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Es werden die Untersuchungsergebnisse für ein geeignetes Zündkriterium zur Bestimmung von Explosionsgrenzen bei nichtatmosphärischen Bedingungen vorgestellt. Dazu wurden für Anfangsdrücke bis 20 bar Zündversuche an den Explosionsgrenzen von CHL/Luft-, CaHg/Luft-, H2/Luft- und NHs/Luft-Gemischen in einem Autoklav mit Sichtscheibe durchgeführt. In der Auswertung wurden visuelle Zündkriterien und ein Druckschwellenkriterium miteinander verglichen. Weiterhin wurden Untersuchungen zum erforderlichen Mindesvolumen des Explosionsgefäßes in Abhängigkeit des Anfangsdrucks durchgeführt. Dazu wurden jeweils Zündversuche mit demselben Gemisch aus CH4 und Luft bei Anfangsdrücken bis 50 bar in Volumina zwischen 0,2 dm3 und 6,0 dm3 durchgeführt.
Sicherheitstechnischen Kenngrößen stellen die Grundlage für die Bewertung von Explosionsrisiken in der chemischen Industrie dar, sowie für die Klassifizierung von gefährlichen Stoffen und Gütern. Sicherheitstechnische Kenngrößen sind, wie Stoff konstanten (z. B. Dichte, Siedepunkt) abhängig von Druck und Temperatur. Im Gegensatz zu Stoffkonstanten sind sicherheitstechnische Kenngrößen jedoch in unterschiedlichem Maße vom Bestimmungsverfahren abhängig. Einfluss können sowohl die Prüfapparatur (z. B. Zündgefäß, Zündquelle) als auch das Bestimmungsverfahren (vor allem das Kriterium) haben. Für die Anwendung im Explosionsschutz ist es erforderlich einheitliche und zuverlässige Werte für die Kenngrößen zu erhalten. Daher sind die Bestimmungsverfahren für Explosionskenngrößen in den meisten Fällen genormt. Sie sind in der Regel dem Geltungsbereich der europäischen Richtlinien 94/9/EG und 1999/92/EG zugeordnet. Wegen des Anwendungsbereiches der Richtlinien gelten bislang die meisten dieser genormten Bestimmungsverfahren (z. B. Explosionsgrenzen (EN 1839), Zündtemperatur (EN 14522)) nur für atmosphärische Bedingungen. Jedoch werden in der chemischen Industrie viele Prozesse mit anderen Oxidationsmitteln als Luft (z. B. reiner Sauerstoff, Distickstoffmonoxid) sowie bei höheren Drücken und Temperaturen durchgeführt.
Explosionsfähige Stoffe sind Stoffe, die in der Lage sind zu explodieren. Daher zählt die Gefahrstoffverordnung die explosionsfähigen Stoffe zu Recht zu den Gefahrstoffen und verlangt, dass Maßnahmen zum Schutz der Beschäftigten vor unzulässigen Gefährdungen durch explosionsfähige Stoffe getroffen werden. Schwierig ist die Beantwortung der Frage, welche Stoffe unter welchen Bedingungen tatsächlich in der Lage sind, zu explodieren. Hierfür wird eine Hilfestellung gegeben. Ausgehend von der nationalen Gefahrstoffverordnung und ihrer Definition für explosionsfähig wird die Verzweigung zu verschiedenen Rechtsvorschriften und technischen Regeln und damit verschiedenen Stoffkategorien und Stoffgruppen aufgezeigt und ein Ausblick über die Einstufung und Kennzeichnung nach dem GHS bzw. der zukünftigen CLP-Verordnung gegeben.
Die Mikroverfahrenstechnik (typische innere Abmessungen der Apparaturen < 1000 pin) erfährt zunehmend Interesse für industrielle Anwendungen. Grund hierfür sind verschiedene Vorteile gegenüber konventionellen chemischen.
Reaktoren wie ein erhöhter Wärme- und Stofftransport und größere spezifische Phasengrenzen. Hierdurch können im Zuge einer Prozessintensivierung höhere Raum-Zeil-Ausbeuten und Selektivitäten und darüber hinaus eine sicherere Prozessführung erreicht werden. Dies trifft vor allem dann zu, wenn als Oxidationsmittel reiner Sauerstoff, Distickstoffmonoxid (Lachgas) oder ähnliche Substanzen mit hohem Oxidationspotential eingesetzt werden. Vielfach wird angenommen, dass Mikroreaktoren inhärent sicher gegenüber Deflagrations- und Detonationsvorgängen sind. Durchmesser der Reaktionskanäle von 0,5 nun und kleiner lassen Flammendurchschläge zumindest bei Stoffen der Explosionsgruppen I1A und TIB für Gemische mit Luft als Oxidationsmittel und Umgebungsbedingungen (ca. 20 °C, ca. 1.013 mbar) als ausgeschlossen erscheinen. Für die in der Mikroverfahrenstechnik bevorzugten Reaktionsbedingungen wie erhöhter Druck, erhöhte Temperatur und vor allem Oxidationsmittel mit erhöhtem
Oxidalionspotential gilt dies jedoch nicht.
In this study, experimental determination and modelling investigations for the explosion regions of 1,3-dioxolane/inert gas/N2O and 1,3-dioxolane/inert gas/air mixtures were carried out and compared. The experimental measurements were carried out at 338 K and atmospheric pressure according to EN1839 method T using the inert gases N2, CO2, He and Ar. The results showed that the ratio of the lower explosion limit in N2O (LELN2O) to the lower explosion limit in air (LELair) is 0.52 and the ratio of the maximum oxygen content in air (MOCair) to the limiting oxidizer fraction in nitrous oxide (LOFN2O) is 0.36 ± 0.02 independent of the inert gas. When comparing the inert gas amount at the apex based on the pure oxidizing component, which is O2 in case of air, N2O-containing mixtures need less inert gas to reach the limiting oxidizer quantity whereas the efficiency of inert gases is in the same order. The coefficients of nitrogen equivalency however were found to differ to some extent. The explosion regions of 1,3-dioxolane/inert gas/oxidizer mixtures were modelled using the calculated adiabatic flame temperature profile (CAFTP) method as well as corrected adiabatic flame temperatures. The results indicate good agreement with experimental data for CO2, N2 and Ar- containing mixtures. The noticeable deviations that occur when He is the inert gas are due to the lacking transport data of that mixture.
Many industrial processes are run at non-atmospheric conditions (elevated temperatures and pressures, other oxidizers than air). To judge whether and if yes to what extent explosive gas(vapor)/air mixtures will occur or may be generated during malfunction it is necessary to know the safety characteristic data at the respective conditions. Safety characteristic data like Explosion limits, are depending on pressure, temperature and the oxidizer. Most of the determination methods are standardized for ambient conditions.
In order to obtain determination methods for non-atmospheric conditions, particularly for higher initial pressures, reliable ignition criteria were investigated. Ignition tests at the explosion Limits were carried out for mixtures of methane, propane, n-butane, n-hexane, hydrogen, ammonia and acetone in air at initial pressures up to 20 bar. The tests have been evaluated according to different ignition criteria: visual flame propagation, temperature and pressure rising. It could be shown that flame propagation and occasionally self-sustained combustion for several seconds occurred together with remarkable temperature rise, although the pressure rise was below 3%. The results showed that the combination of a pressure rise criterion of 2% and a temperature rise criterion of 100 K seems to be a suitable ignition criterion for the determination of explosion limits and limiting oxidizer concentration at higher initial pressures and elevated temperatures. The tests were carried out within the framework of a R&D project founded by the German Ministry of Economics and Technology.
For the classification, safe handling and use of chemicals, special standardised test methods have been developed and are used worldwide. Safety experts must be able to fully rely on the precise execution of the respective laboratory tests and assessments. In this context interlaboratory tests (round robin tests, interlaboratory comparisons / intercomparisons) are a crucial element of both the further development and improvement of the methods and of a laboratory's quality system. Participation in interlaboratory tests is explicitly recommended by the standard ISO/IEC 17025. This document reports on the results of the interlaboratory test 2012-2013 on the test method EN 14522:2005 “Determination of the auto ignition temperature of gases and vapours“ / IEC 60079-201, part 7 ”Method of test for auto-ignition temperature”. The auto ignition temperature is an important safety characteristic for explosion protection and prevention. It is the basis for classifying substances and explosion protected equipment into temperature classes. Because safety characteristic data are not a pure substance constant but a figure which denotes a special property of the substance, the determination methods are standardised. Currently EN 14522 and IEC 60079-20-1, part 7 are under revision with the aim to combine both to a standard accepted worldwide. An important part of the standard is the laboratory’s verification of their apparatus and procedure. To base this forthcoming standard on reliable and up-to-date verification data an interlaboratory test appears as the method of choice. The verification data given in the recent issues of the standards are based on comparison measurements which date back to a long time ago and did not include automated apparatuses.