เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากเอกสาร Investigtion Report เรื่อง "An explosion accident during tank repair at a chemical plant" จัดทำโดย National Institute of Occupational Safety and Health, Japan (JNIOSH) เอกสารที่ดาวน์โหลดมาไม่มีการระบุว่าเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อใด ที่ไหน (แต่น่าจะเป็นในประเทศญี่ปุ่น) โดยโรงงานที่เกิดเหตุเป็นส่วนผลิตสารเคมีพื้นฐานทั่วไป (กรดกำมะถันก็เป็นหนึ่งในนั้น) ดูแล้วน่าจะเป็นส่วนหนึ่งของโรงงานผลิตถ่าน Coke ที่ใช้ในการถลุงเหล็ก
Coke เป็นสารประกอบคาร์บอนมีรูพรุนที่มีสัดส่วนคาร์บอนสูง อุตสาหกรรมถลุงเหล็กจะใช้ถ่าน Coke เผาร่วมกับสินแร่เหล็ก (สารประกอบเหล็กออกไซด์ FeO) ในสภาพอากาศจำกัด ถ่าน Coke จะถูกเผาไหม้เป็นแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ซึ่งแก๊สนี้เป็นตัวรีดิวซ์ จะเข้าไปดึงอะตอมออกซิเจนออกจากสินแร่เหล็กในรูปแก๊สคารบอนไดออกไซด์ (CO2) ทำให้เหล็กออกไซด์กลายเป็นโลหะเหล็ก
ถ่าน Coke เตรียมได้จากการเผาถ่านหินในที่ที่ไม่มีอากาศ (หรืออากาศจำกัด) จะทำให้บรรดาสารประกอบโมเลกุลเล็ก ๆ ในถ่านหินสลายตัวออกกลายเป็นแก๊สออกมา เมื่อนำแก๊สนี้ไปลดอุณหภูมิ บางส่วนจะกลายเป็นของเหลว โดยส่วนที่เหลือยังคงเป็นแก๊สที่เรียกว่า coke oven gas ที่สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ (เพราะมีทั้ง CO, H2, CH4 เป็นองค์ประกอบ) และถ้าถ่านหินมีสารประกอบกำมะถันอยู่ ก็จะมีแก๊สที่เป็นสารประกอบกำมะถันติดมาด้วย
โรงงานนี้นำเอา Coke oven gas เข้ากระบวนการกำจัดกำมะถัน สารประกอบกำมะถันที่อยู่ในแก๊สจะออกมาในผลิตภัณฑ์ที่เป็นของเหลวที่เรียกว่า Desulfurization liquid เมื่อนำของเหลวนี้ไปเผา สารประกอบกำมะถันจะกลายเป็นแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) อยู่ร่วมกับแก๊สอื่นและไอน้ำ ขั้นต่อไปคือการกำจัดความชื้นออกจากแก๊สนี้ด้วยการผ่านเข้า Drying tower ที่ใช้กรดกำมะถันเข้มข้นเป็นตัวจับน้ำ (รูปที่ ๑ - โดยธรรมชาติของกรดกำมะถันเข้มข้นมันจะจับน้ำได้ดีอยู่แล้ว)
แก๊สที่ผ่านการกำจัดน้ำแล้วจะเข้าสู่ Converter ที่ทำการเปลี่ยน SO2 ให้กลายเป็นซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ (SO3) ที่เมื่อนำแก๊สนี้ไปสัมผัสกับกรดกำมะถันเข้มข้นในหอดูดซึม (Absorption tower) SO3 จะทำปฏิกิริยากับน้ำ (ที่มีอยู่ในกรดกำมะถันเข้มข้นนั้น) กลายเป็นกรดกำมะถัน ทำให้สารละลายกรดกำมะถันที่ป้อนเข้ามามีความเข้มข้นสูงขึ้นไปอีก
นอกจากนี้หน่วยนี้ยังสามารถทำหน้าที่เป็นหน่วยกำจัดกลิ่นออกจากแก๊สก่อนปล่อยทิ้งได้ด้วย
