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In the industry there is a lack of data on the Minimum Ignition Temperature of decomposition of tetrafluoroethylene in industrial sized equipment. In order to determine the Minimum Ignition Temperature of Decomposition of tetrafluoroethylene in large scale vessels, a facility was designed and constructed. Tests were carried out in a cylindrical reactor with a volume of 100 dm³ with initial pressures of 5 and 10 bar(a). In agreement with previous experiments with small scale cylindrical vessels, the Minimum Ignition Temperature of Decomposition of tetrafluoroethylene was observed to decrease with the initial pressure. The current paper describes the test setup and summarizes the experimental results achieved. The effect of the reactor adjustment (vertical or horizontal) is discussed. Moreover, simplified equations from the Semenov thermal explosion theory are used to attempt extrapolations of previous and current data on the Minimum Ignition Temperature of Decomposition of tetrafluoroethylene to other initial pressures and vessel volumes.
Zur Einschätzung der Wirksamkeit einer heißen Oberfläche als Zündquelle für ein Gas oder ein Gasgemisch werden in der Praxis Zündtemperaturen experimentell bestimmt. Die Zündtemperatur gemäß dem europäischen Standardverfahren EN 14522 wird bei Atmosphärendruck bestimmt und ist vor allem dazu geeignet die Wirksamkeit einer heißen Oberfläche als Zündquelle bei einem unerwünschten Stoffaustritt aus einer geschlossenen Anlage einzuschätzen. Eine Aussage bzgl. der der Zündfähigkeit an heißen Oberflächen innerhalb einer geschlossenen Anlage, z. B. in größeren Behältern bei bestimmten Gemischzusammensetzungen und höheren Anfangsdrücken, kann anhand der Zündtemperatur gemäß EN 14522 nicht getroffen werden. Die Bestimmung nach dem europäischen Standard erfolgt in einem offenen System, bei atmosphärischem Druck und in Luft als Oxidationsmittel.
Fast growing softwood species such as pine are preferred for biomass-based heat as well as electricity production and stored in large quantities. A newly established outdoor pile of freshly cut pine-wood chips was monitored to analyze exothermic processes. Inside the pile, a mean temperature increase of up to 44 °C was measured after six days of piling which was paralleled by a decrease of O2-concentration and an increase of CO2-concentration. Thereafter four additional CO2 maxima were observed, while O2-concentration remained at ambient concentration. The fungal community structure remained almost unchanged after four weeks, while the bacterial community structure was characterized by continuous shifts over time. The rapid heating in the early stage of storage corresponded to high relative abundance of microbial strains belonging to the genera Pseudomonas, Luteibacter and Caulobacter, ascomycetous genera Sphaeropsis and Cadophora and basidiomycetous order Polyporales and genus Sistotremastrum. The late stage was composed by a broader diversity of microorganisms, and heating processes inside the wood pile were attributed mainly to physicochemical processes. Taken together, these observations suggest that the early bacterial and fungal communities are key players in exothermic processes and were replaced by a broader diversity of highly adapted microorganisms.
Das Interesse für erneuerbare Energieträger ist in den letzten Jahren stark angestiegen.
Im Bereich Biomasse als erneuerbarer Energieträger wird besonders Holz ein großes
Wachstum auf dem Energiesektor prognostiziert (NITSCH 2007). Die Speicherung dieser
Energie erfolgt meist durch Holzhackschnitzelhalden in der Umwelt. Um ein tieferes Verständnis
der in der Halde ablaufenden mikrobiologischen Prozesse erhalten zu können,
wurden in einer neu aufgebauten Kiefernholzhackschnitzelhalde mit den Ausmaßen
15 m x 20 m x 6 m folgende Messungen durchgeführt: a.) Messung der Gaskonzentration
von Sauerstoff, Kohlendioxid als auch der Temperaturentwicklung innerhalb der Halde; b.)
Messung der Veränderung der Holzzusammensetzung innerhalb der Halde über die Zeit;
c.) Charakterisierung der Veränderung der Zusammensetzung der bakteriellen als auch
der pilzlichen Lebensgemeinschaften über die Zeit; d.) Charakterisierung von dominanten
Vertretern der bakteriellen als auch der pilzlichen Lebensgemeinschaften. Die Ergebnisse
zeigen, dass sich die Funktion und die Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften
über die Dauer der Holzhackschnitzellagerung ändern, und dass diese Änderungen nur
zum Teil mit den Prozessen bei Kompostierungsanlagen vergleichbar sind.
Die adiabate Kompression stellt insbesondere für zerfallsfähige Gase eine potentielle Zündquelle sowohl bei Herstellungsprozessen als auch beim Umgang in weiter-verarbeitenden Betrieben oder beim Endnutzer dar. Unter bestimmten Bedingungen kann hier eine explosionsartige Zerfallsreaktion auch in Abwesenheit eines Oxidators initiiert werden. Zur systematischen Untersuchung des Zündverhaltens von Zerfallsreaktionen wurde eine Rohrapparatur mit einem schnell öffnenden Kugelhahn aufgebaut, um praxisnahe Vorgänge darstellen zu können. Am Beispiel Tetrafluorethen (TFE) wurden umfangreiche Untersuchungen mit unterschiedlichen Rohrdurchmessern und –längen durchgeführt. Neben der Kompression von homogenen Gasphasen wurden außerdem Kompressionsvorgänge von heterogenen Gasen durchgeführt. Dabei war das Gas im Niederdruckteil unterschiedlich zum Gas im Hochdruckteil. Für den Hochdruckteil wurde Stickstoff, Acetylen und TFE verwendet. Im Niederdruckteil kamen TFE, Stickstoff und Luft zum Einsatz. Zudem wurden das Kompressionsverhältnis sowie die Absolutdrücke im Hochdruck- und Kompressionsteil variiert. Für TFE wurde ein Druckbereich bis 30 bar absolut untersucht. Versuche mit Acetylen wurden zur apparativen Validierung durchgeführt. Es zeigte sich, dass in der verwendeten Apparatur reproduzierbare Zündvorgänge nur im Bereich sehr enger Anfangsparameter möglich sind. Die Kompression von Luft durch ein zerfallsfähiges Gas stellt dabei den sicherheitstechnisch kritischsten Fall dar.
Die adiabate Kompression stellt insbesondere für zerfallsfähige Gase eine potentielle Zündquelle sowohl bei Herstellungsprozessen als auch beim Umgang in weiterverarbeitenden Betrieben oder beim Endnutzer dar. So kam es in der Vergangenheit etwa in TFE-verarbeitenden Anlagen wiederholt zu Störfällen durch Adiabate Kompressionsvorgänge des Monomers. Unter dem Begriff „zerfallsfähige Gase“ oder auch „chemisch-instabile Gase“ versteht man Gase, bei denen es auch in Abwesenheit eines Oxidators nach einer Zündung zu einem explosionsartigem Reaktionsverlauf kommen kann, wie es etwa beim Tetrafluorethylen (TFE) der Fall ist.
Die Zerfallsreaktion von TFE ist in Gleichung dargestellt. Sobald eine Zündquelle die Zerfallsreaktion initiiert, kann diese bei bestimmten Anfangsbedingungen von Druck und Temperatur explosionsartig verlaufen. Die schnelle Reaktionsrate zusammen mit der hohen Exothermie der Reaktion kann zur Bildung von heftigen Explosionen führen, wie sie sonst nur bei Brenngas/Oxidator-Gernischen üblich sind.