Verfahrenstechnik 9/2020

TOP-THEMA I

TOP-THEMA I SCHÜTTGUTTECHNIK Ganzheitliches Konzept Explosionsschutz bei der Verarbeitung von brennbaren Schüttgütern Beim Thema Explosionsschutz in der Schüttgutverarbeitung gilt: Jedes Anlagenelement muss für sich betrachtet werden. Aber nur in Kombination mit einer ganzheitlichen Betrachtung der Anlage entsteht ein sicheres und wirtschaftliches Gesamtkonzept. Vom LKW oder Güterwagon wird das jeweilige Schüttgut meist in Schüttgossen überführt. Gerade bei Befülleinrichtungen von brennbaren Stäuben ist es oftmals ausreichend, Maßnahmen des vorbeugenden Explosionsschutzes anzuwenden. Dabei nimmt die „Vermeidung wirksamer Zündquellen“ eine vorrangige Stellung ein. Ferner schützen Erdungsüberwachungssysteme vor Funkenentladungen. Eine sorgfältige Arbeitsweise des Personals sowie entsprechende Schulungen sind erforderlich. Zudem sollten Vereinbarungen mit den Lieferanten zur Sicherstellung der glimmnestfreien Anlieferung des Rohmaterials getroffen werden. In Förderanlagen beispielsweise erfordern unterschiedliche Bauformen abgestimmte Explosionschutzkonzepte. Es gibt Maßnahmen, die Explosionen in Förderern vermeiden, ohne Schutzeinrichtungen zu installieren. Dazu zählen begrenzte Fördergeschwindigkeiten, geeignete Materialpaarungen und zündsicherheitskonforme Auslegungen. Offene Bandförderer sind relativ unkritisch. Das Material wird nicht aufgewirbelt und hat keinen Kontakt zu heißen Oberflächen. Ganz im Gegenteil zu Trogketten- und Schneckenförderern: In Abhängigkeit von der Feinheit, der Feuchte und der Staubungsneigung des Schüttguts, dem Förderprinzip und der Fördergeschwindigkeit sowie der angeschlossenen Anlagenteile kann ein konstruktiver Explosionsschutz über Druckentlastung notwendig sein. Damit sich Explosionen, die in angrenzenden Anlagenteilen entstehen, nicht über angeschlossene Förderer verbreiten, werden Atex-geprüfte Löschmittelsperren, Quenchventile oder Rückschlagklappen eingesetzt. Kombiniertes Schutzsystem für Elevatoren Elevatoren stellen eine besondere Gefahrenquelle dar, da sie funktions- und bauartbedingt die Voraussetzungen für eine Explosion begünstigen. Zudem können sich bei ungeschützten Elevatoren Druckwellen und Flammen über mehrere Etagen ausbreiten und dort einen erheblichen Schaden verursachen. Die Firma Rembe hat auf Basis der VDI-Richtlinie ein ganzheitliches Schutzsystem für Elevatoren ent wickelt: ElevatorEX. Es kombiniert Vorteile der konventionellen Explosionsdruckentlastung mit den Technologien der flammenlosen Druckentlastung und der Ex plosionsunterdrückung. Autor: Dr.-Ing. Johannes Lottermann, Chief Business Development Officer Explosion Safety, REMBE GmbH Safety + Control, Brilon 22 VERFAHRENSTECHNIK 09/2020 www.verfahrenstechnik.de