สี่วันก่อนเกิดอุบัติเหตุมีการพบการรั่วซึมที่ผนังของถัง (Tank 044) ที่ระดับความสูงประมาณ 5 เมตร และเมื่อตรวจสอบแล้วพบว่าระดับที่เกิดการรั่วซึมนั้นอยู่ที่ประมาณระดับผิวของเหลวที่อยู่ในถัง ทางโรงงานจึงได้ทำการลดระดับชองเหลวในถังให้ต่ำลงเพื่อหยุดการรั่วซึม (เพราะระดับของเหลวอยู่ต่ำกว่ารูรั่ว) จากนั้นจึงเตรียมการซ่อมบำรุง ก่อนการซ่อมบำรุงประมาณ ๕ นาทีได้ทำการตรวจวัดความเข้มข้นแก๊สบริเวณที่จะทำงาน โดยตรวจไม่พบแก๊สที่ติดไฟได้และ CO จึงได้เริ่มทำการขัดผิวโลหะ แต่เมื่อขัดผิวไปได้ไม่ถึง ๕ นาที ก็เกิดการระเบิดขึ้นภายในถัง แรงระเบิดทำให้ฝาถังปลิวหลุดออก และคนงานที่ปฏิบัติงานซ่อมบำรุงนั้นได้รับบาดเจ็บ ๔ ราย
รูปที่ ๓ เป็นโครงสร้าง Tank 044 ที่เกิดการระเบิด เดิมถังใบนี้ใช้เป็นหอกำจัดสารประกอบกำมะถัน (มีการติดตั้งตัวเร่งปฏิกิริยาภายใน) แต่มาถูกปรับเปลี่ยนเป็นถังเก็บกรดกำมะถันเข้มข้น โครงสร้างของถังมีทั้งส่วนที่เป็นเหล็กสแตนเลสและเหล็กกล้าคาร์บอน
จากการพิจารณาตำแหน่งที่เกิดการรั่วซึมที่อยู่บริเวณผิวของเหลว และการทำงานก่อนหน้านั้น (ที่ไม่มีโอกาสที่จะมีแก๊สเชื้อเพลิงอื่นหลุดรอดมาถึงถังใบนี้ได้) ทางคณะสอบสวนจึงเห็นว่าตัวการที่ทำให้เกิดการระเบิดน่าจะเป็นแก๊สไฮโดรเจนที่เกิดจากการที่กรดกำมะถันบริเวณผิวบนมีความเข้มข้นลดต่ำลงเนื่องจากมีน้ำเข้ามาเจือจาง แต่คำถามก็คือน้ำที่เข้ามาเจือจางนั้นมาจากไหน
ประเด็นแรกที่มีการมองกันคือฝาถังมีรอยรั่ว เลยทำให้น้ำฝนสามารถรั่วซึมเข้ามาในถังได้ และด้วยการที่กรดเจือจางนั้นมีความหนาแน่นต่ำกว่ากรดเข้มข้นจีงทำให้สารละลายกรดเจือจางลอยอยู่ที่ผิวบน การกัดกร่อนจึงเกิดที่บริเวณระดับผิวของเหลว แต่ด้วยการที่ฝาถังได้รับความเสียหายจากการระเบิดและการตกกระแทกพื้น ทำให้ไม่สามารถยืนยันได้ว่ามีการรั่วไหลเกิดขึ้นจริง (แต่รายงานก็ไม่ได้ตัดความเป็นไปได้นี้ออกเช่นกัน)
ประเด็นที่สองที่มีการพิจารณาคืออากาศที่มีความชื้นสูงนั้นไหลเข้าไปข้างในทางช่อง Vent pipe ที่มีอยู่บนฝาถัง และด้วยการที่กรดกำมะถันเข้มข้นมีความชอบในการดูดซึมน้ำเอาไว้อยู่แล้ว จึงทำให้ความเข้มข้นกรดบริเวณผิวของเหลวลดต่ำลง แต่เมื่อพิจารณาจากขนาดท่อที่ค่อนข้างเล็กเมื่อเทียบกับขนาดถัง ทางผู้สอบสวนจึงไม่คิดว่าเส้นทางนี้จะเป็นเส้นทางหลักที่ทำให้น้ำเข้าไปในถังได้ (และจะว่าไปถ้ามันเกิดด้วยสาเหตุนี้ได้ มันก็ควรจะเกิดมานานแล้ว)
สาเหตุหลักที่ทางผู้สอบสวนเห็นว่ามีความเป็นไปได้มากที่สุดคือการใช้หน่วยผลิตกรดกำมะถันทำหน้าที่กำจัดกลิ่นออกจากแก๊สก่อนปล่อยทิ้ง กล่าวคือหน่วยผลิตกรดกำมะถันนอกจากจะใช้ผลิตกรดกำมะถันแล้ว ยังสามารถทำหน้าที่แทนหน่วยเผาแก๊สเพื่อกำจัดกลิ่นก่อนปล่อยออกสู่อากาศได้ด้วย (รูปที่ ๓)
