ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (Hydrogen sulphide H2S) หรือที่บ้านเราเรียกว่าแก๊สไข่เน่า เป็นแก๊สที่มีความเป็นพิษสูงและติดไฟได้ ผลิตผลที่ได้จากการเผาไหม้คือน้ำและซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (Sulphur dioxide SO2) อันตรายจากการระเบิดของแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ไม่ค่อยมีให้เห็น ที่เกิดขึ้นบ่อยกว่าและทำให้มีผู้เสียชีวิตเห็นจะได้แก่ความเป็นพิษของมัน ซึ่งบ้านเราก็เคยเกิดขึ้นกับโรงงานผลิตเส้นใหญ่แห่งหนึ่งตอนปลายปีพ.ศ. ๒๕๕๒ และเกิดขึ้นอีกหลายครั้งกับหน่วยผลิตแก๊สเชื้อเพลิงชีวภาพที่มักจะมีไฮโดรเจนซัลไฟด์เกิดร่วมด้วยเสมอ ในโรงกลั่นน้ำมันเองก็มีไฮโดรเจนซัลไฟด์เกิดขึ้นจากกระบวนการกำจัดกำมะถันออกจากน้ำมัน (ดึงอะตอม S ในน้ำมันออกมาในรูปแก๊ส H2S ก่อนที่จะเปลี่ยนมันเป็นธาตุกำมะถันอีกที)
เรื่องสองเรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้ที่เกี่ยวข้องกับการระเบิดของ H2S ในถังเก็บที่ความดันบรรยากาศ (Atmospheric tank) เรื่องแรกนำมาจากเอกสาร European Process Safety Centre (EPSC) Learning Sheets "เรื่องที่ 49 Hydrogen sulphide explosion" ส่วนเรื่องที่สองนำมาจากเว็บของ JICOSH ของประเทศญี่ปุ่น (เว็บนี้ปิดตัวลงไปแล้วแต่ยังมีข้อมูลสืบค้นได้ทางอินเทอร์เน็ต) "เรื่องที่ 43 Explosion inside a tank during wastewater system repair work"
เรื่องที่ ๑ Hydrogen sulphide explosion
Vacuum breaker คืออุปกรณ์หรือระบบที่ป้องกันการเกิดสุญญากาศ ในบางกรณีอาจเป็นเพียงแค่วาล์วกันการไหลย้อนกลับ (check valve) ที่ไม่ยอมให้แก๊สในระบบรั่วออกสู่ภายนอก แต่ยอมให้อากาศภายนอกไหลเข้าไปในระบบได้ถ้าหากความดันในระบบนั้นต่ำกว่าความดันบรรยากาศ (ดูตัวอย่างได้ในบทความวันอังคารที่ ๖ มกราคม พ.ศ. ๒๕๕๘ เรื่อง "Vacuum breaker - การป้องกันการเกิดสุญญากาศในระบบ")
เอกสารไม่ได้บอกว่าเหตุการณ์เกิดที่ไหน (รูปที่ ๑) แต่ดูแล้วอาจเป็นไปได้ที่เกิดที่ระบบเปลี่ยนแก๊ส H2S (จากหน่วยกำจัดกำมะถันออกจากน้ำมัน) ให้กลายธาตุกำมะถัน (เห็นจากการมี H2S ละลายปนอยู่ในกำมะถัน) เนื่องจากกำมะถันเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้องแต่หลอมเหลวได้ง่าย ดังนั้นจึงต้องมีการให้ความร้อนเพื่อให้กำมะถันกลายเป็นของเหลวเพื่อความสะดวกในการส่งผ่านระบบท่อ แต่ไอระเหยของกำมะถันเมื่อเย็นตัวลงก็จะกลายเป็นของแข็ง และถ้าไปเกาะที่ตัววาล์ว ก็จะทำให้วาล์วมีปัญหาในการทำงาน อย่างเช่นในเหตุการณ์นี้ที่ไปสะสมที่ตัว vacuum breaker และยังไปปิดกั้นการไหลของอากาศที่ป้อนเข้าถังเก็บ (อากาศตัวนี้ดูแล้วไม่น่าใช่อากาศจากบรรยากาศภายนอก แต่น่าจะเป็นอากาศที่ป้อนเข้ามาทางระบบท่อเพื่อระบายเอาแก๊ส H2S ที่ระเหยออกมาจากกำมะถันออกไป ไม่ให้มันสะสมจนถึงระดับที่อันตราย) ทำให้เกิดการสะสม H2S จนมีความเข้มข้นสูงพอที่จะเกิดระเบิดได้ (บทความบอกว่า ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ความเข้มข้นต่ำสุดที่สามารถระเบิดได้คือ 3.3% ในขณะที่สภาวะปรกติความเข้มข้นต่ำสุดจะอยู่ที่ประมาณ 4.3%)
