Ex-Schutz nach Maß

Die Explosionsrisiken und die dabei auftretenden möglichen Zündquellen werden nicht nur unter „normalen“ Betriebsbedingungen erhoben, sondern auch im Rahmen von In- und Außerbetriebnahme, Instandhaltung und Störungen. Neu ist dabei sicher nicht, dass diese Sicherheitsanalyse nicht nur für elektrische Betriebsmittel gilt. Ganz besonders mechanische Betriebsmittel müssen einer Gefahrenanalyse hinsichtlich des Explosionsschutzes unterzogen werden. Die in Ex-Zonen eingesetzten Betriebsmittel müssen der jeweiligen Ex-Zonen-Kategorie entsprechen und gekennzeichnet sein. Beispielsweise darf in Zone 1 nur ein Betriebsmittel der Gerätekategorie 1 und 2 zum Einsatz kommen. Hier sehen Sicherheitsexperten wie die Ingenieure von Kidde Brand- und Explosionsschutz nach wie vor großen Handlungsbedarf, denn vielfach entsprechen mechanische Einrichtungen, die seit geraumer Zeit eingruppiert werden müssen, nicht mehr heutigen Ansprüchen.

Nach Abschluss der Analyse sollte ein so genanntes Explosionsschutzdokument für die bestehenden Betriebsanlagen erstellt und dann ständig aktualisiert werden. Festzuhalten sind darin unter anderem die festgestellten Explosionsgefahren, die örtliche Festlegung der explosionsgefährdeten Bereiche oder die Messergebnisse im Zusammenhang mit explosionsgefährdeten Bereichen. Ein Punkt beschäftigt sich auch mit den Maßnahmen zur Gefahrenvermeidung. Das können bestimmte Vorrichtungen technischer Natur sein, wie zum Beispiel der Einsatz einer Gaswarnanlage. Auch organisatorische Maßnahmen sind möglich, die Schulungen, Unterweisungen oder Arbeitsfreigaben umfassen können.

Das richtig gestaltete Explosionsschutzdokument sollte für den Verantwortlichen ein Mittel sein, das Rechtssicherheit im Zusammenhang mit dem Nachweis von notwendigen Explosionsschutzmaßnahmen der betrieblichen Anlagen bietet. Welche konkreten Maßnahmen möglich sind und in der Praxis die nötige Produktionssicherheit bieten, lässt sich am Beispiel der konischen Zerstäubungstrockner darstellen. In der pharmazeutischen und chemischen Industrie sind verschiedene Technologien von Zerstäubungs- oder Sprühtrocknern im Einsatz, hauptsächlich sind es Düsen- oder Scheibentrockner zur pulverförmigen Gewinnung verschiedenster Produkte. Diese Produkte werden beim Prozess thermisch beansprucht. Werden Suspensionen und Lösungen z.B. von brennbaren Feststoffen versprüht, so ist mit einem Auftreten von explosionsgefährdetem Staub-Luft-Gemisch im Zerstäubungstrockner zu rechnen. Betrachtet man den Feststoffdurchsatz dividiert durch den Luftdurchsatz, so liegt die durchschnittliche Staubkonzentration in der Regel unterhalb der temperaturbezogenen unteren Explosionsgrenze.

Da die meisten Zerstäubungstrockner im unteren Bereich zum Auslauf konisch zulaufen, muss dort mit einer Staubkonzentration innerhalb der temperaturbezogenen Explosionsgrenzen gerechnet werden. Dipl.-Ing. Rudi Post von KBE drückt es folgendermaßen aus: „Zersetzt sich ein Produkt exotherm und entstehen Anbackungen oder Beläge an den Trocknerwänden, so kann sich dieses bis zur Glimmtemperatur erwärmen und durch die hohe Lufteintrittstemperatur im Zerstäubungstrockner ein Glutnest bilden. Ein Glutnest kann je nach Brand- und Zündverhalten zu einem Brand oder einer Staubexplosion führen.“ Erschwerend kommt hinzu, dass bei den Zerstäubungstrocknern, die mit einer Scheibe die Suspension oder Lösung verteilen, die Scheibe selbst als Zündquelle durch einen mechanischen Defekt anzusehen ist. Neben den allgemeinen Schutzmaßnahmen wie Einsatz eines Metallabscheiders, Erdung sämtlicher leitfähiger Anlagenteile, Temperaturüberwachung des Produktes, Zündpunkt der flüssigen Suspension bzw. Lösung, Überwachung der Lufteintrittstemperatur, Lager-, Unwucht- und Leistungsüberwachung der Motoren bei Scheibentrocknern sowie dem organisatorischem Explosionsschutz sollten die Sicherheitsverantwortlichen erwägen, ob nicht zusätzliche, konstruktive Explosionsschutzmaßnahmen am Zerstäubungstrockner sinnvoll sind.

Neben der Explosionsdruckentlastung ist die Explosionsunterdrückung eine sichere zukunftsorientierte umweltfreundliche Sicherheitseinrichtung zum Schutz der Personen und der Produktionsanlagen in Chemie und Pharma. Gegenüber der Explosionsdruckentlastung kann die Explosionsunterdrückung auch bei toxischen Stäuben eingesetzt werden und ist unabhängig vom Aufstellungsort der Produktionsanlage. Hierbei werden die Apparate und Rohrleitungen nicht für den maximalen, sondern nur für den reduzierten Explosionsüberdruck eines bestimmten Brennstoffes ausgeführt. Somit wird die Auswirkung der Explosion auf ein unbedenkliches Maß reduziert. Eine anlaufende Explosion wird durch Explosionsdrucksensoren erkannt und die Explosionsflammen durch Löschpulver in Millisekunden abgelöscht. Hierdurch vermindert sich der zu erwartende maximale Explosionsüberdruck bei optimalen Konzentrationsbedingungen deutlich. Ziel einer Explosionsunterdrückung ist es somit, den Explosionsüberdruck auf einen möglichst niedrigen Wert zu reduzieren.

Im Gegensatz zur Schutzmaßnahme Explosionsdruckentlastung, die nur dort angewendet werden kann, wo nach dem Ansprechen der Entlastungseinrichtung auch die austretenden Flammen gefahrlos abgeführt werden können, ist die Explosionsunterdrückung nicht standortgebunden. Weder Produkt, Verbrennungsrückstände oder Flammen treten aus der zu schützenden Apparatur bei einer Explosionsunterdrückung ins Freie aus. Aus diesem Grund stellt eine unterdrückte Explosion gemäß der Störfallverordnung kein meldepflichtiges Ereignis dar. Aus zahlreichen Projekten in der Chemie- und Pharmaindustrie weiß man bei KBE, dass Explosionsunterdrückungslösungen zunehmend implementiert werden, da aufgrund von gesetzlichen Vorschriften, aber auch umweltpolitischen Aspekten immer häufiger Abstand von der Druckentlastung genommen wird.

cav 435

Kidde-Systemlösungen zum Brand- und Explosionsschutz

Eplosionsschutz der PTB

Seminar: Behälter in chemischen Anlagen