Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1959, H. 15 - Klorknallgasreaktionen och dess explosionsrisker, av Gösta Wranglén
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
tion5,6> 20"~. Reaktionen i en vanlig
förbrännings- eller explosionsvåg i gaser fortplantas
genom värmeledning och diffusion och har en
utbredningshastighet som ligger långt under
ljudhastigheten (1—10 m/s).
Vid en detonation fortplantas reaktionen av
en tryckvåg, som utbreder sig med en
hastighet flera gånger större än ljudhastigheten (1 000
—4 000 m/s). Den kemiska reaktionen vid en
detonation utlöses av värmealstringen vid
kompressionen till följd av tryckvågen. En
de-tonationsvåg löper ibland före eller är
överlagrad den vanliga förbrännings- eller
explosionsvågen.
Förbränningshastigheten kan bestämmas
genom uppmätning av lågkäglan vid förbränning
(kontrollerad explosion) av en brännbar
gasblandning i en speciellt utformad dysa.
Bar-tholomé23 fann på detta sätt för klorknallgas
förbränningshastigheter på 3—4 in/s med ett
maximum vid en klorhalt på ungefär två
tredjedelar av den stökiometriska. Bartholomé
uppskattade atomkoncentrationen i den hetaste
delen av lågan, som hade en temperatur på
2 300—2 500°C, och fann upp till 8 % Cl och
ca 0,75 %> H.
Å andra sidan bestämde Dixon redan omkring
1890 detonationshastigheten i
klorknallgas-blandningar. Med 20 m länga glasrör och 36
m långa, invändigt glasbelagda järnrör fann
han för en sammansättning motsvarande den
stökiometriska, H, + Cl2,
detonationshastighe-ter på 1 700—1 750 m/s, något varierande med
försöksbetingelserna. Vid högre
vätgashalten ungefär motsvarande sammansättningarna
2H, + Cl, och 3H2 + CL>, fann han något högre
värden, omkring 1 850 m/s.
Det är alltså här fråga om värden av en helt
annan storleksordning än den normala
flam-hastigheten. Det är också uppenbart att
skadeverkningarna blir helt andra, om
förutsättningar finns för uppkomsten av en detonation.
Detonation inträffar först över en viss
mini-mihalt av den brännbara gasen (i detta fall
väte), som ligger högre än den undre
explosionsgränsen. Strängt taget har man därför
även en detonationsgräns att räkna med i
explosiva gasblandningar.
För vanlig knallgas (väte—syre eller väte—
luft) anges detonationsgränsen till 15 % H,
mot 4 % H„ för explosionsgränsen8. För
klorknallgas synes ingen bestämning av
detonationsgränsen föreligga. Den torde dock ligga
strax över undre explosionsgränsen.
Weiss-weiler15 fann vid sina undersökningar ytterst
häftiga tryckstötar, som han tolkade som
de-tonationsvågor, överlagrade det vanliga
explosionsförloppet.
Tryckändringen vid en klorknallgasexplosion
i stålbomb har registrerats fotografiskt (fig. 3).
Gasblandningen har tänts ca 0,5 s från
diagrammets högra kant. En explosion insätter
omedelbart, och trycket stiger till ca 0,7
kp/cm2 övertryck. Därpå följer plötsligt en
häftig, ytterst snabbt förlöpande tryckstöt till
över 3 kp/cm2 övertryck. Därefter fortsätter
2.5 2,0 1,5 1,0 0.5 O
Fig. 3. Fotografisk registrering av explosionsvåg
med överlagrad detonationsstöt vid
klorknallgasexplosion i 9 °/o väte och 91 °/o klor. Enligt
Weiss-weiler15.
den ursprungliga explosionskurvan, ehuru
något brantare, upp till ca 1,4 kp/cm2, varefter
trycket långsamt faller.
Explosionsrisker och
säkerhetsåtgärder vid HCI-syntesen
Vid syntes av klorväte sammanförs en
klorgas-och en vätgasström, och blandningen
antändes. Själva brännaren består av två
koncentriska rör, varvid klor strömmar genom det inre
och vätgas genom det yttre röret. Brännaren
liksom den omgivande brännkammaren
utföres numera av metall (tidigare av kvarts);
båda är vattenkylda.
Utförande och drift av en sådan anläggning
har närmare beskrivits av Maude24, som även
behandlar explosionsrisker och
säkerhetsåtgärder. Han uppger, att klorknallgas inte
exploderar i mörker i rena glaskärl av små
dimensioner men väl i stora kärl av metall eller
keramiskt gods.
Då en viss explosionsrisk alltid föreligger vid
den industriella klorvätesyntesen, måste en
serie säkerhetsföreskrifter iakttas.
Förbränningsugnarna ställs ofta upp utomhus eller i varje
fall bakom sk3rddsväggar. De förses med en
explosionslucka nära lågan. För att hindra att
lågan slocknar och att klorknallgas levereras
i stället för klorvätegas, är brännaren försedd
med en tändningsanordning, bestående av en
glödspiral i ett kvartsrör. Om tillförseln av
den ena gasen skulle upphöra, stängs även
den andra gasledningen automatiskt av. Ett
vätskelås i brännkammaren förhindrar vidare,
att i ett sådant fall den ena gasen tränger in
i den andra gasens tillförselledningar, vilket
skulle skapa en särskilt farlig situation.
Möjligheter bör finnas att spola
brännkammaren med koldioxid. Om den från
elektro-lyscellerna levererade klorgasen är starkt
vät-gashaltig, kan lågan slå tillbaka genom
klor-gasledningen och till cellerna under explosiva
former. Detta uppges kunna förhindras, om i
klorgasledningen införes en behållare med
fyllkroppar. Denna effekt kan tydligen tolkas
antingen som en väggeffekt på kedjereaktionen
eller som en nedkvlning av lågan.
368 TEKN ISK TI DSKRI FT 1959
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