การจุดระเบิดคาดว่าน่าจะเกิดจากการสะสมไฟฟ้าสถิต เนื่องจากในช่วงเวลาดังกล่าวมีการขนถ่ายกำมะถันระหว่างถังเก็บกับรถบรรทุก
โมเลกุลที่ไม่มีขั้ว (เช่นไฮโดรคาร์บอน กำมะถันเหลว) ที่ไหลไปตามพื้นผิวจะทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตสะสม ในกรณีที่พื้นผิวนั้นเป็นพื้นผิวโลหะก็ต้องมีการต่อสายดิน (ที่บทความใช้คำว่า grounding) และการเชื่อมต่อชิ้นส่วนโลหะต่าง ๆ ให้มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างกัน (ที่บทความใช้คำว่า bonding)
เรื่องที่ ๒ Explosion inside a tank during wastewater system repair work
การระเบิดเกิดที่ถังเก็บน้ำเสียขนาดความจุ 250m3 ในระหว่างการใช้งานปรกติถังนี้จะมีที่ว่างเหนือผิวของเหลว (ส่วนที่เป็นแก๊ส) อยู่ประมาณ 60% โดยส่วนที่เหลือเป็นน้ำเสียที่มาจากการแยกน้ำมันและตะกอนที่สะสมอยู่ก้นถัง (รูปที่ ๒) แก๊สส่วนใหญ่ในถังจะเป็น H2S โดยอาจมีแอมโมเนีย (NH3) และเฮกเซนร่วมด้วย
การระเบิดเกิดขึ้นระหว่างการเตรียมการซ่อมแซม โดยเริ่มจากการระบายน้ำเสียในถังออก (จะเหลือตะกอนที่ค้างอยู่ก้นถัง) จากนั้นทำการยกฝา manhole ด้านบนขึ้น 15 cm เพื่อระบายแก๊ส และหลังจากเสร็จสิ้นการตรวจสอบตะกอนก้นถังก็ทำการปิดฝา manhole กลับ เมื่อทำการปิดฝา manhole กลับก็เกิดเปลวไฟและควันออกมาทาง manhole ตามด้วยเสียงดังสนั่น ส่งผลให้มีผู้บาดเจ็บจากเปลวไปจำนวน ๕ ราย
ที่มาของแก๊สที่ลุกติดไฟได้เชื่อว่ามาจาก
- H2S ที่ยังคงค้างอยู่ในถัง เนื่องจากทำการไล่แก๊สตกค้างไม่เพียงพอ
- แก๊สที่ลุกติดไฟได้ที่ละลายอยู่ในตะกอนนั้นระเหยออกมาเมื่อเวลาผ่านไป
- น้ำมันที่ละลายอยู่ในปริมาณเล็กน้อยในน้ำเสียที่ตกค้างในถัง (ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวเช่นเฮกเซน ละลายได้ในน้ำในระดับ mg/l ในขณะที่พวกอะโรมาติกเช่นเบนซีน โทลูอีน ละลายได้ในระดับ g/l)
ต้นตอชองการจุดระเบิดเชื่อว่าน่าจะเกิดจาก FeS (Iron sulfide) ที่เกิดจาก H2S ทำปฏิกิริยากับ FeO (เหล็กออกไซด์หรือสนิมเหล็ก) ซึ่ง FeS นี้สามารถลุกติดไฟได้เองเมื่อสัมผัสกับอากาศ
ในกรณีแบบนี้คงต้องไล่แก๊สตกค้างภายในถังเก็บด้วยแก๊สเฉื่อยก่อน จากนั้นจึงค่อย ๆ นำอากาศเข้าทีละน้อย เพื่อให้ออกซิเจนในอากาศที่ป้อนเข้าไปเข้าไปทำลาย FeS อย่างช้า ๆ (จะได้ไม่เกิดความร้อนมากพอที่จะจุดระเบิดเชื้อเพลิงที่ยังอาจตกค้างบนพื้นผิวถังเก็บได้)
รูปที่ ๒ ถังบำบัดน้ำเสียระเบิดเนื่องจาก H2S ที่สะสมอยู่ภายใน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น