CH685240A5 - Installation pour rendre ininflammable et non-explosif un liquide inflammable et explosif lorsqu'il est contenu dans au moins un réservoir. - Google Patents

Description

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L'invention concerne une installation pour rendre ininflammable et non-explosif de façon permanente un liquide inflammable et explosif lorsqu'il est contenu dans au moins un réservoir.

Tous les réservoirs qui contiennent ou ont contenu des liquides inflammables sont exposés au danger d'incendie et d'explosion.

Le volume du réservoir non occupé par le liquide est rempli d'un mélange d'air et de vapeur dans un pourcentage qui varie selon la nature du liquide, de la température ambiante et de celle du liquide, de la pression qui règne dans le volume non occupé du réservoir, selon que celui-ci est ouvert, fermé, fermé et mis sous pression. Si le liquide contenu dans le réservoir est constitué d'un mélange, les composés majoritaires dans la vapeur seront les composés du mélange qui sont les plus volatiles, c'est-à-dire ceux qui sont en général les plus inflammables.

Quand les vapeurs du liquide inflammable et l'air sont mélangés, il existe une quantité minimale et une quantité maximale de vapeur, par rapport à l'air, qui délimitent un domaine de valeurs du mélange air-vapeur, dit domaine d'inflammabilité, et les valeurs limites s'appellent limite inférieure et limite supérieure d'inflammabilité.

Ces valeurs sont caractéristiques de chaque liquide inflammable, et varient en fonction de la température et de la pression.

Quand le mélange de vapeur s'enflamme, celui-ci cède de l'énergie au liquide et à tout son environnement. Cette énergie peut se propager à une vitesse très élevée qui peut conduire à l'explosion du réservoir. En effet, des quantités élevées de liquide se vaporisent alors très rapidement, représentant un danger pour tout l'environnement du réservoir. Pour éviter cela, plusieurs techniques ont été développées.

Certaines de ces méthodes sont basées sur le principe de contrôler et réduire au minimum l'énergie de combustion de façon à ce que sa vitesse de propagation soit très basse, ceci dans le but de supprimer le danger de surpression et d'explosion du réservoir. Ceci peut être réalisé conformément à ce qui est décrit dans le brevet UK 1 584 955, en divisant le volume du réservoir en autant de cellules plus petites et par conséquent avec un contenu d'énergie plus limitée, au moyen d'une masse de remplissage qui présente une grande absorption de la chaleur produite.

D'autres méthodes sont basées sur le principe de rendre ininflammable et non-explosif le mélange de vapeur contenu dans le réservoir, que nous appellerons ignifugation.

Dans ce qui suit, le terme ignifugation est considéré comme une action de rendre ininflammable et non-explosif et le terme agent ignifugeant signifie un agent destiné à rendre ininflammable et non-ex-plosif.

En particulier, l'ignifugation peut être réalisée de plusieurs façons: soit en s'assurant que le volume du réservoir non occupé de liquide est sursaturé de vapeur et donc au-delà de la limite supérieure d'inflammabilité, au moyen de dispositifs variés qui font, par exemple, bouillonner l'air à travers le liquide quand on effectue un prélèvement du réservoir, soit en faisant de sorte que l'atmosphère à l'intérieur du réservoir contienne aussi un pourcentage de substance non adaptée à la combustion tel que l'azote, les gaz d'échappement de moteur à combustion interne, l'anhydride carbonique, ou des substances avec des caractéristiques élevées d'extinction telles que les gaz halogénés par exemple, dans ces cas, ces substances sont employées dans un pourcentage de l'ordre de 10% à 20%, en fonction du volume occupé dans le réservoir par la vapeur.

Ces opérations d'ignifugation sont aussi rendues nécessaires quand il faut intervenir pour des opérations de manutention et de réparation des réservoirs, pour éviter le danger que certaines causes accidentelles puissent provoquer des explosions désastreuses.

Il est de pratique normale de procéder périodiquement au lavage des réservoirs, aussi bien pour changer la nature du liquide contenu, que pour enlever les matières qui sont inévitablement présentes dans le liquide et qui se déposent sur le fond du réservoir.

L'opération de lavage requiert une ignifugation préalable du réservoir, pour éviter qu'il y ait des dangers et pour rendre l'intérieur du réservoir accessible aux opérateurs dans des conditions de sécurité.