การสอบสวนพบว่าในช่วงหนึ่งสัปดาห์ก่อนเกิดอุบัติเหตุ หน่วยกำจัดกลิ่นออกจากแก๊สด้วยการเผาอยู่ระหว่างการตรวจสอบประจำปี (คือไม่มีการเดินเครื่อง) ในช่วงเวลาดังกล่าวจึงต้องให้แก๊สที่ต้องการกำจัดกลิ่นนั้นไหลเข้าหน่วยผลิตกรดกำมะถันแทน ประกอบกับช่วงเวลาดังกล่าวไม่ได้มีการผลิตกรดกำมะถันด้วย ส่งผลให้ความเข้มข้นของกรดกำมะถันที่ส่งไปที่ถังเก็บนั้นเจือจางลง
ตรงนี้รายงานการสอบสวนไม่ได้ให้รายละเอียดอะไรไว้ แต่คาดว่าสารที่ทำให้เกิดกลิ่นนั้นน่ามีสารประกอบกำมะถันร่วมอยู่ แต่ไม่ได้มีอยู่ในปริมาณมากเหมือน Desulfurization liquid เมื่อนำแก๊สนี้ไปเผาก็ทำให้เกิด SO2 ร่วมด้วย แต่ในปริมาณที่ต่ำกว่าเมื่อทำการเผา แก๊สที่เกิดจากการเผาจะผ่านเข้าสู่ Drying tower ด้วยการสัมผัสกับกรดกำมะถันเข้มข้น ผลการสัมผัสนี้ทำให้ความเข้มข้นของกรดกำมะถันลดลง (เพราะมีน้ำละลายเพิ่มเข้ามา และอาจเป็นไปได้ว่ามีมากกว่าเมื่อเทียบกับการเผา Desulfurization liquid)
ในระหว่างที่กำจัดน้ำนั้น แก๊ส SO2 ก็จะลายเข้ามาในกรดกำมะถันด้วย โดยปริมาณที่ละลายได้จะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้น และยังเปลี่ยนแปลงตามความเข้มข้นกรดกำมะถันที่ใช้ (รูปที่ ๔) แต่เมื่อนำสารละลายนี้ไปดูดซึมแก๊ส SO3 ที่ Absorption tower ความเข้มข้นก็จะเพิ่มสูงขึ้นใหม่ ด้วยการที่ความเข้มข้นแก๊ส SO3 ที่ออกมาจาก Converter มีค่าลดลง ความเข้มข้นของกรดกำมะถันที่ได้จึงลดต่ำลงกว่าที่ควรเป็น เมื่อนำกรดนี้ส่งไปยัง Tank 044 จึงทำให้ความเข้มข้นกรดกำมะถันในถังลดต่ำลง
รายงานการสอบสวนกล่าวว่าความเข้มข้นกรดที่เหลืออยู่ในถังวัดได้เพียงแค่ 20% ซึ่งต่ำเพียงพอที่จะกัดกร่อนเหล็ก
ตัวรายงานไม่ได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับการเติมกรดกำมะถันเข้าถังเก็บ ว่าเติมเข้าไปตรงตำแหน่งใดของถังจึงทำให้เฉพาะตรงส่วนบนที่ความเข้นข้นของกรดต่ำมากพอที่จะกัดกร่อนเหล็ก เพราะถ้าความเข้มข้นของสารละลายกรดในถังนั้นลดต่ำลงแบบสม่ำเสมอ การกัดกร่อนก็จะเกิดได้ทุกบริเวณที่อยู่ใต้ผิวของเหลว หรือถ้าเป็นการเติมเข้าทางก้นถัง สารละลายกรดที่อยู่ใต้ผิวของเหลวก็ควรมีความเข้มข้นลดต่ำลงด้วย การกัดกร่อนที่เกิดเฉพาะบริเวณตำแหน่งผิวของเหลวแสดงว่าเฉพาะสารละลายบริเวณนี้ที่มีความเข้มข้นที่ลดต่ำลง ส่วนที่อยู่ลึกลงไปยังมีความเข้มข้นสูงมากพอที่จะไม่ทำอันตรายให้กับเนื้อเหล็ก
การระเบิดเกิดจากการขัดผิวโลหะที่ทำให้ผิวโลหะบางลง และไปทำให้รูรั่วมีขนาดใหญ่ขึ้น เมื่อในถังมีแก๊สผสมระหว่างไฮโดรเจนกับอากาศรออยู่แล้ว เมื่อแก๊สในถังรั่วออกมาพบกับประกายไฟที่เกิดจากการขัดผิวโลหะ จึงเกิดการลุกไหม้ย้อนกลับเข้าไปในถังจนทำให้เกิดการระเบิดขึ้นภายใน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น