Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Explosionsgefahren beim Eintrag von Schüttgütern in inertisierte Systeme mit Lösemitteln
In der betrieblichen Praxis gehört der Eintrag von Schüttgütern in Vorlagen brennbarer Lösemittel zu einem weitverbreiteten Prozessschritt. Hierbei wird das Schüttgut üblicherweise hündisch aus Kleingebinden über Trichter oder Sackschütten einem mit brennbaren Flüssigkeiten teilgefüllten Reaktor zugeführt. Da die Lösemittel vielfach Flammpunkte unterhalb der Verarbeitungstemperatur aufweisen, wird durch Inertisierung der Reaktoren das Auftreten explosionsfähiger Dampf/Luft-Gemische verringert. Trotz dieser gängigen Herangehensweise treten bei der Auslegung von Explosionsschutzkonzepten immer wieder Schwierigkeiten bei der Beurteilung der Auftretenswahrscheinlichkeit von Zündgefahren und der demnach zu tolerierenden Wahrscheinlichkeit des Auftretens von explosionsfähigen Dampf/Luft- Gemischen auf. Insbesondere die Berücksichtigung der erforderlichen funktionalen Sicherheit von Überwachungsmaßnahmen im Explosionsschutz wirft die Frage auf, inwieweit bisher betriebsbewährte Explosionsschutzkonzepte weiterhin als Stand der Technik gelten können. Im Folgenden wird zusammengefasst, welche Explosionsgefahren bei der Förderung von Stäuben auftreten, welche Zündrisiken bei Anwesenheit brennbarer Lösemitteldämpfe zusätzlich vorhanden sind, und welche Möglichkeiten bestehen, Stäube gefahrlos in Lösemittelvorlagen einzubringen. Dazu ist teilweise eine prozessschrittweise erfolgende Betrachtung erforderlich, da eine pauschale Betrachtung auf der Grundlage der Zoneneinteilung nicht ausreichend ist, um Prozesse zu bewerten, bei denen Zündquellen (in diesem Fall Büschelentladungen durch den Staubeintrag) und das Auftreten gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre (in diesem Fall Sauerstoffzutritt durch die Staubzugabe) nicht unabhängig voneinander auftreten, sondern miteinander gekoppelte Vorgänge sein können. Im Rahmen des vorliegenden Fachartikels wurden daher insbesondere Lösungsansätze beschrieben, die anhand eines Prozessschritt orientierten Ansatzes unabhängig von einer pauschalen Zoneneinteilung das Auftreten von explosionsfähigen Gemischen und Zündquellen in Bezug zur bekannten Risikomatrix nehmen, um eine systematische Bewertung der erforderlichen funktionalen Sicherheit zu ermöglichen. Anhand von Beispielen wurde diesbezüglich aufgezeigt, dass die Grundlage eines dem Stand der Technik entsprechenden Explosionsschutzkonzeptes nicht in erster Linie in der Auslegung der funktionalen Sicherheit, sondern vielmehr in den stofflichen sowie verfahrenstechnischen Randbedingungen zu suchen ist. Darüber hinaus wurde die Auslegung der funktionalen Sicherheit von erforderlichen Explosionsschutzmaßnahmen in Bezug zum Entwurf der TRBS 2152-5 gesetzt und anhand der Risikomatrix verdeutlicht.
Explosionsgefahren beim Eintrag von Schüttgütern in inertisierte Systeme mit Lösemitteln
In der betrieblichen Praxis gehört der Eintrag von Schüttgütern in Vorlagen brennbarer Lösemittel zu einem weitverbreiteten Prozessschritt. Hierbei wird das Schüttgut üblicherweise hündisch aus Kleingebinden über Trichter oder Sackschütten einem mit brennbaren Flüssigkeiten teilgefüllten Reaktor zugeführt. Da die Lösemittel vielfach Flammpunkte unterhalb der Verarbeitungstemperatur aufweisen, wird durch Inertisierung der Reaktoren das Auftreten explosionsfähiger Dampf/Luft-Gemische verringert. Trotz dieser gängigen Herangehensweise treten bei der Auslegung von Explosionsschutzkonzepten immer wieder Schwierigkeiten bei der Beurteilung der Auftretenswahrscheinlichkeit von Zündgefahren und der demnach zu tolerierenden Wahrscheinlichkeit des Auftretens von explosionsfähigen Dampf/Luft- Gemischen auf. Insbesondere die Berücksichtigung der erforderlichen funktionalen Sicherheit von Überwachungsmaßnahmen im Explosionsschutz wirft die Frage auf, inwieweit bisher betriebsbewährte Explosionsschutzkonzepte weiterhin als Stand der Technik gelten können. Im Folgenden wird zusammengefasst, welche Explosionsgefahren bei der Förderung von Stäuben auftreten, welche Zündrisiken bei Anwesenheit brennbarer Lösemitteldämpfe zusätzlich vorhanden sind, und welche Möglichkeiten bestehen, Stäube gefahrlos in Lösemittelvorlagen einzubringen. Dazu ist teilweise eine prozessschrittweise erfolgende Betrachtung erforderlich, da eine pauschale Betrachtung auf der Grundlage der Zoneneinteilung nicht ausreichend ist, um Prozesse zu bewerten, bei denen Zündquellen (in diesem Fall Büschelentladungen durch den Staubeintrag) und das Auftreten gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre (in diesem Fall Sauerstoffzutritt durch die Staubzugabe) nicht unabhängig voneinander auftreten, sondern miteinander gekoppelte Vorgänge sein können. Im Rahmen des vorliegenden Fachartikels wurden daher insbesondere Lösungsansätze beschrieben, die anhand eines Prozessschritt orientierten Ansatzes unabhängig von einer pauschalen Zoneneinteilung das Auftreten von explosionsfähigen Gemischen und Zündquellen in Bezug zur bekannten Risikomatrix nehmen, um eine systematische Bewertung der erforderlichen funktionalen Sicherheit zu ermöglichen. Anhand von Beispielen wurde diesbezüglich aufgezeigt, dass die Grundlage eines dem Stand der Technik entsprechenden Explosionsschutzkonzeptes nicht in erster Linie in der Auslegung der funktionalen Sicherheit, sondern vielmehr in den stofflichen sowie verfahrenstechnischen Randbedingungen zu suchen ist. Darüber hinaus wurde die Auslegung der funktionalen Sicherheit von erforderlichen Explosionsschutzmaßnahmen in Bezug zum Entwurf der TRBS 2152-5 gesetzt und anhand der Risikomatrix verdeutlicht.
Explosionsgefahren beim Eintrag von Schüttgütern in inertisierte Systeme mit Lösemitteln
Reinecke, Matthias (Autor:in) / Hesener, Ute (Autor:in)
2014
15 Seiten, Bilder, Tabellen, 4 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Brand- und Explosionsgefahren von Nanomaterialien
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