Ex-Untersuchungen an der Grenze

Transkript

1 Ex-Untersuchungen an der Grenze Hand out Lunch & Learn am

2 Agenda Zielsetzung des es und Schutzkonzepte Wichtige sicherheitstechnische und Abhängigkeiten Laboratorien und Apparaturen für die Bestimmung des Explosionsverhaltens Unsere im Ex-Schutz Seite 2

3 Zielsetzung des es Gefährdungen infolge von Explosionen nicht zulassen! Welche Grenzen dürfen nicht überschritten werden? Gleichzeitig und am gleichen Ort sollen nicht vorhanden sein Brennstoff und Oxidationsmittel in explosionsfähiger Zusammensetzung und zündfähige Zündquellen Brennstoff Oxidationsmittel Zündquellen Wenn doch: Ergreifen von geeigneten die Explosionsauswirkung begrenzenden Maßnahmen Seite 3

4 Wodurch werden die Grenzen im bestimmt? Sicherheitstechnische geben Auskunft, ob explosionsfähige Atmosphäre vorliegt und ob diese mit welchen Folgen gezündet werden kann sind abhängig von Prozesstemperaturen Prozessdrücken Prozesskonzentrationen Brennstoff Zündquellen Prozessführung bestimmt die Wirtschaftlichkeit der Anlagen Oxidationsmittel Seite 4

5 Wie werden die Grenzen eingehalten? Erstellen und Umsetzen eines konzeptes konzept Integrierter Bestandteil des Anlagensicherheitskonzeptes Auch wird gewährleistet durch: Geeignete Organisation Geeignete Technik Ausreichende Dokumentation (u.a. Ex-Schutzdokument) Deren Ineinandergreifen Brennstoff Oxidationsmittel Zündquellen Seite 5

6 -Konzepte Vermeiden explosionsfähiger Atmosphäre (Primärer ) Inertisierung, Konzentrationsbegrenzung Prozesskonzentration, Ex-Grenzen, Sauerstoffgrenzkonzentration Vermeiden von Zündquellen (Sekundärer ) Zoneneinteilung, Gerätekategorien Prozesstemperatur, Zündtemperatur Brennstoff Zündquellen Konstruktiver (Tertiärer ) Druckfeste Bauweise, Ex-Entkopplung Prozessdruck, Explosionsdruck, Druckanstiegsgeschwindigkeit Oxidationsmittel Seite 6

7 Wechselwirkung für Sicherstellung des es Prozessführung Sicherheitstechnische konzept Seite 7

8 Dämpfe und Gase: Wichtige für den Flammpunkt Zündtemperatur (AIT) Untere und obere Explosionsgrenze (UEG, OEG) Sauerstoffgrenzkonzentration Maximaler Explosionsdruck Maximaler zeitlicher Druckanstieg Mindestzündtemperatur Die sind stark abhängig von Druck und Temperatur. Seite 8

9 Aufgewirbelte brennbare Stäube: Wichtige für den Staubexplosionsfähigkeit Mindestzündenergie (MZE) Mindestzündtemperatur Untere Explosionsgrenze Sauerstoffgrenzkonzentration Maximaler Explosionsdruck Maximaler zeitlicher Druckanstieg Die sind stark abhängig von Feuchtigkeit und Korngrößenverteilung der Probe. Seite 9

10 Aufgewirbelte brennbare Stäube: Messapparaturen Modifizierte Hartmann-Apparatur Screening auf Staubexplosionsfähigkeit MIKE 3-Apparatur Bestimmung der Mindestzündenergie Einwaagen je Messung bis 1,2 g (ca. 5 Messungen) bis 3 g (>10 Messungen) Godbert-Greenwald-Ofen Bestimmung der Mindestzündtemperatur 0,1 g (> 10 Messungen) 20 l-kugel bis 30 g (je ca. 10 Messungen) Untersuchung auf Staubexplosionsfähigkeit Bestimmung der unteren Explosionsgrenze Bestimmung der Sauerstoffgrenzkonzentration Maximaler Explosionsdruck Maximaler zeitlicher Druckanstieg Seite 10

11 Aufgewirbelte brennbare Stäube: Betriebsweisen und Gefährdung der Messapparaturen modifiz. Hartmann-Apparatur MIKE 3-Apparatur Godbert-Greenwald-Ofen offen betrieben offen betrieben offen betrieben 20 l-kugel geschlossen betrieben ABER: Nach jedem Versuch wird mechanisch gereinigt (Staubsauger, Bürste, ) Reinigung erfolgt offen Probenvorbereitung offen Schutz der Mitarbeiter vor gefährlichen Prüfgegenständen und unbekannten Pyrolyseprodukten notwendig! Seite 11

12 Vermeidung von Kontaminationen durch Sicherheitswerkbänke Personenschutz durch Frontluftschleier Größere Arbeitsöffnung durch Frontluftschleier Umgebungsschutz durch HEPA Filter in der Abluft Einsatzgebiete der Sicherheitswerkbänke Allgemeine Probenvorbereitung/Reinigung Staub Vor-/Nachbereitung Autoklaven und Stahlhülsen Apparaturen: Korngrößenverteilung, Hartmannrohr, MZE, 20 l-kugel, Methodentrockner Umgang mit CMR-Stoffen und Wirkstoffen ohne Gefährdung möglich! Seite 12

13 Ex-Grenzen von Gasen und Dämpfen Aufgabenstellung Industriell interessante Prozessbedingungen erweitern sich zu höheren Drücken und Temperaturen (z.b. partielle Oxidationen) Insbesondere für den Verlauf der oberen Explosionsgrenzen besteht starke Abhängigkeit von Druck und Temperatur Zündtemperatur ist druckabhängig Schlechte Verfügbarkeit experimenteller Daten für nicht atmosphärische Bedingungen (z.b. Chemsafe-Datenbank) Theoretische Vorhersagbarkeit ist sehr eingeschränkt Seite 13

14 Leistungsfähige Apparaturen für Ex-Untersuchungen Explosionsgrenzen und Zündtemperaturen für Gase/Dämpfe bei hohem Druck und hoher Temperatur Teilautomatisierte Messapparatur für Explosionsgrenzen (UEG, OEG) und Zündtemperaturen mit unterschiedlichen Dosierkonzepten für flexible Gasmischungen Messungen bis zu 400 C oder 50 bar in zwei parallelen Autoklaven mit 0,75 dm³. Bis 300 C alternativ in 14 dm³ Kugel Komponentenweise, kontinuierliche, hochgenaue Dosierung Coriolis Massefluss-Regler (0 50 g/h bis zu g/h für Gase, Flüssigkeiten und Prüfgasgemische) Seite 14

15 PFD des experimentellen Set-ups für Ex-Untersuchungen Autoklav 1 Ofen 1 Gasflaschen Komponentendosierung (gas oder flüssig) turbulente Vermischung Autoklav 2 Ofen 2 Druckregelung Abgas alternativ 14 dm³ Kugel Thermostat PLS für Steuerung und Regelung Seite 15

16 Neue Laboratorien der Siemens EC Seite 16

17 Neue Laboratorien der Siemens EC Seite 17

18 Unsere im Bestimmung sicherheitstechnischer Kenndaten (für Gewährleistung des es unerlässlich) unter Normbedingungen und bei extremen Bedingungen für CMR- und Wirkstoffe Entwicklung und Umsetzung von konzepten Erstellung von dokumenten Auslegung der Druckentlastungseinrichtungen Seite 18

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Siemens Engineering & Consulting Dr. Bert Vollbrecht I IA AS PA EC Industriepark Höchst B Frankfurt am Main team-ec.industry@siemens.com