SCHÜTTGUTTECHNIK I TOP-THEMA 01 02 01 Der Q-Ball E – flammenlose Druckentlastung für Elevatoren 02 Flammenlose Druckentlastung Q-Box (links) und Q-Rohr (rechts) 03 Explosionsdruckentlastung mit und ohne Aufsatzmodul für Berstscheiben (Targo-Vent) Die besondere Herausforderung bei Elevatoren besteht darin, dass die angebrachten Schutzeinrichtungen möglichst leicht sein und gleichzeitig höchste Entlastungseffektivitäten realisiert werden müssen. Der Q-Ball E ist ein Beispiel für eine flammenlose Druckentlastung, die speziell für Elevatoren entwickelt wurde. Das verarbeitete Spezial-Mesch-Gewebe kühlt Flammen effizient ab, sodass weder Flammen noch Druck austreten. Die für eine Explosion typische Druckerhöhung und Lärmbelästigung im Innenraum wird auf ein kaum wahrnehmbares Minimum reduziert, sodass der Schutz von Mensch und Maschine gewährleistet ist. Erhöhte Gefahr in Silos und Sieben In Silos besteht eine erhöhte Zündgefahr durch Zündquelleneintrag aus vorgelagerten Anlagenteilen. Aus diesem Grund müssen Silos konstruktiv geschützt werden. Im Außenbereich stehende Silos werden grundsätzlich mit Berstscheiben entlastet. In Innenräumen werden die Q-Box oder das Q-Rohr für eine flammenlose Druckentlastung installiert. Je nach Art des Schüttguts können auch vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden, beispielsweise die Installation von Funkendetektoren in Kombination mit Funkenlöschanlagen oder Quenchventilen. Siebe können in Kombination mit vorgeschalteten Trocknern, z. B. Sprühtrocknern, Trommeltrocknern oder Stromtrocknern, sehr gefährlich werden. Glimmnester im Schüttgut, die in mechanischen Förderern „überleben“ und dort nicht zünden, werden möglicherweise spätestens hier durch Rotationsbewegungen aufgebrochen und können eine Explosion auslösen. Konstruktiver Explosionsschutz ist daher erforderlich, aber in Gebäuden nicht einfach umzusetzen. Die Lösung: meist individuelle, vibrationstechnisch entkoppelte Systeme auf Basis flammenloser Druckentlastung. Staub in Mühlen und Filteranlagen Staub, ein geschlossener Behälter, wirksame Zündquellen durch metallische, schnell aufeinanderschlagende Bauteile und Sauerstoff – eine Mühle bietet „beste“ Voraussetzungen für Staubexplosionen. Für Anlagenbetreiber bedeutet dies, dass selbst bei einer druckfesten Bauweise der Mühle ein konstruktiver Explosionsschutz notwendig ist. Ober- und unterhalb der Mühle sollte in jedem Fall eine Entkopplung angebracht werden, um andere Anlagenteile zu schützen. Für die Ansaugöffnung der Mühle ist das Q-Rohr LF konzipiert. Es ist eine Variante der flammenlosen Druckentlastung Q-Rohr, bei der unter anderem die sonst enthaltene Berstscheibe fehlt. So kann die Mühle im Normalbetrieb Luft ansaugen, die problemlos durch den 03 Edelstahl-Mesch-Filter geführt wird. Ereignet sich eine Explosion, schützt dieser Edelstahl-Mesch-Filter die Umgebung vor den Explosionsauswirkungen. Neben abgesaugtem Staub aus anderen Anlagenteilen können auch Funken oder Glutnester in die Filteranlage eingetragen werden. Besonders kritisch wird es, wenn die Filterelemente abgereinigt werden. Der sehr feine Staub verteilt sich im Filter und kann – bei vorhandener Zündquelle – eine Explosion auslösen. Filter in Innenräumen werden daher mit flammenloser Druckentlastung, Filter im Außenbereich mit Berstscheiben geschützt. Sollten sich Fahr- oder Verkehrswege im Bereich der Explosionsdruckentlastung befinden, kommen Aufsatzmodule für Berstscheiben wie das Targo- Vent zum Einsatz. Das Targo-Vent begrenzt den Öffnungswinkel der Berstscheibe und lenkt Explosionsdruck, Flammen und Hitze in nicht kritische Bereiche. Auf diese Art ist eine Reduzierung von Sicherheitsbereichen möglich. Fotos: Rembe www.rembe.de www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 09/2020 23