Druckabhängigkeit der UEG von brennbaren Gasen/Dämpfen im Überdruckbereich
In der Gefahrstoffverordnung wird gefordert, dass zur Beurteilung der Explosionsgefahr von Verfahren im Fall von nicht atmosphärischen Bedingungen (z. B. Überdruck über 1,1 bar absolut) auch die möglichen Veränderungen der für den Explosionsschutz relevanten sicherheitstechnischen Kenngrößen ermittelt und berücksichtigt werden. Viele Prozesse werden bei erhöhten Drücken durchgeführt, zuverlässige Werte für Kenngrößen sind in aller Regel aber nur für den atmosphärischen Bereich bekannt.
Ziel des Projekts war die Ermittlung der Druckabhängigkeit der unteren Explosionsgrenze (UEG) von brennbaren Gasen und Dämpfen für den Bereich oberhalb von 1,2 bar absolut.
Für sieben Stoffe wurden die unteren Explosionsgrenzen im Druckbereich zwischen 1 bar und 20 bar und bei Temperaturen von 100 °C und 150 °C bestimmt. Unter Einbeziehung von Literaturwerten für den Unterdruckbereich zeigte sich, dass die unteren Explosionsgrenzen dieser Stoffe oberhalb von ca. 0,6 bar nur schwach druckabhängig sind. Man kann nicht generell davon ausgehen, dass die UEG mit steigendem Druck fällt. Bei mehreren Substanzen scheint zwischen 2 bar und 10 bar ein flaches Maximum der UEG zu existieren. Ein solches Verhalten ist bereits aus der Literatur bekannt. Die Annäherung des Verhaltens der UEG bei Druckerhöhung durch eine lineare Regression ist nicht sinnvoll. Die Konstruktion einer Ausgleichsgeraden würde in Einzelfällen zu einer Abschätzung der UEG zur unsicheren Seite führen.
Folgende Schlussfolgerungen können für eine sicherheitstechnische Beurteilung anhand der Ergebnisse gezogen werden:
- Die untere Explosionsgrenze ist im Bereich von 0,6 bar bis 20 bar nur schwach druckabhängig.
- Die UEG durchläuft in den hier beschriebenen Fällen ein flaches Maximum, bevor sie geringfügig abfällt.
- Eine Beschreibung des Verlaufs durch eine angenäherte Gerade ist unbefriedigend. Eine Extrapolation zu Drücken größer als 20 bar ist nicht möglich.
- Die untere Explosionsgrenze bis zu 20 bar kann bei den hier gemessenen Brennstoffen zur sicheren Seite abgeschätzt werden, wenn man annimmt, dass sie um 0,1 Mol-% unter dem Wert bei Normaldruck liegt.
Den vollständigen Forschungsbericht finden Sie hier:
