Determination of assumptions for neutralization techniques and protection of metallic sodium residues in rescue operation conditions

The paper presents results of investigation on the safety of sodium neutralization processes using water and alcohol-water mixtures. The tests used methanol, ethanol, 2-propanol and ethylene glycol as liquids completely miscible with water. The probability of explosion and ignition was established for small sodium samples and the influence of the presence of free space in the container on the probability of explosion. The temperature increase for the tested alcohol-water mixtures was examined and the safety parameters of neutralization processes were determined. It was shown that the most promising neutralization parameters from among the tested substances were recorded by solutions containing 90% of 2-propanol and possibly also ethanol, which allowed the safe neutralization of 20 grams of sodium metal per litre of the mixture. The way in which the density of the liquid influences the risk of ignition during the sodium neutralisation process was identified. It has been proven that ethylene glycol is of little use in the neutralization process despite its relatively high ignition temperature. The research also showed that directly covering pieces of metallic sodium with a dry mineral sorbent to protect it from absorbing moisture does not improve the safety level of the protected sample intended for transport from the scene of the incident.

---

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące bezpieczeństwa prowadzenia procesów neutralizacji sodu z wykorzystaniem wody oraz mieszanin alkoholi z wodą. W badaniach wykorzystano metanol, etanol, 2-propanol oraz glikol etylenowy jako ciecze całkowicie mieszalne z wodą. Określono prawdopodobieństwo wybuchu oraz zapłonu dla małych próbek sodu oraz wpływ obecności wolnej przestrzeni pojemnika na prawdopodobieństwo wybuchu. Zbadano przyrost temperatury dla badanych mieszanin alkoholowo-wodnych oraz określono parametry bezpieczeństwa prowadzenia procesów neutralizacji. Wykazano, że najbardziej obiecujące parametry neutralizacyjne wśród badanych substancji wykazywały roztwory zawierające 90% 2-propanolu oraz względnie etanolu, pozwalające przeliczeniowo na bezpieczną neutralizacje 20 gramów sodu w litrze mieszaniny. Określono, w jaki sposób gęstość cieczy wpływa na ryzyko zapłonu podczas procesu neutralizacji sodu. Udowodniono małą przydatność glikolu etylenowego w procesie neutralizacji mimo relatywnie wysokiej temperatury zapłonu. W ramach badań wykazano także, iż bezpośrednie zasypanie kawałków metalicznego sodu suchym sorbentem mineralnym w celu zabezpieczenia jego przed pochłanianiem wilgoci nie podnosi poziomu bezpieczeństwa zabezpieczonej próbki przeznaczonej do transportu z miejsca zdarzenia.