Nebezpečí výbuchu při technologické dopravě a skladování sypkých plastů v podmínkách chemického průmyslu

Martina Sklenárová

Doctoral thesis

The explosion hazard in the technological transport and storage of the bulk plastics in the chemical industry

Abstract:

SKLENÁROVÁ, Martina. Nebezpečenstvo výbuchu pri technologickej doprave a skladovaní sypkých plastov v podmienkach chemického priemyslu: dizertačná práca. Ostrava: VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství, 2020. 1XX s. Školiteľ: doc. Petr Štroch, Ph.D. Dizertačná práca poukazuje na nebezpečenstvá vyplývajúce z plastového prachu, aký vplyv majú vlastnosti plastového prachu na vznik a priebeh výbuchu a aké riziko z neho vyplýva pre technologické zariadenia, v ktorých sa prach nachádza. Predmetom skúmania boli vzorky polyetylénového a polypropylénového prachu, ktorý je vedľajším produktom výroby a skladovania granulátu. V odbornom laboratóriu sa stanovili požiarno-technické charakteristiky vzoriek prachu. V ďalšej časti sa previedli výbuchové skúšky na nádobách podobného tvaru, aké sa nachádzajú v prevádzke na výrobu plastových granúl. Vyhodnocovali sa tlakové účinky výbuchu, rýchlosť šírenia tlakovej vlny, rýchlosť šírenia čela plameňa výbuchu, objem plameňa a teploty pri výbuchu. Účelom testovania bolo získať hodnoty o nebezpečenstve výbuchu prachu v danej technológii. Zo skúmania vlastností plastového prachu a jeho správania sa pri výbuchu vyplynulo, že nebezpečenstvo výbuchu v technologických zariadeniach nemožno podceňovať. Veľkosť nebezpečenstva je však závislá aj od podmienok a spôsobu technológie. Z pravdepodobnosti výskytu výbušnej atmosféry a pravdepodobnosti výskytu účinných iniciačných zdrojov v technologických zariadeniach bolo možné určiť pravdepodobnosť výskytu výbuchu. Zaklasifikovaním pravdepodobnosti výbuchu a určením dôsledkov sa určil stupeň rizika. S rastúcim rizikom však rastie aj dôležitosť implementácie komplexných protipožiarnych a protivýbuchových opatrení. Posledný krokom bolo vyhodnotenie úrovne rizika výbuchu, zhodnotenie a návrh opatrení.

Abstract:

SKLENÁROVÁ, Martina. The explosion hazard in the technological transport and storage of the bulk plastics in the chemical industry: Dissertation. Ostrava: VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Safety Engineering, 2020. 1XX s. Thesis supervisor: doc. Ing. Petr Štroch, Ph.D. The dissertation focuses on the hazards arising from the plastic dust, the impact of the properties of plastic dust on the formation and course of the explosion and what risk poses for the technological equipment in which the dust is located. The samples of polyethylene and polypropylene dust, which are a by-product of the granulate production and storage, were examined. The fire – technical characteristics of dust samples have been established in an expert laboratory. In another section, the explosion tests were carried out on the containers of a similar shape what are in the plastic granules plant. The pressure effects of the explosion, the rate of spread of the pressure wave, the rate of spread of the flame of the explosion, the volume of the flame and the temperature at the explosion were evaluated. The purpose of the testing was to obtain the values about the hazard of dust explosion in the technology. The examination of the plastic dust properties and its behavior in the explosion has shown that the risk of explosion in technological equipment cannot be underestimated. The size of the hazard also depends on the conditions and technological method. It was possible to determine the probability of an explosion occurring from the probability of the occurrence of an explosive atmosphere and the likelihood of the occurrence of effective initiation sources in technological equipment. The degree of risk has been determined by classifying the probability of an explosion and determining the consequences. The implementation of the complex fire and explosion measures is also growing with the increasing risk. The last step was to evaluate the level of explosion risk, the asseessment and design of the measures.

Keywords

Horľavý prach, výbuch, veľkosť častice, hranice výbušnosti, limitná koncentrácia kyslíka, koncentrácia prachu, maximálny výbuchový tlak, maximálna rýchlosť narastania výbuchového tlaku, kubická konštanta

Keywords

Flammable dust, Explosion, Particle size, Explosion limits, Limiting concentration of oxygen, Dust concentration, Maximum explosion pressure, Maximum explosive pressure Rise rate, Cubic constant

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 5. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 14. 3. 2023
• Supervisor: Jiří Pokorný
• Reader: Iveta Marková, Milan Jahoda, Jozef Martinka

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta bezpečnostního inženýrství

Doctoral programme / field:
Požární ochrana a průmyslová bezpečnost / Požární ochrana a bezpečnost