Welke gasdetectie heb je nodig bij vergassing van afval en biogrondstoffen?

Veiligheid belangrijk aandachtspunt

Vergassing van afval en biogrondstoffen kan bijdragen aan een circulaire economie en het verminderen van het gebruik van fossiele grondstoffen. Hoe groot de klimaat- en milieuwinst daadwerkelijk is, hangt echter sterk af van de gebruikte grondstof, het vergassingsproces, de toepassing van het geproduceerde gas én van wat er anders met de reststroom zou zijn gebeurd. Vergassing is dus niet automatisch duurzaam.

Maar los van die discussie brengt de technologie nog een ander belangrijk aandachtspunt met zich mee: veiligheid.

Bij vergassing ontstaat synthesegas, vaak syngas genoemd. Dat is geen enkel gas, maar een mengsel dat onder andere koolmonoxide, waterstof en methaan kan bevatten. Een aantal van deze gassen is giftig of brandbaar.

Vanuit mijn vakgebied kom ik dan al snel bij de vraag: welke gasdetectie heb je eigenlijk nodig bij vergassing van afval en biogrondstoffen?

Welke gassen zitten er in syngas?

De samenstelling van syngas hangt onder andere af van de grondstof, de vergassingstechnologie en de procescondities. Belangrijke componenten zijn doorgaans koolmonoxide (CO) en waterstof (H2). Daarnaast kunnen onder andere methaan (CH4), koolstofdioxide (CO2) en verschillende verontreinigingen aanwezig zijn.

Je moet daarom eerst weten welke gassen kunnen ontstaan en vervolgens bepalen welke risico's je wilt detecteren.

Koolmonoxide (CO)

Koolmonoxide is zeer giftig en je kunt het niet zien of ruiken. Een lekkage kan daardoor plaatsvinden zonder dat medewerkers dit zelf opmerken. Blootstelling kan bovendien al bij relatief lage concentraties schadelijk zijn.

Voor continue CO-bewaking worden veelal elektrochemische sensoren toegepast. Welke sensor en welk meetbereik geschikt zijn, hangt af van de situatie.

Waterstof (H2)

Waterstof is niet giftig, maar wel zeer brandbaar. Bij een lekkage kan in combinatie met lucht een ontvlambaar mengsel ontstaan. Waterstof is bovendien zeer licht en verspreidt zich snel.

Voor waterstofdetectie bestaan verschillende sensortechnologieën, waaronder katalytische en MPS-sensoren. De juiste keuze hangt onder andere af van de toepassing, het concentratiebereik, andere aanwezige gassen en de omgevingscondities.

Methaan (CH4)

Ook methaan kan onderdeel zijn van syngas en is brandbaar. Voor methaandetectie worden onder andere katalytische en infraroodsensoren gebruikt.

Methaan is lichter dan lucht, maar dat betekent niet automatisch dat iedere detector tegen het plafond moet hangen. Ventilatie, temperatuur, luchtstromen en mogelijke lekpunten bepalen mede waar gas terechtkomt.

Koolstofdioxide (CO2)

CO2 is niet brandbaar, maar kan bij hoge concentraties een risico voor mensen vormen. Een ophoping kan bovendien samengaan met een afname van het zuurstofgehalte. Vooral in besloten of slecht geventileerde ruimtes moet je hiermee rekening houden.

CO2 wordt doorgaans met infraroodtechnologie gemeten. In sommige situaties kan daarnaast zuurstofdetectie relevant zijn.

Kunnen er nog andere gevaarlijke gassen ontstaan?

Afhankelijk van de afval- of biogrondstoffen kunnen in ruw syngas bijvoorbeeld ook waterstofsulfide (H2S), ammoniak (NH3) en andere verontreinigingen voorkomen.

H2S is bijvoorbeeld al bij lage concentraties giftig. Als uit de risicoanalyse blijkt dat medewerkers hieraan kunnen worden blootgesteld, kan specifieke H?S-detectie noodzakelijk zijn.

Je kiest dus niet eerst een gasdetector en kijkt vervolgens waar je hem kunt ophangen. Je begint bij de mogelijke gassen en de risico's van het proces.

