TY - GEN A1 - Molnarne, Maria A1 - Schröder, Volkmar T1 - Biogáz robbanási határainak kiszámítása methán/széndioxid/levegö rendszer robbanási határ adataiból / Estimation of the explosion limits of biogas mixtures by using the explosiondiagram of a methane/carbon dioxide/air system N2 - The knowledge of the explosion limits of biogases in air is necessary to define explosion protection measures. Biogases from agricultural plants vary however in their composition, so that for each gas composition the explosion limits would have to be measured. Frequently the explosion limits of biogas are therefore referred in the safety-relevant literature only to the methane fraction of the gas mixture, without indicating this additionally. This leads to the fact that the explosion ranges for the total mixture consists of methane, carbon dioxide and further residual gases are falsely specified. For this reason a simple method is presented in the following, which show, how the explosion limits of a biogas can be determined from its methane content using an explosion diagram of methane/carbon dioxide/air system. The explosion diagram was measured according to the German Standard DIN 51649-1. The presented calculation method supplies however correct results only if the nitrogen fraction in the biogas does not exceed approx. 5 % by volume. T2 - Conference of Chemical Engineering CY - Veszprém, Hungary DA - 2006-04-25 KW - Biogas KW - CHEMSAFE KW - Explosionsdiagramm KW - Sicherheitstechnische Kenngrößen KW - Explosionsschutz PY - 2006 SN - 963-9495-86-7 IS - 1 SP - 36 EP - 39 PB - Pannon Egyetem CY - Veszprem AN - OPUS4-12298 LA - hun AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schröder, Volkmar A1 - Molnarne, Maria T1 - Die Explosionsgrenzen von Biogas in Luft N2 - Für den Explosionsschutz in Biogasanlagen ist es erforderlich, die Explosionsgrenzen des Gases in Luft zu kennen. Biogase aus landwirtschaftlichen Anlagen haben jedoch eine schwankende Zusammensetzung, sodass für jede Gemischzusammensetzung die Explosionsgrenzen experimentell bestimmt werden müssten. Dies ist i. d. R. mit erheblichem Aufwand verbunden. In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, bei der mithilfe von zwei Explosionsdiagrammen die Explosionsgrenzen von Biogas mit bekannter Zusammensetzung abgeschätzt werden können. Dabei werden neben dem Methan- und Kohlendioxidanteil des Biogases auch mögliche Anteile von Wasserdampf berücksichtigt. KW - Sicherheitstechnik KW - Biogas KW - Explosionsgrenzen KW - Prozesssicherheit PY - 2008 SN - 1434-9728 SN - 1436-4948 SN - 0372-2457 SN - 0376-1185 VL - 49 IS - 1-2 SP - 16 EP - 20 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-16648 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Barbier, J.-P. A1 - Bissolotti, G. A1 - Christian, S. A1 - Cleaver, K. A1 - Heller, D. A1 - Injaian, M. A1 - Schröder, Volkmar A1 - Witte, F. T1 - Safe preparation of compressed oxidant-fuel gas mixtures in cylinders KW - Sicherheitstechnik KW - Biogas KW - Explosionsgrenzen KW - Prozesssicherheit PY - 2007 IS - 139/07/E SP - 1 EP - 36 PB - European Industrial Gases Association (EIGA) CY - Brussels AN - OPUS4-16501 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Molnarne, Maria A1 - Schröder, Volkmar T1 - Chemical safety database - application for flammability limits of biogases T2 - 2008 AIChE Spring National Meeting CY - New Orleans, LA, USA DA - 2008-04-06 KW - Explosion limit KW - Biogas KW - CHEMSAFE KW - Flammability limit KW - Explosion protection KW - Renewable energy PY - 2008 SN - 978-0-8169-1023-6 N1 - Serientitel: P / AIChE, American Institute of Chemical Engineers – Series title: P / AIChE, American Institute of Chemical Engineers IS - 247 SP - 1 EP - 11 PB - AIChE CY - New York AN - OPUS4-17367 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Molnarne, Maria A1 - Schröder, Volkmar ED - Buratti, S. S. T1 - Using explosion diagrams for estimation of the explosion limits of biogas mixtures N2 - Biogas is an important source of renewable energy. It consists mainly of methane and carbon dioxide, with low levels of hydrogen sulphide and other gases. That means, that the toxicological aspects and the flammability of biogas has to be taken into account. A serious accident has happened just recently in a biogas production plant in Germany, accompanied with injuries and four totalities. The methane content of the different types of biogases varies from about 82 % till 40 % and the rest is mostly carbon