшості з перерахованих вище ситуацій важливою обставиною, що негативно впливає на безпеку, є підвищені температури, які змушують у всіх процесах транспортування та зберігання використовувати джерела знижених температур. Але механічні способи досягнення цього – наприклад, кондиціювання – для цих цілей непридатні, оскільки містять електричні ланцюги і контакторні пристрої реле і датчиків. Періодично вмикаючись та вимикаючись, вони сприяють появі короткочасних електромагнітних імпульсів, іскор та інших факторів, які тільки збільшують небезпеку займання або вибуху.
Таким чином, найбільш надійним способом забезпечення безпечних умов збереження небезпечних та токсичних речовин є застосування нейтральних у фізичному сенсі (і інертних – у хімічному) речовин. В силу малої собівартості виробництва такою речовиною і є азот.
Вперше необхідні властивості азоту були доведені експериментами Фріца Хабера і Карла Боша в 1909 року, щодо процесів синтезу аміаку. У ході дослідів було виявлено, що в присутності азоту, що виділяється, хімічні процеси протікають повільніше, і краще управляються. Разом з тим продуктивність самого синтезу при цьому знизилася, тому про азот як каталізатор забули. Однак для забезпечення безпеки транспортування та зберігання цей інертний газ виявився потрібним. У 1928 році азот вперше був застосований як регенеративний каталізатор процесів, які можуть бути викликані розкладанням компонентів складних хімічних речовин. Цю властивість азоту було досліджено німецьким хіміком Ортофлоу.
Суть регенеративної каталізації за допомогою азоту полягає в тому, що наявність інертного газу в об’ємі, що транспортується або зберігається, виключає виникнення ендотермічних або екзотермічних реакцій, які виникають у разі перемішування окремих шарів газу або рідини. Таке перемішування практично завжди відбувається в процесі перевезення (явище рідкого тертя), і ймовірно при зберіганні (наприклад, як наслідок розшарування компонентів середовища). У процесі тертя шару про шар їх температура збільшується, що з огляду на велике значення коефіцієнта температурного розширення може призводити або до вибуху, або до різкого підвищення температури в замкнутому обсязі. Наявність азоту різко знижує інтенсивність цих процесів та забезпечує стабільність хімічного та фізичного стану потенційно небезпечного середовища.
Цікаві факти щодо практики застосування азоту для підвищення пожежної безпеки
1. У 2010 році компанією Вагнер Austria GmbH була розроблена, всебічно досліджена та впроваджена в практику унікальна система OxyReduct, яка запобігає пожежі у складах, де зберігаються легкозаймисті або гарячі речовини. Суть дії системи OxyReduct полягає в тому, що в атмосферу складського приміщення спеціальними установками подається збагачене азотом повітря, при цьому вміст кисню залишається на безпечному для життєдіяльності рівні.
2. Система OxyReduct моделює для працівників складів умови, які можна порівняти з умовами знаходження авіапасажирів у салоні лайнера, що здійснює переліт на висоті понад 9 тисяч кілометрів. Гранична комфортність перебування людини за таких умов має перевищувати 6 годин.
3. Ефективна регенеративна каталізація з використанням азоту знижує вимоги до механічної міцності резервуарів або балонів, у яких здійснюється транспортування пожежонебезпечних середовищ. Зокрема. ведуться експерименти із застосування замість традиційного сталевого корпусу високоміцних вуглепластиків та поліуретанових композицій. Це дозволить помітно зменшити масу таких ємностей.
4. Азот із подібними цілями застосовується також для заповнення покришок транспортних засобів підвищеної вантажопідйомності. При раптовому розриві шини під час руху вантажівки або тягача небезпека вибуху помітно знижується.
Компанія DP Air Gas тривалий час працює на профільному ринку як надійний постачальник промислових інертних газів високої частоти. Маючи власну систему сучасних складів, транспортних ємностей та засобів їх доставки, «DP Air Gas» здатна швидко і якісно доставити обумовлений договором обсяг технічних газів за необхідною адресою, причому, не тільки в межах СНД, але й для ділових партнерів ближнього зарубіжжя. Продукція компанії представлена тут.
