Anlagensicherheit und Genehmigung von - NachhaltigWirtschaften.at
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Leitfaden – <strong>Anlagensicherheit</strong> <strong>und</strong> <strong>Genehmigung</strong> <strong>von</strong> Biomassevergasungsanlagen Sicherheitstechnik<br />
Für ein exemplarisches Brenngasgasgemisch aus 28 Vol.-% Wasserstoff <strong>und</strong> 50<br />
Vol.-% Stickstoff ergibt sich bei Verwendung der Grenzkurve ein Oxid<strong>at</strong>oranteil <strong>von</strong><br />
22 Vol.-% der den maximalen Luftanteil darstellt bei dem ein Brennstoff Luftgemisch<br />
an der Explosionsgrenze liegt.<br />
Derartige Diagramme stellen den Zusammenhang für beliebige Brenngasgemische<br />
dar, berücksichtigen jedoch den Temper<strong>at</strong>ur- <strong>und</strong> Druckeinfluss auf die Ausprägung<br />
der Zündgrenzen nicht. Prinzipiell kann <strong>von</strong> einer Aufweitung der Zündgrenzen bei<br />
steigenden Brenngasgemischtemper<strong>at</strong>uren ausgegangen werden – zu begründen ist<br />
die erhöhte Zündwilligkeit durch ein erhöhtes Energieniveau auf Gr<strong>und</strong> der<br />
gesteigerten Gemischtemper<strong>at</strong>ur (siehe Abbildung 8-9).<br />
100<br />
Fuel Concentr<strong>at</strong>ion<br />
[Vol.%]<br />
0<br />
UFL<br />
Flammable<br />
Mixture<br />
LFL<br />
Temper<strong>at</strong>ure<br />
Auto ignition<br />
Abbildung 8-9: Temper<strong>at</strong>ureinfluss auf die Zündgrenzen <strong>und</strong> die Selbstentzündung<br />
[75]<br />
Bei einer ausreichend hohen Gemischtemper<strong>at</strong>ur führt dies zur Selbstentzündung<br />
(Autoignition) – der Verbrennungsvorgang beginnt spontan <strong>und</strong> sorgt für die<br />
Oxid<strong>at</strong>ion des Brenngasgemisches, allein der Zündverzug <strong>und</strong> der jeweilige Anteil<br />
des Oxid<strong>at</strong>ors (Luft) bestimmen die Heftigkeit der Explosion. Bei derartig hohen<br />
Gemischtemper<strong>at</strong>uren im Selbstentzündungsbereich kann <strong>von</strong> einer langsamen<br />
Verbrennung, die zu explosionsähnlichen Zuständen mit moder<strong>at</strong>en Explosionsdrücken<br />
führt, ausgegangen werden. Dieser Vorgang ist aber auf keinen Fall mit der<br />
spontanen Entzündung <strong>von</strong> kalten Brenngasgemischen an heißen Oberflächen oder<br />
mit Flammausbreitungsvorgängen <strong>von</strong> heißen in kalte Anlagenbereiche mit den<br />
entsprechenden Explosionsvorgängen zu verwechseln. Effekte in Bezug auf die<br />
obere <strong>und</strong> untere Explosionsgrenze sind auf die erwähnten Wärmeleiteffekte in<br />
mageren Brenngemischen der unteren Explosionsgrenze bzw. Erscheinungen in<br />
kalten Flammen in fetten Gemischen an der oberen Explosionsgrenzen zurückzuführen.<br />
Die Temper<strong>at</strong>urabhängigkeit der Explosionsgrenzen ist der Liter<strong>at</strong>ur <strong>und</strong> den<br />
entsprechenden Stoffwertesammlungen für Brennstoff/Oxid<strong>at</strong>or Gemische zu<br />
entnehmen (siehe Abbildung 8-10, Abbildung 8-11). Verfügbar sind die folgenden<br />
Stoffwerte für brennbare Gemische aus Methan CH4, Kohlenmonoxid CO oder<br />
Wasserstoff H2 mit Luft <strong>und</strong> Stickstoff bzw. Wasserdampf.<br />
197 Institut für Wärmetechnik – TU Graz
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