Staubexplosionkonzentration
Physikalische Bedeutung und Verwendung bei der Risikobewertung von Pulver minimaler Explosionskonzentration (MEC)
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| Abschnittszusammenfassung |
|---|
| 1. Definition der MEC |
| 2. Bestimmung der MEC |
| 3. Typischer Bereich |
| 4. Verwendung in der Risikobewertung |
| 5. MEC häufiger Stäube |
1. Definition der Staubexplosionskonzentration
Was ist die MEC eines Pulvers?
Ein Staub kann nur explodieren, wenn die richtige Konzentration von Pulver in der Luft schwebt. Wenn die Konzentration des Staubs zu niedrig oder zu hoch ist, wird keine Explosion stattfinden. Die kleinste Konzentration (kg Pulver / m³), unter der die Explosion nicht stattfinden kann, wird als minimale Explosionskonzentration oder MEC bezeichnet.
2. Experimentelle Bestimmung der MEC
Wie misst man die MEC eines Staubs?
Die Bestimmung der minimalen und maximalen Explosionskonzentration erfordert viele Experimente. Solche Konzentrationsmessungen sind außerdem sehr empfindlich gegenüber Partikelgrößenverteilung, der Zündenergie und dem Volumen und der Form des Behälters, in dem die Tests durchgeführt werden. [Laurent]
Konzentrationswerte sollten daher in erster Linie als Hinweise und nicht als absolute und definitive Werte angesehen werden..
3. Typischer Bereich der Staubexplosionskonzentration
Wie viel Staub wird für eine Explosion benötigt?
Da es recht schwierig ist, die Explosionskonzentrationen von Pulverwolken zu bestimmen, gibt es verschiedene Referenzen, die in der Literatur zu finden sind.
- [Laurent] gibt den Bereich an: 0,020 kg/m3 als minimale Konzentration bis 1-10 kg/m3 als maximale Konzentration
- Ein kommerzielles Staubexplosionshandbuch von [Stahl] gibt den Bereich an: 0,020-0,060 kg/m3 bis 2-6 kg/m3
Eine Konzentration von etwa 0,5 kg/m³ wird manchmal als "optimal" angegeben. MIE-Tests werden in diesem Bereich durchgeführt.
Alle diese Werte beziehen sich nur auf Luft, bitte beachten Sie, dass die Anwesenheit brennbarer Gase die Ergebnisse völlig verändern wird..
Jeder Verarbeiter muss eine Staubexplosionsrisikoanalyse durchführen, um das Risiko im Zusammenhang mit einem bestimmten Material in einem bestimmten Prozess zu bewerten und die notwendigen Vorsichts- und Abhilfemaßnahmen zu ergreifen.
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4. Verwendung in der Risikobewertung
Hinweise auf die minimale Explosionskonzentration sind interessant in Risikobewertung zur Bestimmung der Zonierung des Produktionsprozesses und seiner Umgebung. Beachten Sie, dass die angegebenen Werte niedrig sind, aber selbst bei diesen geringen Konzentrationen ist eine Staubwolke visuell sehr dicht. Es gibt Referenzen in der Literatur, die angeben, dass eine 0,040 kg/m³ Kohle-Staubwolke so dicht ist, dass man eine Glühbirne in 2 m Entfernung nicht sehen kann [Laurent].
Die maximale Konzentrationsgrenze kann auch interessant sein, da viele Ausrüstungen wie Mischer während der Verarbeitung möglicherweise nicht von Explosionen gefährdet sind, wenn die Staubkonzentration sehr hoch ist.
Alle Entscheidungen in der Risikoanalyse sollten jedoch durch eine dokumentierte Bewertung der im Prozess beobachteten Konzentrationen unterstützt werden.
5. MEC häufiger Stäube
Bitte finden Sie unten einige MEC-Daten, die in der Literatur angegeben sind.
WARNUNG: Dies sind allgemeine Werte, die ohne Gewähr angegeben werden. Eine Risikobewertung und ein Design müssen IMMER auf dem MSDS des tatsächlichen Produkts basieren, das für Tests verwendet wird, die speziell an dem tatsächlichen Material von einer renommierten Einrichtung durchgeführt wurden.
Wie oben erwähnt, ist die Bestimmung dieses Werts schwierig, daher wird manchmal ein Bereich angegeben, wenn unterschiedliche Forschungsergebnisse berichtet wurden. Da die gemeldeten Ergebnisse möglicherweise mit unterschiedlichen Protokollen erzielt wurden, die nicht immer präzisiert wurden, ist bei der Verwendung dieser Werte Vorsicht geboten.
Tabelle 1: Tabelle der minimalen Explosionskonzentration häufiger Materialien
| Material | MEC in kg/m3 in Luft |
|---|---|
| Acetylsalicylsäure |
0,015-0,050 [Laurent] |
| Adipinsäure |
0,035 [Rhodes] |
| Aluminium |
0,030-0,140 [Laurent] 0,040 [Rhodes] 0,045 [Mills] |
| Benzoesäure |
> 0,010-0,030 [Laurent] |
| Caprolactam |
0,070 [Laurent] |
| Kohle |
0,055 [Laurent] 0,055 [Rhodes] 0,055 [Mills] |
| |
|
| Kaffee |
0,085 [Mills] |
| Kork |
0,035 [Rhodes] |
| Maisstärke |
0,040 [Rhodes] |
| Dextrin |
0,050 [Rhodes] |
| Epoxidharze |
0,010 [Laurent] |
| Mehl |
0,050 [Laurent] 0,050 für Weizenmehl [Mills] |
| Getreidestaub |
0,055 [Mills] |
| Stahl |
0,100-0,120 [Laurent] |
| Magnesium | 0,030 [Rhodes] 0,020 [Mills] |
| Nylon | 0,005-0,030 [Laurent] 0,030 [Mills] |
| Papier |
0,030 [Laurent] |
| Phenol-Formaldehyd-Harz | 0,015-0,025 [Laurent] |
| Zucker | 0,015 [Laurent] 0,035 [Mills] |
| Schwefel | 0,020 [Rhodes] |
| Holzmehl | 0,050 [Rhodes] 0,040 [Mills] |
| Zink | 0,400-0,460 [Laurent] 0,480 [Mills] |
| Zirkonium |
0,010-0,045 [Laurent] |
| Polyethylen |
0,010-0,020 [Laurent] 0,020 [Mills] |
| Polystyrol |
0,015 [Mills] |
Quellen
# [Laurent] Sicherheit chemischer Prozesse, André Laurent, Tec et Doc, 2003, Seite 237
# [Mills] Pneumatic Conveying Design Guide, David Mills, Butterworth Heinemann, 2004, Seite 577
# [Stahl] Grundlagen des Explosionsschutzes, Handbuch von Stahl, Seite 7
# [Rhodes] Prinzipien der Pulvertechnologie, Martin Rhodes et al., John Wiley and Sons, 1990, Seite 307