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Update der Datenbank CHEMSAFE ermöglicht Berechnung der Normspaltweite von Gemischen

30.10.2005

Kennt man die Normspaltweite eines Dampf-Luft-Gemisches, das mehrere Brennstoffkomponenten enthält, nicht, muß zur Absicherung einer explosionsgefährdeten Anlage der Stoff mit der kleinsten Normspaltweite im Gemisch zugrunde gelegt werden. Diese konservative Abschätzung führt in der Praxis vermehrt zu Problemen. Ein von Brandes et al. [1,2] vorgeschlagener Ansatz zur Abschätzung der Normspaltweite von Gemischen ergibt in vielen Fällen sicherheitstechnisch verlässliche Werte.

Das Berechnungsverfahren beruht auf dem unterschiedlichen Sauerstoffbedarf der einzelnen Brennstoffkomponenten bei der Verbrennung. Es gilt:

NSWGemisch Normspaltweite des Gemisches

NSWi         Normspaltweite der Komponente i

SCOi                 stöchiometrischer Brennstoffanteil im Gemisch mit Sauerstoff der Komponente i  

xi                 Molenbruch der Komponente i

i max         maximale Anzahl an Gemischkomponenten

Die Inhouse-Version der Datenbank CHEMSAFE bietet in der aktuellen Version dieses Berechnungsverfahren an. Wenn in der Datenbank für die reinen Stoffe sowohl NSW i und SCO i enthalten sind, kann für beliebige Zusammensetzungen die Normspaltweite von Gemischen berechnet werden.

Voraussetzung für dieses Verfahren ist eine eindeutig definierbare Stöchiometrie. Da sich deshalb nicht alle brennbaren Stoffe nach dieser Methode korrekt berechnen lassen, ist in der Datenbank CHEMSAFE die Berechnung auf die Stoffe beschränkt, deren Verbrennungsprodukte zweifelsfrei bekannt sind.

Mit dem Update 2005 wurden neu in die Datenbank aufgenommen:

  • 44 reine Flüssigkeiten (s. Initiates file downloadTabelle 1),
  • 10 Gemische brennbarer Flüssigkeiten (s. Initiates file downloadTabelle 2),
  • über 100 Kenngrößen bei nicht-atmosphärischen Bedingungen (z. B. obere Explosionsgrenzen bei 10 bar, Zündtemperaturen bei erhöhtem Druck),
  • 9 Dreistoffsysteme (davon 9 empfohlen, s. Initiates file downloadTabelle 3 (Messungen der BAM)),
  • 17 Staubsysteme aus dem BIA Handbuch (sonstige technisch chemische Produkte) mit 132 Messdaten (s. Initiates file downloadTabelle 4),
  • 29 Biogas- und Erdgasgemische (teilweise als 9 Komponenten-Gemische), wie z. B. Erdgase aus den Niederlanden, aus der Nordsee und aus Russland, auch im Gemisch mit Propan bzw. mit n-Butan und Luft,
  • Wobbe-Index als neue Kenngröße,
  • Kenngrößen für den konstruktiven Explosionsschutz wie Pmax, (dp/dt)max und KG-Werte für Ethylenoxid und Ethylenoxid/Stickstoff-Gemisch,
  • Explosionsgrenzen bei verschiedenen Anfangsdrücken für die Gasgemische: Methan/Distickstoffoxid, Wasserstoff/Distickstoffoxid, sowie Methan/Wasserstoff/Distickstoffoxid.

Eine große Anzahl von Korrekturen und Aktualisierungen wurde vorgenommen. Besonders erwähnenswert sind dabei:

  • Aktualisierung der Klassifizierung/Einstufung von reinen Gasen und Flüssigkeiten (u. a. Abgleich mit der Datenbank Gefahrgut der BAM),
  • Aktualisierung und Ergänzung der Hilfetexte,
  • Aktualisierung der Datentexte und Tabellentexte.