dioxide with trace gases depending on the anaerobe digestion process. These plants must also be controlled to avoid pollution and the risk of explosion. The 1999/92/EC Directive (ATEX 137) addressed to employer. The employer of such plants needs to implement safety requirements, such as prevention of explosive atmospheres, avoiding ignition sources, etc. In addition he has to prepare an explosion protection document and carry out a hazard assessment. The basic information for these documents based on the safety characteristics of the produced gases. These data can be taken e. g. from the database CHEMSAFE® using explosion diagrams of methane/carbon dioxide/air mixtures. In the literature the biogas explosion limits often presented in a confusing way. In this presentation a simple method will be shown to get correct values by correlation of the explosion limits with the methane content of the biogas. While biogas production will be forecast with an acceleration of growth in the future, it is essential to clear this important safety problem. T2 - 2nd International Conference on Safety & Environment in Process Industry (CISAP-2) CY - Naples, Italy DA - 2006-05-21 KW - Biogas KW - CHEMSAFE KW - Explosionsdiagramm KW - Sicherheitstechnische Kenngrößen KW - Explosionsschutz PY - 2006 SN - 88-901915-1-1 N1 - Serientitel: Chemical engineering transactions – Series title: Chemical engineering transactions IS - 9 SP - 83 EP - 88 PB - Assoziatione Italiana di Ingegneria Chimica CY - Milano AN - OPUS4-12390 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröder, Volkmar A1 - Pahl, Robert ED - Beyer, M. ED - Stolz, T. T1 - Entzündbare Gasgemische in Biogasanlagen N2 - Die Zahl der Biogasanlagen in Deutschland hat mit dem Ausbau regenerativer Energie stark zugenommen. In den Anlagen wird durch Zersetzung von organischem Material entzündbares Biogas gewonnen, das in seiner Zusammensetzung stark schwankt. Hauptbestandteile von Biogas sind Methan und Kohlendioxid aber auch je nach Prozessstufe Wasserdampf, Stickstoff, Sauerstoff und Verunreinigungen, die teilweise toxisch sein können. Zudem beginnt man in größeren Anlagen Biogas zu Biomethan aufzuarbeiten, um dann direkt ins Erdgasnetz einspeisen zu können. In der Entwicklung befinden sich zurzeit auch gekoppelte Biogas- und Elektrolyseanlagen. Mit Hilfe der Elektrolyse von Wasser können Überschüsse an elektrischer Energie aus Wind- und Solaranlagen zu Wasserstoff verarbeitet werden (Power-to-Gas-Technologie). Um zuverlässige Daten für den Explosionsschutz beim Umgang mit den in den Anlagen vorhandenen Gasgemischen zur Verfügung zu stellen, hat die BAM in den letzten Jahren Explosionsbereiche von Gemischen aus Methan, Wasserstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf, Luft und Sauerstoff in Anlehnung an die Norm EN 839 gemessen und als Eckdaten zur Verfügung gestellt. Mit Hilfe dieser Daten lässt sich die Explosionsfähigkeit der Gasgemische in Biogasanlagen zuverlässig abschätzen. Auf dieser Grundlage können entsprechende Explosionsschutzmaßnahmen vorgenommen werden. T2 - 13. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik CY - Brunswick, Germany DA - 18.06.2013 KW - Biogas KW - Entzündbares Gas KW - Explosionsgrenzen KW - Power-to-Gas-Technologie KW - Wasserstoff-Methan-Gemische KW - Flammable gas KW - Flammability limits KW - Hydrogen-methane mixtures PY - 2013 UR - http://public.ptb.de/oa/doi/210_20130828d.pdf SN - 978-3-95606-062-5 U6 - https://doi.org/10.7795/210.20130828D SN - 1868-5838 SP - 30 EP - 39 AN - OPUS4-29711 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schröder, Volkmar A1 - Pahl, Robert T1 - Entzündbare Gasgemische in Biogasanlagen N2 - Die Zahl der Biogasanlagen in Deutschland hat mit dem Ausbau regenerativer Energie stark zugenommen. In den Anlagen wird durch Zersetzung von organischem Material entzündbares Biogas gewonnen, das in seiner Zusammensetzung stark schwankt. Hauptbestandteile von Biogas sind Methan und Kohlendioxid, aber auch je nach Prozessstufe Wasserdampf, Stickstoff, Sauerstoff und Verunreinigungen, die teilweise toxisch sein können. Zudem beginnt man in größeren Anlagen Biogas zu Biomethan aufzuarbeiten, um es dann direkt ins Erdgasnetz einspeisen zu können. In der Entwicklung befinden sich zurzeit auch gekoppelte Biogasund Elektrolyseanlagen. Mithilfe der Elektrolyse von Wasser können Überschüsse an elektrischer Energie aus Wind- und Solaranlagen zu Wasserstoff verarbeitet werden (Power-to-Gas-Technologie). Um zuverlässige