La présente invention vise à fournir une installation permanente d'ignifugation qui, non seulement a toutes les performances fournies par les systèmes les plus avancés d'ignifugation actuellement connus, mais fournit en plus d'autres avantages, en particulier celui de garantir une protection au milieu environnant le réservoir dans le cas de rupture de ce dernier, de façon suffisante pour éviter les explosions dans les premiers moments du déversement à l'extérieur du liquide contenu, et dans la majeure partie des cas, pour éviter aussi l'incendie. Une forme perfectionnée de cette installation a aussi l'avantage de permettre le lavage du réservoir ayant contenu le liquide combustible.

L'invention a pour objet une installation conforme à la revendication 1.

Les dessins annexés représentent schématique-ment et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation selon l'invention, qui peut aussi servir à l'ignifugation du contenu inflammable et explosif d'un réservoir et au lavage d'un tel réservoir.

Pour faciliter la compréhension, on a représenté sur la fig. 1, seulement les parties de l'installation servant à l'ignifugation, tandis qu'on a montré sur la fig. 2 seulement les parties de l'installation servant au nettoyage.

L'installation telle que représentée sur la fig. 1 comprend un réservoir 1 contenant le combustible liquide à protéger par ignifugation, un récipient 2 contenant l'agent ignifugeant, une pompe 3 destinée à transférer l'agent ignifugeant du récipient 2 vers la zone située au-dessus du liquide du réservoir 1, en le faisant passer à travers une électrovalve unidirectionnelle 4 et à travers des gazéifica-

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teurs 5, au moyen d'une conduite d'adduction 6 et d'une vanne 29.

Le réservoir 1 est muni d'un tube de prélèvement de liquide 7 pouvant être fermé par une vanne 8. L'extrémité du tube de prélèvement 7 se trouve à une faible distance du fond. La vanne 8 est actionnée soit manuellement, soit au moyen d'un détecteur de niveau connu non représenté, qui empêche la fuite de l'agent ignifugeant, en empêchant la sortie du liquide quand le niveau de ce dernier est au-dessous d'un niveau de garde préalablement fixé.

Une conduite 9 d'entrée permet l'introduction du liquide combustible dans le réservoir 1, par l'intermédiaire d'une valve 10. De cette manière, seul le liquide qui vient alimenter le réservoir 1 à une pression supérieure à celle existant dans le réservoir 1 peut entrer dans ce dernier.

Au fur et à mesure que l'on ajoute du liquide combustible, la pression augmente dans le réservoir 1, ce qui a pour effet la compression du gaz ignifugeant due à la diminution du volume à disposition de celui-ci, du fait du liquide introduit dans le réservoir 1, ce qui fait que l'arrivée de liquide combustible dans le réservoir 1 diminue. Pour pouvoir continuer l'introduction du liquide, il est nécessaire de réduire la pression du gaz ignifugeant. A cet effet, une partie de ce gaz est aspirée au moyen d'une conduite 11 débouchant dans la partie supérieure du réservoir 1. Le gaz ainsi aspiré est comprimé par un compresseur 12 jusqu'à sa liquéfaction. Un dispositif de purification 13, comprenant une série de séparateur à chicanes et de filtres, sert à séparer les impuretés et la fraction du liquide combustible qui s'est condensée dans cette phase de compression, de l'agent ignifugeant, de sorte que seul l'agent ignifugeant pur et liquide est introduit dans le récipient 2. Les produits autres que l'agent ignifugeant sont récupérés par l'intermédiaire de la conduite 14.

Un manomètre 15 commande, par un mécanisme automatique connu, le fonctionnement du compresseur 12 de la pompe 3 et de la valve 4, de façon à maintenir dans le réservoir 1 une atmosphère de gaz ignifugeant à une pression préalablement fixée. La valeur de cette pression limite est choisie en fonction de considérations thermodynamiques, de la nature du liquide combustible et de l'agent ignifugeant choisi, ainsi que de l'amplitude des variations thermiques à laquelle le réservoir est soumis. Cette pression sera dénommée «pression de service».

En plus des moyens normaux de pressurisation (pompe 3 et valve 4), il est prévu un réservoir 16 d'azote comprimé qui, au moyen d'un réducteur de pression 17, maintient à l'intérieur du récipient 2 contenant l'agent ignifugeant, une pression telle qu'elle provoque, lors d'un arrêt de fonctionnement de la pompe 3, un afflux d'agent ignifugeant dans le réservoir 1, par l'intermédiaire d'une conduite supplémentaire 18 et d'une soupape de non retour 19, ce qui garantit la présence de gaz ignifugeant dans le réservoir 1 à une pression proche de la «pression de service». Une soupape de non retour 20 empêche alors l'agent ignifugeant d'atteindre le dispositif de purification 13 et la conduite 11.

Le réservoir 1, contenant le liquide inflammable et explosif est, dans la plupart des cas, l'objet de phénomènes complexes tels que la sédimentation des particules solides contenues dans le liquide, la séparation des gouttes de liquides initialement retenues en émulsion (eau, acide, etc.), le dépôt des particules sur le fond dérivant de l'oxydation des parois du récipient ou d'éventuels vernis ou peintures de ce dernier ou l'accumulation des fractions plus lourdes du liquide au fond du réservoir, souvent en concomitance avec des variations de température.

Il est de ce fait nécessaire d'ôter périodiquement du fond les dépôts gui se sont accumulés et qui par leur nature et leur viscosité, ne sont pas facilement extirpables, particulièrement si on veut changer la nature du liquide à emmagasiner dans le réservoir 1, ou pour procéder à des opérations de manutention ou de réparation, lorsque lesdits matériaux sont de plus facilement inflammables et peuvent donner lieu à des mélanges explosifs avec l'air.

La forme d'exécution que l'on vient de décrire permet de procéder au lavage et nettoyage du réservoir 1 dans des conditions assurant le caractère ininflammable et non explosif des gaz contenus dans le réservoir 1. La fig. 2 représente seulement les parties de l'installation nécessaires au lavage.

Sur la fig. 2, on voit le réservoir 1 ayant contenu le liquide combustible, le récipient 2 contenant l'agent de lavage qui ici est le même que l'agent ignifugeant, la pompe 3 destinée à transférer l'agent de lavage du récipient 2 vers le réservoir 1, en le faisant passer à travers une électrovalve unidirectionnelle 4 et à travers les injecteurs 28, au moyen d'une conduite d'adduction 27 et de la vanne 29. Les injecteurs 28 sont agencés pour assurer l'injection à l'état liquide de l'agent de lavage sur les parois du réservoir 1 et sur sa partie supérieure, avec une énergie suffisante fournie par la pompe 3, d'une façon qui garantisse un lavage efficace, en combinant l'action mécanique avec les propriétés de solvant du liquide de lavage utilisé.

Les dépôts, devenus beaucoup plus fluides grâce aux propriétés de solvant du liquide de lavage, sont déchargés dans une décharge de fond 21 à travers une vanne 22 dans un bac de rétention 23 qui comprend un élément chauffant 24 permettant de faire évaporer le liquide de lavage. Ces vapeurs du liquide de lavage sont amenées, au moyen d'une conduite 25 munie d'une soupape de non retour 26, au compresseur 12 qui liquéfiera lesdites vapeurs, permettant ainsi leurs purifications au moyen d'un dispositif de purification 13 comprenant un groupe de séparateurs à chicanes et de filtres. Ceci permet de récupérer presque intégralement le liquide de lavage utilisé. Les autres produits sont récupérer par l'intermédiaire de la conduite 14.

Le cycle de lavage est déterminé de fois en fois suivant la nature du liquide qui était contenu dans le réservoir 1. La quantité de liquide de lavage introduit dans le réservoir 1 et le temps de cette introduction variera en fonction de la consistance des dépôts. En prévoyant deux ou plusieurs cycles de lavage selon les cas, on pourra parvenir à une pro5

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prêté complète du réservoir 1, et à l'emmagasinage des dépôts dans le bac de rétention 23.

Dans l'exemple décrit, le récipient 2 pour l'emmagasinage de l'agent ignifugeant et de lavage est de préférence apte à résister à la pression.

Le réservoir 1 et le récipient 2 font de préférence partie des structures portantes d'un navire.

Le transfert de la substance ignifugeante et de lavage est réalisé au moyen d'un unique moyen de pompage 3, commutable grâce à une vanne 29, pour pouvoir réaliser à choix les deux fonctions d'ignifugation et de lavage.

L'aspiration des gaz de l'agent ignifugeant et de lavage évaporés, et de compression de ces gaz, est réalisé au moyen d'un unique moyen d'aspiration et de compression 12, commutable au moyen d'une vanne prévue pour assurer à choix les deux fonctions d'ignifugation et de lavage.

La séparation des impuretés de l'agent d'ignifugation et de lavage est réalisée au moyen d'un unique ensemble d'épuration 13.

L'agent ignifugeant et de lavage est de préférence du gaz halogéné.

Dans une variante de la forme d'exécution décrite et représentée, l'installation pourrait être prévue uniquement pour rendre ininflammable et non explosif le liquide inflammable et explosif contenu dans un réservoir. Dans ce cas, cette variante ne comporterait que les parties représentées sur la fig. 12.

Les nombreux avantages de l'installation décrite sont énumérés ci-après.

Si une paroi d'un réservoir ne faisant pas partie de l'installation se rompt suite à un choc dû à des causes physiques telles qu'une collision entre le moyen qui transporte le liquide inflammable et un obstacle fixe ou mobile par exemple, ou chimiques telles qu'une explosion par exemple, le liquide contenu dans le réservoir sort, se vaporise en grande quantité, et se mélange à l'air environnant. La vapeur se trouve alors dans des conditions idéales pour pouvoir s'enflammer car elle est dans le champ d'inflammabilité décrit dans l'introduction. Il suffit alors d'une amorce telle qu'un point chaud ou une étincelle due à un frottement entre des parties métalliques, pour que le phénomène de combustion s'amorce et donne lieu à une sphère incandescente de vapeurs enflammées qui se propage et s'étend avec une grande rapidité.

Si le réservoir rompu est ie réservoir 1 ignifugé de l'installation de la présente invention, ie gaz ignifugeant qui constitue la presque totalité de l'atmosphère contenue dans le réservoir 1, sort avec le liquide; la chute de pression intervenue dans le réservoir 1 lors de sa rupture est immédiatement signalée par le manomètre 15. Comme il y a une liaison 6 entre le récipient 1 et le récipient 2 dans lequel est contenu l'agent ignifugeant, l'agent ignifugeant continue à sortir de l'ouverture en grande quantité grâce à la pression d'azote fournie par les dispositifs 16, 17 et 19, et cela même si, par suite de la collision la pompe 3 cesse de fonctionner. A l'extérieur, il y a alors un mélange de deux gaz, celui du liquide inflammable et celui de l'agent ignifugeant, beaucoup plus volatile dans les mêmes conditions. De cette façon, l'explosion est empêchée et, dans la majeure partie des cas, l'incendie aussi. Dans le pire des cas il s'agira d'une combustion facile à contrôler.

De plus, grâce à cette installation, une perte de liquide ou de gaz est immédiatement signalée par la chute de pression interne du réservoir 1 révélée par le manomètre 15.

Un autre avantage de cette installation est que, puisque l'atmosphère du réservoir est constituée d'un gaz inerte et ignifugeant, l'air ne pénètre jamais dans le réservoir 1 et les problèmes de corrosion par oxydation des parois du réservoir sont réduits.

Un autre avantage de cette installation est que, après le lavage du réservoir 1, on peut procéder à des manutentions du réservoir sous atmosphère inerte.

Un autre avantage de cette installation est qu'elle permet de procéder à des opérations de lavage tout de suite après avoir vidangé le réservoir, sans devoir faire recours à une installation externe. C'est un avantage considérable si le réservoir 1 décrit est un réservoir de charge d'un bateau citerne destiné au transport de liquides inflammables tels que le pétrole brut, par exemple, dans ce cas, le lavage peut être fait pendant la navigation, lors du voyage de retour entre le port de destination du brut et le port de chargement.

Un autre avantage de cette installation est que les dépôts de lavage peuvent être entassés dans un récipient adéquat, qui peut aussi être ignifugé si nécessaire.

Un autre avantage de cette installation est que la quantité d'agent ignifugeant et de lavage ne varie pas, à moins d'une perte inévitable. Elle constitue donc une charge fixe qui n'influence pas la stabilité du moyen sur lequel est disposé l'installation.

Un autre avantage de cette installation est qu'elle permet de disposer d'un réservoir d'agent ignifugeant avec une pompe de compression et des conduites, gui peuvent être utilisée, dans des conditions d'urgence, dans d'autres buts que ceux pour lesquels ils étaient prévus.

Un autre avantage de cette installation est que, s'il y a plusieurs réservoirs à protéger, il est possible d'avoir une simple installation d'ignifugation et de lavage dont les réservoirs sont interconnectés entre eux, en maintenant, évidemment la quantité globale d'agent ignifugeant identique à celle nécessaire qui dérive de la somme des quantités d'agent ignifugeant qu'il faut pour chaque réservoir.

Claims (1)

1. Revendications

   1. Installation pour rendre inflammable et non-ex-plosif, de façon permanente, un liquide inflammable et explosif lorsqu'il est contenu dans au moins un réservoir (1), caractérisée en ce qu'elle comprend:

   - au moins un récipient (2) pour l'emmagasinage d'au moins un agent ignifugeant sous forme de gaz liquéfié par compression,

   - des moyens d'adduction (6) et des moyens de transformation en phase gazeuse (5) dudit agent ignifugeant à l'intérieur du réservoir (1) de combusti5

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   ble à protéger d'un incendie ou d'une explosion dans la zone occupée par les vapeurs du combustible,

   - un manomètre (15) pour le contrôle de la pression à l'intérieur dudit réservoir (1) et commandant une value (4) située sur lesdits moyens d'adduction (6),

   - une pompe (3) pour le transfert dudit agent ignifugeant du récipient (2) contenant l'agent ignifugeant au réservoir (1) à protéger,

   - des moyens auxiliaires (16) pour fournir la pression d'une façon indépendante de ladite pompe (3), comprenant une bonbonne d'azote comprimé (16) avec un réducteur de pression (17) correspondant et un clapet (19),

   - des moyens (11) d'aspiration du réservoir (1) des gaz de la zone supérieure de ce réservoir occupée par les vapeurs, de façon à maintenir une pression constante dans ce réservoir lors d'une adjonction de liquide combustible à son intérieur,

   - des moyens (12) de compression des gaz de l'agent ignifugeant aspirés de la zone de vapeurs du combustible pour obtenir la liquéfaction,

   - des moyens (13) de séparation des impuretés dudit agent ignifugeant liquéfié.

   2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le récipient (2) pour l'emmagasinage de l'agent ignifugeant est apte à résister à la pression intérieure.

   3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit réservoir (1) et ledit récipient (2) font partie des structures portantes d'un navire.

   4. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que, pour permettre de laver le réservoir (1) ayant contenu le liquide combustible, le récipient (2) contenant au moins un agent ignifugeant et la pompe (3), assurant le transfert de l'agent ignifugeant dans le réservoir à protéger, assurent le lavage du réservoir à protéger, du fait que cet agent ignifugeant possède aussi la qualité d'agent de lavage, en ce qu'elle comporte des seconds moyens d'adduction (27) et des moyens d'injection (28) à l'état liquide de l'agent de lavage dans le réservoir (1), en ce qu'elle comporte des moyens (21, 23) d'accumulation des dépôts dérivant dudit lavage, en ce qu'elle comporte des moyens de chauffage (24) desdits dépôts dans le but de faire évaporer l'agent de lavage, des seconds moyens (12) de compression des gaz de l'agent ignifugeant et de lavage évaporés assurant sa liquéfaction lors du lavage, et en ce qu'elle comporte des seconds moyens (13) de séparation des impuretés dudit agent ignifugeant et de lavage liquéfié.

   5. Installation selon les revendications 1 et 4, caractérisée en ce qu'une vanne (29) permet de réaliser à choix l'une des deux fonctions d'ignifugation et de lavage pour le transfert de l'agent ignifugeant et de lavage dans le réservoir (1).

   6. Installation selon les revendications 1 et 4, caractérisée en ce que l'aspiration des gaz de l'agent ignifugeant et de lavage évaporés, et la compression de ces gaz, sont réalisées grâce à un unique moyen d'aspiration (11) et de compression (12) commutable par une vanne prévue pour assurer à

   choix chacune des deux fonctions d'ignifugation et de lavage.

   7. Installation selon les revendications 1 et 4, caractérisée en ce que les deux moyens de séparation des impuretés de l'agent de lavage, sont un unique ensemble d'épuration (13).

   8. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'agent ignifugeant et de lavage est du gaz halogéné.

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