TY - BOOK

T1 - Charakterisierung von mechanischen Abfallbehandlungsanlagen hinsichtlich der Entstehung von Staubexplosionen

AU - Held, Kerstin

N1 - nicht gesperrt

PY - 2014

Y1 - 2014

N2 - Um den steigenden Rohstoffbedarf decken zu können, werden Abfallströme mechanischen Aufbereitungsverfahren unterzogen, um deren Ausgangsstoffe als Sekundärrohstoffe verfügbar zu machen. Diese Aufbereitung ist notwendig, um die verschiedenen im Abfall enthaltenen Stoffgruppen separieren zu können. Die mechanische Beanspruchung, der die Abfallstoffe bei den Aufbereitungs- und Transportvorgängen in der Anlage ausgesetzt sind, verursacht das Entstehen von Feinfraktionen entlang der Behandlungslinie. Um das von diesen Stäuben ausgehende Gefahrenpotential und den Einfluss einzelner Faktoren auf die Explosionscharakteristika der Stäube identifizieren zu können, wurden Stäube aus verschiedenen mechanischen Abfallbehandlungsanlagen und an verschiedenen Stellen der Aufbereitungsanlagen unterschiedlicher Industriepartner untersucht und ihre Explosionseigenschaften geprüft. Neben der Bestimmung der üblichen sicherheitstechnischen Kenngrößen erfolgten Detailuntersuchungen zu den Einflüssen der Korngröße, der Kornform und der Inertanteile. Die Kornform hat neben ihrer Wirkung auf die Explosionsreaktion an sich auch Einfluss auf die Dispergierbarkeit von abgelagerten Stäuben. Begründet durch die Mindestkonzentration an Staub, die zur Bildung explosionsfähiger Atmosphären in der Staubwolke vorliegen muss, kann schlechte Aufwirbelbarkeit die Gefahr der Bildung explosionsfähiger Atmosphären hemmen. Im Falle von Stäuben aus mechanischen Abfallbehandlungsanlagen zeigt sich der Ansatz das Explosionsrisiko durch Zugabe von Inertmaterial zu reduzieren als besonders interessant, da die entstehenden Stäube durchschnittlich Inertanteile von 40 Massenprozent und höher aufweisen. Demzufolge wurden Detailuntersuchungen zum Einfluss der Korngröße und Kornform des Inertmaterials durchgeführt. Diese Analysen zeigten den starken Einfluss des Inertanteils auf die Explosionseigenschaften der brennbaren Stäube deutlich. Der Einfluss der Korngröße des unbrennbaren Materials konnte geprüft werden und stellt einen wesentlich stärkeren Einfluss als die Kornform der Inertpartikel dar. Die Identifizierung der Einflussfaktoren auf das Staubexplosionsverhalten und ihre Priorisierung ermöglicht die Einschätzung des Explosionsverhaltens der auftretenden Stäube für einige Arten von Behandlungsanlagen. Die Staubqualität in Papieraufbereitungsanlagen, speziellen Kunststoffaufbereitungen, Metallshreddern und Ersatzbrennstoffproduktionen ist zeitlich konstant, sodass unter Berücksichtigung der Einflussfaktoren Vorhersagen der Explosionseigenschaften möglich sind. Die Stabilität der Staubeigenschaften ist in Reststoffaufbereitungsanlagen jedoch so gering, dass derartige Vorhersagen für diese Anlagenarten nicht möglich sind. Jedenfalls müssen die schlechten Dispergiereigenschaften der in mechanischen Abfallbehandlungsanlagen entstehenden Stäube bei der Einstufung der Explosionsgefahr mitberücksichtig werden. Als Ziel zukünftiger weiterer Untersuchungen kann die Entwicklung eines Modells gesehen werden, das die Explosionseigenschaften unter Berücksichtigung aller Einflussparameter berechnen kann.

AB - Um den steigenden Rohstoffbedarf decken zu können, werden Abfallströme mechanischen Aufbereitungsverfahren unterzogen, um deren Ausgangsstoffe als Sekundärrohstoffe verfügbar zu machen. Diese Aufbereitung ist notwendig, um die verschiedenen im Abfall enthaltenen Stoffgruppen separieren zu können. Die mechanische Beanspruchung, der die Abfallstoffe bei den Aufbereitungs- und Transportvorgängen in der Anlage ausgesetzt sind, verursacht das Entstehen von Feinfraktionen entlang der Behandlungslinie. Um das von diesen Stäuben ausgehende Gefahrenpotential und den Einfluss einzelner Faktoren auf die Explosionscharakteristika der Stäube identifizieren zu können, wurden Stäube aus verschiedenen mechanischen Abfallbehandlungsanlagen und an verschiedenen Stellen der Aufbereitungsanlagen unterschiedlicher Industriepartner untersucht und ihre Explosionseigenschaften geprüft. Neben der Bestimmung der üblichen sicherheitstechnischen Kenngrößen erfolgten Detailuntersuchungen zu den Einflüssen der Korngröße, der Kornform und der Inertanteile. Die Kornform hat neben ihrer Wirkung auf die Explosionsreaktion an sich auch Einfluss auf die Dispergierbarkeit von abgelagerten Stäuben. Begründet durch die Mindestkonzentration an Staub, die zur Bildung explosionsfähiger Atmosphären in der Staubwolke vorliegen muss, kann schlechte Aufwirbelbarkeit die Gefahr der Bildung explosionsfähiger Atmosphären hemmen. Im Falle von Stäuben aus mechanischen Abfallbehandlungsanlagen zeigt sich der Ansatz das Explosionsrisiko durch Zugabe von Inertmaterial zu reduzieren als besonders interessant, da die entstehenden Stäube durchschnittlich Inertanteile von 40 Massenprozent und höher aufweisen. Demzufolge wurden Detailuntersuchungen zum Einfluss der Korngröße und Kornform des Inertmaterials durchgeführt. Diese Analysen zeigten den starken Einfluss des Inertanteils auf die Explosionseigenschaften der brennbaren Stäube deutlich. Der Einfluss der Korngröße des unbrennbaren Materials konnte geprüft werden und stellt einen wesentlich stärkeren Einfluss als die Kornform der Inertpartikel dar. Die Identifizierung der Einflussfaktoren auf das Staubexplosionsverhalten und ihre Priorisierung ermöglicht die Einschätzung des Explosionsverhaltens der auftretenden Stäube für einige Arten von Behandlungsanlagen. Die Staubqualität in Papieraufbereitungsanlagen, speziellen Kunststoffaufbereitungen, Metallshreddern und Ersatzbrennstoffproduktionen ist zeitlich konstant, sodass unter Berücksichtigung der Einflussfaktoren Vorhersagen der Explosionseigenschaften möglich sind. Die Stabilität der Staubeigenschaften ist in Reststoffaufbereitungsanlagen jedoch so gering, dass derartige Vorhersagen für diese Anlagenarten nicht möglich sind. Jedenfalls müssen die schlechten Dispergiereigenschaften der in mechanischen Abfallbehandlungsanlagen entstehenden Stäube bei der Einstufung der Explosionsgefahr mitberücksichtig werden. Als Ziel zukünftiger weiterer Untersuchungen kann die Entwicklung eines Modells gesehen werden, das die Explosionseigenschaften unter Berücksichtigung aller Einflussparameter berechnen kann.

KW - mechanische Abfallbehandlung

KW - Sicherheitstechnik

KW - Staubexplosion

KW - Explosionsdruck

KW - Anlagensicherheit

KW - mechanical waste treatment facilities

KW - safety engineering

KW - dust explosion

KW - explosion pressure

KW - process safety

M3 - Dissertation

ER -