In der ehemaligen VDI-Richtlinie 2263 wird eine Explosion als „schnellablaufende Verbrennung mit einer merk- und messbaren Drucksteigerung“ definiert.
Ursprünglich glaubte man, dass organische Stäube überhaupt nicht explosionsfähig sind. In einer Veröffentlichung von 1878 liest man: „Die Bäcker pflegen sich in den Backstuben der Fliegen und der Schaben auf die Weise zu entledigen, dass sie getrocknetes Mehl in die Luft werfen, und die Mehlstaubwolke entzünden“. Man wunderte sich jedoch, dass häufig die Fenster der Backstube herausgeschleudert wurden.
Da man Staubexplosionen nicht erklären konnte, suchte man häufig nach einem Brenngas als Ursache.
Als es im Jahre 1858 zu der bereits erwähnten Staubexplosion in der Stettiner Walzenmühle kam, glaubte man an die Entzündung von alkoholischen Dünsten. Die sich in einer Dunstabzugsröhre aus gärendem Kleister gebildet haben sollten; andere glaubten, dass bei der fauligen Zersetzung von Kleister Sumpfgas entstanden war, das durch Annäherung von Feuerfunken entzündet wurde.
Auch eine Explosion im Jahre 1890 in einer Braunkohlenfabrik erklärte man durch die Explosion von Gasen, die beim Trocknen der Braunkohle in den Trockenöfen entstanden sein sollten.
Selbst im Jahre 1917 glaubte man noch, die schwere Zuckerstaubexplosion in Frankenthal durch die Entzündung von Kloakengasen erklären zu können, die sich in der Nähe des Explosionsherdes befunden haben sollen.
Als Erster erkannte M. Faraday, dass ein organischer Staub explosionsfähig sein kann. (Tabelle 1: Kohlenstaub)
Es wurde ferner gefunden:
- Aufgewirbelter brennbarer Staub der bei Laborversuchen zündfähig ist, muss nicht unbedingt unter praxisnahen Bedingungen zündfähig sein.
- Einfluss der Teilchengrösse auf die Heftigkeit von Staubexplosionen: Feinstäube reagieren heftiger als Grobstäube.
- Eine Staubexplosion von zuvor ruhendem, abgelagertem Staub kann durch anschliessendes Aufwirbeln verheerende Ausmasse annehmen.
- Je kleiner ein Betriebsraum ist, um so geringer darf eine Staubablagerung sein, um explosionsfähige Staub/Luft-Gemische zu unterbinden.
- Hybride Gemische (nichtexplosionsfähige Staub/Luft-Gemische und nicht explosionsfähige Brenngas/Luft-Gemische) können bereits bei geringen Zündenergien zündfähig sein.
- usw, usw.
Inhalt
Vorwort 7
Staubexplosionen 13
- Vorbemerkungen 13
- Staubexplosionsablauf in Behältern 14
- Staubexplosionsablauf in Rohren 23
Mindestzündenergie (MZE) brennbarer Stäube 26 - Vorbemerkungen 26
- Bestimmungsmethode 27
- Beeinflussung der Mindestzündenergie MZE: 31
Medianwert M: 31
Wasserfeuchte: 32
Vordruck pv: 33
Temperatur T: 34
Minimale Verbrennungsdauer und Induktionszeit: 34
Hybride Gemische: 36
Bewegte Staub/Luft-Gemische: 37 - Zusammenfassung: 38
Vorbeugender Explosionsschutz 39 - Vorbemerkung 39
- Vermeiden von explosionsfähigen Gemischen 39
- Vermeiden von Explosionen durch Inertisierung 42
3.1 Vorbemerkung 42
3.2 Inertisierung mit Stickstoff und Kohlenmonoxid 42
3.3 Massnahmen bei Anwendung der Inertisierung 46 - Vermeiden von wirksamen Zündquellen 47
4.1 Vorbemerkung 47
4.2 Mechanisch erzeugte Funken 47
4.3 Heisse Oberflächen 56
4.4 Glimmnester 59
4.5 Statische Elektrizität 62 - Zusammenfassung 65
Konstruktiver Explosionsschutz 66 - Vorbemerkung 66
- Explosionsfeste (explosionsdruckstossfeste) Bauweise für den maximalen Explosionsdruck 66
- Explosionsfeste Bauweise für den reduzierten maximalen Explosionsdruck in Verbindung mit Explosionsdruckentlastung 72
3.1 Vorbemerkung 72
3.2 Wege zur Erforschung der Grösse der Entlastungsfläche an Behältern und Silos bei Staubexplosionen 74
3.3 Gleichungen für die Abschätzung des Flächenbedarfs an kubischen und langgestreckten Behältern (Silos) bei Staubexplosionen 90
3.31 Homogene Staubwolken 90
3.32 Inhomogene Staubwolken 90 - Explosionsfeste Bauweise für den reduzierten maximalen Explosionsdruck in Verbindung mit Explosionsunterdrückung 91
- Explosionstechnische Entkopplung 99
Zellenradschleusen 100
Selbsttätig wirkenden Explosionsschutzventil 102
Explosionsschlot 103
Löschmittelsperre 103 - Zusammenfassung 106
Wirbelschicht-Trockner und -Granulatoren 108 - Vorbemerkungen: 108
- Explosionsversuche in Wirbelschichttrocknern mit homogenen Staubwolken 110
Eckige Bauform 111
Runde Bauform 112
Explosionsunterdrückung 117 - Konzentrationsmessungen und Explosionsversuche in Wirbelschicht-Trocknern mit inhomogenen Staubwolken: 121
3.1. Konzentrationsmessungen 121
3.2 Maximale Explosionskenngrössen 125
3.21 Einzelbehälter 125
3.22 Verbundsysteme 126
3.23 Zusammenfassung 131
3.3 Explosionsdruckentlastung 132
3.31 Explosionsdruckentlastung nach dem Produktfilter 132
3.32 Explosionsdruckentlastung vor dem Produktfilter 135
3.4 Einfluss von Abblasrohren 135
3.5 Explosionsunterdrückung 137
3.6 Entkopplung 139 - Zusammenfassung: 143
11 ANHÄNGE 144
11.1 Stichwort-Verzeichnis 144
11.2 Abbildungs-Verzeichnis 148
11.3 Tabellen-Verzeichnis 156
11.4 Gleichungs-Verzeichnis 158
11.5 Literatur-Verzeichnis 159