Kun je meerdere gassen met één detector bewaken?

Met multigasdetectoren kun je meerdere gasrisico's tegelijkertijd bewaken. Eén instrument kan bijvoorbeeld sensoren bevatten voor CO, H2S, zuurstof en brandbare gassen.

Dat betekent overigens niet dat één sensor automatisch al deze gassen meet. Een multigasdetector kan verschillende sensoren en sensortechnologieën combineren.

Bij syngas kan dat interessant zijn, omdat één lekkage verschillende risico's kan veroorzaken. Een mengsel van CO en H2 kan bijvoorbeeld zowel een toxisch als een explosierisico opleveren. Alleen CO meten zegt dan niet voldoende over het explosierisico, terwijl alleen bewaking op brandbare gassen onvoldoende zegt over mogelijke blootstelling aan CO.

Welke combinatie nodig is, volgt dus uit de risicoanalyse.

Heb je vaste of portable gasdetectie nodig?

Ook hier is het antwoord niet automatisch óf-óf. Vaste en portable gasdetectie kunnen elkaar juist aanvullen.

Vaste gas(lek)detectoren bewaken continu vooraf bepaalde risicolocaties en potentiële lekpunten. Ze kunnen worden gekoppeld aan een gasdetectiecentrale en bijvoorbeeld een alarm, ventilatie of andere veiligheidsmaatregelen activeren.

Portable gasdetectoren bewegen met medewerkers mee en kunnen bescherming bieden tijdens bijvoorbeeld inspecties, onderhoud en werkzaamheden op locaties waar de risico's kunnen veranderen. Een portable multigasdetector kan daarbij verschillende gassen tegelijkertijd bewaken.

Bij werkzaamheden in of rond een vergassingsinstallatie kan daarom een combinatie van vaste en portable detectie passend zijn. De vaste installatie bewaakt het proces of gebied continu; de portable detector bewaakt de omgeving van de medewerker tijdens zijn werkzaamheden.

Waar plaats je gasdetectoren?

De plaatsing van gasdetectoren bepaal je op basis van het lekkagescenario en niet alleen op basis van de dichtheid van een gas.

Natuurlijk speelt dichtheid een rol. Waterstof en methaan zijn bijvoorbeeld lichter dan lucht. Maar je hebt ook te maken met ventilatie, procesdruk, temperatuur, obstakels en luchtstromen.

Potentiële lekpunten zijn bijvoorbeeld flenzen, afsluiters, compressoren, leidingverbindingen, gasreinigingsinstallaties, opslagvoorzieningen en monsternamepunten.

Vervolgens kijk je hoe gas zich vanaf zo'n lekpunt waarschijnlijk verspreidt. "Waterstof stijgt, dus de detector moet aan het plafond" is daarom te kort door de bocht. Soms bereik je een lekkage veel eerder met een detector dichter bij de bron.

Vind de juiste gasdetectieoplossing

Een goede gasdetectieoplossing begint met vragen als: Wat kan er lekken? Waar kan het lekken? Wat is het risico? Wie kan eraan worden blootgesteld? Hoe verspreidt het gas zich? En wat moet er gebeuren als je het detecteert?

Daaruit volgen de sensortechnologie, het meetbereik, vaste en/of portable detectie, het aantal detectoren, de locaties en de eventuele koppeling met alarmering, ventilatie of procesbeveiliging.

Neem gasveiligheid al mee tijdens het ontwerp

Nieuwe technologieën kunnen een rol spelen bij het beter benutten van reststromen en het verminderen van onze afhankelijkheid van fossiele grondstoffen. Tegelijkertijd brengen nieuwe processen ook nieuwe veiligheidsvraagstukken met zich mee.

Mijn advies is daarom om gasdetectie niet als een voorziening te zien die je aan het einde van een project nog even toevoegt. Neem gasveiligheid al mee bij de risicoanalyse en het ontwerp.

De belangrijkste vraag is uiteindelijk niet: welke gasdetector moet ik kopen? Maar: welk gasrisico wil ik beheersen en hoe weet ik zo snel mogelijk dat er iets misgaat?