Daten für den Explosionsschutz beim Umgang mit den in den Anlagen vorhandenen Gasgemischen zur Verfügung zu stellen, hat die BAM in den letzten Jahren Explosionsbereiche von Gemischen aus Methan, Wasserstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf, Luft und Sauerstoff in Anlehnung an die Norm EN 1839 gemessen und als Eckdaten zur Verfügung gestellt. Mit Hilfe dieser Daten lässt sich die Explosionsfähigkeit der Gasgemische in Biogasanlagen zuverlässig abschätzen. Auf dieser Grundlage können entsprechende Explosionsschutzmaßnahmen vorgenommen werden. KW - Biogas KW - Explosionsschutz KW - Explosionsgrenzen KW - Wasserstoff KW - Power-to-gas PY - 2013 SN - 0030-834X VL - 123 IS - 3 SP - 19 EP - 24 PB - Wirtschaftsverl. NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-29712 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schröder, Volkmar A1 - Schalau, Bernd A1 - Molnarne, M. T1 - Explosion protection in biogas and hybrid power plants N2 - Renewable energies became more and more important in the last years. The production of biogas using agricultural waste and the use of wind and solar energy in combination with water electrolysis is one way to substitute natural gas. Therefore the number of biogas plants is growing very fast in Germany. In the meantime, the operation of such plants is responsible for a significant number of accidents. New safety regulations on biogas plants and a short statistical summary of accidents in Germany are presented in the first part of this presentation. The main focus of the paper is the principle hazards arising from the substances and materials in biogas and hybrid power plants. Primarily, these are the hazards of fire and explosion induced by flammable methane gas. However, further hazards are the dangers of asphyxiation and poisoning by gases such as carbon dioxide, hydrogen sulphide and ammonia. Furthermore, hydrogen is produced by water electrolysis in hybrid power plants and mixed with bio methane in some cases. In order to prevent explosions when handling biogas and hydrogen it is necessary to know the explosion limits of gas and gas mixtures in mixture with air. However, biogas from agricultural plants can vary significantly in its composition. Therefore, for each gas composition the explosion limits would have to be determined. This would require a considerable amount of time and effort. Due to this fact, the explosion limits of biogas are frequently referred to only by the methane fraction of the gas mixture in the safety-relevant literature. In reality as biogas can consist of methane, carbon dioxide and further residual gases the explosion limits are generally over or underestimated. A calculation method for explosion limits was developed by means of explosion diagrams to avoid such errors. In a last topic methods are shown for the calculation of gas spreading in case of leakages in gas buffers for risk evaluation and land use planning. For this purpose the German directive VDI 3783 was evaluated. KW - Biogas KW - Explosion protection KW - Hybrid power plants KW - Safety characteristics KW - Technical regulations PY - 2014 U6 - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.10.433 SN - 1877-7058 VL - 84 SP - 259 EP - 272 PB - Elsevier CY - Amsterdam [u.a.] AN - OPUS4-32085 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Molnarne, Maria A1 - Schröder, Volkmar T1 - Chemical safety database - application for flammability limits of biogases N2 - The article addresses safety characteristics of hazardous substances, particularly biogas plants that require specific safety measures. KW - Explosion limit KW - Biogas KW - CHEMSAFE KW - Flammability limit KW - Explosion protection KW - Renewable energy PY - 2009 IS - Spring 2009 SP - 20 EP - 26 PB - Fire & safety group CY - Cedar Grove, NJ, USA AN - OPUS4-19614 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröder, Volkmar T1 - Sicherheitstechnische Kenngrößen für Biogase N2 - Im Poster wird die Ermittlung sicherheitstechnischer Kenngrößen für Biogase mit Hilfe von Dreistoff-Diagrammen dargestellt. Insbesondere wird die Berechnung der unteren und oberen Explosionsgrenzen (UEG, OEG) und die Ermittlung der Sauerstoffgrenzkonzentration (LOC)beschrieben. T2 - Biogas Infotage 2017 CY - Ulm, Germany DA - 18.01.2017 KW - Biogas KW - Explosionsschutz KW - Explosionsgrenzen KW - Sauerstoffgrenzkonzentration KW - Explosionsdiagramme PY - 2017 AN - OPUS4-39063 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -