Sicherheit und Gefahrenabwehr

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1 Sicherheit und Gefahrenabwehr Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Hochschule Magdeburg / Stendal Fachbereich Bauwesen DAS IB GmbH LFG -& Biogas -Technology Biogas-, Klärgas- und Deponiegastechnologie: Beratung, Planung, Projektierung Schulung von Betreiberpersonal Sachverständigentätigkeit u.a. nach 29a BImSchG und öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger bei der IHK zu Kiel Kaufm. Sitz: Flintbeker Str. 55 D Kiel Techn. Sitz: Preetzer Str. 207 D Kiel Tel.: # 49 / 431 / u. - 8 Fax.: # 49 / 431 / S. 1

2 nbezogene Sicherheitsbetrachtung von Biogasanlagen Auszug aus der Bachelorarbeit Christian Kusche DAS IB GmbH,, Kiel DAS IB GmbH LFG -& Biogas -Technology Biogas-, Klärgas- und Deponiegastechnologie: Beratung, Planung, Projektierung Schulung von Betreiberpersonal Sachverständigentätigkeit u.a. nach 29a BImSchG und öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger bei der IHK zu Kiel Kaufm. Sitz: Flintbeker Str. 55 D Kiel Techn. Sitz: Preetzer Str. 207 D Kiel Tel.: # 49 / 431 / u. - 8 Fax.: # 49 / 431 / S. 2

3 Aufbau der Arbeit: Komponente Gefahrenpotenzial: Mensch Umwelt Gefahrenpotenzial für: Mensch Umwelt Gefahrenabwehrmaßnahmen

4 Zusammensetzung des Biogases: Komponente Biogashandbuch Bayern [Vol.-%] Fachverband Biogas [Vol.-%] Annahme Bachelorarbeit [Vol.-%] Methan Kohlendioxid Schwefelwasserstoff S. 4

5 Dichte des Biogases: Stoff Methan Kohlendioxid Schwefelwasserstoff Biogas Luft Strukturformel CH 4 CO 2 H 2 S Dichte [kg/nm³] 0,720 1,976 1,536 1,374 1,296 Trennung der Biogaskomponenten: kein Dipolmoment kein Bindungsbestreben S. 5

6 Brisanz von Biogas Vergleich eines Biogasspeichers mit einem Flüssiggastank Biogasspeicher: - V = 480 m³ - 50 Vol.-% brennbares Gas - Heizwert: 5 kwh/m³ Propangasspeicher: - V = 6 m³ (ca kg) Vol.-% brennbares Gas - Heizwert: 12,87 kwh/m³ Berechnung: Biogas: 480 m³ x 5 kwh/m³ = kwh Propan: kg x 12,87 kwh/m³ = kwh 15 fach mehr Energie durch Flüssiggasspeicher S. 6

7 Zündquellen auf Biogasanlagen: Zündquelle Gefahrenpotenzial Beispiel Betriebszustand Heiße Oberflächen Turbolader Normalbetrieb Elektrische n Schließen elektr. Stromkreise Normalbetrieb Elektrische Ausgleichsströme fehlender Potenzialausgleich Störung Blitzschlag Umwelt Blitz Restrisiko Statische Elektrizität Mensch statische Aufladung der Kleidung / des Menschen Störung elektromagnetische Wellen (10 4 Hz bis 3x10 12 Hz) Mensch Mobiltelefon Störung Flammen und heiße Gase austretende Abgase (Fackel) Störung Mechanisch erzeugte Funken Mensch Heißarbeiten Wartung elektromagnetische Wellen (10 11 Hz bis 3x10 15 Hz) Mensch Laserstrahlen bei Vermessung Wartung Ionisierene Strahlung Ultraschall Füllstandsmessgerät für Gasspeicher Störung Adiabate Kompression Druckluftkompressor Normalbetrieb S. 7

8 Sicherheitsbetrachtung des Fermenters Schwefelwasserstoffkonzentration abhängig von Substrat (Eiweiß) Gefahrenpotenzial für die : - 2H 2 S + 3O 2 2H 2 SO 3 H 2 S + 2O 2 H 2 SO 4 Korrosion an Beton und Stahl Quelle: Paproth S. 8

9 Gefahrenpotenzial für den Menschen: H 2 S ist schwerer als Luft Quelle: is/stoffdb/index.jsp# S. 9

10 Gefahrenabwehr: säurebeständige Bauweise Edelstahl V2A und V4A Betonfestigkeitsklasse: C35/45 (in Gasphase) C25/30 (in Flüssigkeitsphase) Entschwefelung Messgeräte für Personenschutz S. 10

11 Sicherheitsbetrachtung der Vorgrube gezielte Hydrolyse in Vorgrube möglich Phase 1 + 2: ph Wert: < 5 sauerstoffverträgliche Bakterien Phase 3 + 4: ph Wert: 7 bis 8 sauerstoffunverträgliche Bakterien Entstehung von H 2 und H 2 S in Vorgrube möglich S. 11

12 Explosion in einer Rohrleitung Beurteilung eines Loches Volumenstrom: 150 m³/h Vorraussetzung: explosionsfähiges Gemisch 16,5 Vol.-% CH 4 (OEG) 11,6 Vol.-% O 2 Stoff Biogas [Vol.-%] Luft [Vol.-%] Gemisch [Vol.-%] Methan ,5 Kohlendioxid ,3 Schwefelwasserstoff 1 0 0,3 Sauerstoff Stickstoff ,6 Das Loch muss 3 mal so groß sein wie der Rohrdurchmesser S. 12

13 Abbrand des BHKW Aufstellungsraumes nach Austausch des Motors kommt es zum Abbrand des Containers Schadensursache: Holzlatte Zündquelle: heiße Abgase Folge: Totalschaden S. 13

14 Fazit: Das Zusammenwirken mehrerer Gefahrenpotenziale führt zu einer Havarie Der Mensch stellt größtes Gefahrenpotenzial dar Die Explosionsgefahr auf Biogasanlagen wird überbewertet S. 14

15 Ich bedanke mich für Ihre Aufmerksamkeit!