Hybride Gemische
Hybride Gemische sind Staub/Luft-Gemische bei gleichzeitigem Vorhandensein von brennbaren Gasen bzw. brennbaren Dämpfen. Sie können z. B. bei der Verarbeitung lösemittelhaltiger Produkte auftreten oder wenn bei der Überhitzung von Stäuben Schwelgase gebildet werden.
Versuche haben gezeigt, dass die sicherheitstechnischen Kenngrößen des hybriden Gemischs sich deutlich von denen des beteiligten Staub/Luft-Gemischs und ebenso von denen des reinen Gases bzw. Dampfs in Luft unterscheiden. Es gibt keine allgemein gültige Berechnungsmethode.
Die Explosionsheftigkeit eines Brennstoff/Luft-Gemischs kann generell abgeschätzt werden, wenn folgende Faktoren bekannt sind:
- die Art des Brennstoffs
- das Behältervolumen und der Befüllungsgrad an explosionsfähigem Gemisch
- der Turbulenzgrad
- der im Augenblick der Zündung vorherrschende Druck
- die Art und die Ausdehnung der Zündquelle.
Die notwendigen Rechenwerte können durch Versuche im Labormaßstab ermittelt werden, wobei das Prüfgefäß grundsätzlich von kugelförmiger oder kubischer Gestalt und die Zündquelle im geometrischen Mittelpunkt angeordnet sein muss.
Ein hohes Gefährdungspotenzial kann von Staub/Luft-Gemischen ausgehen, die in Gegenwart von Gas/Luft- bzw. Dampf/Luft-Gemischen reagieren, selbst wenn die Gas- bzw. Dampfkonzentrationen unter deren unterer Explosionsgrenze liegen. Dies muss beispielsweise bereits dann berücksichtigt werden, wenn die Lösemittel-Dampf-Konzentration bei 20 % der unteren Explosionsgrenze liegt. Aus den bisher durchgeführten Untersuchungen lässt sich eine Reihe von Punkten ableiten, die beachtet werden müssen, damit das Auftreten hybrider Gemische nicht unterschätzt wird:
- Die untere Explosionsgrenze (UEG) eines hybriden Gemischs liegt deutlich unterhalb der unteren Explosionsgrenzen der Einzelkomponenten in Luft; das hat zur Folge, dass sowohl eine Staubkonzentration, die hinsichtlich einer reinen Staubexplosion als ausreichend unterhalb der UEG betrachtet wird, als auch eine Gas- bzw. Dampfkonzentration, die hinsichtlich einer Gasexplosion ausreichend unterhalb der UEG liegt, bei Auftreten eines hybriden Gemischs innerhalb der Explosionsgrenzen liegen kann, also nicht mehr als hinreichend sicher anzusehen ist.
- In hybriden Gemischen sind bei einer vorgegebenen Staubkonzentration unterhalb der UEG zum Erreichen des Explosionsbereichs umso geringere Gas- bzw. Dampfkonzentrationen in der Verbrennungsluft erforderlich, je niedriger deren UEG liegt, d. h. wenn z. B. neben einem brennbaren Staub/Luft-Gemisch ein Lösemitteldampf vorliegt, müssen umso kleinere Dampfkonzentrationen als kritisch angesehen werden (weil sie das hybride Gemisch explosionsfähig machen), je niedriger die UEG des reinen Lösemitteldampfs ist.
- Auch die Mindestzündenergie nimmt - ähnlich wie die UEG des Staubes - mit steigendem Brenngasgehalt ab und nähert sich dem Wert für die Mindestzündenergie des zugemischten Brenngases. Weniger energiereiche Funken, die normalerweise nicht in der Lage sind, explosionsfähige Staub/Luft-Gemische zu zünden, können also bei Vorhandensein von hybriden Gemischen zu einer Explosion führen.
- Die Explosionsheftigkeit von Stäuben nimmt beim Zumischen von brennbaren Gasen ebenfalls zu.
Weitere Informationen zum Thema:
