Kerstin - 3. Primäre und Sekundäre Sicherheitsmaßnahmen

Konzentrationsverteilung

- homogen (ortsunabhängig)

- inhomogen (ortsabhängig)

Betriebsweise

- stationär (nicht zeitabhängig)

- instationär (zeitabhängig)

Volumenspezifische Oberfläche

(Verhältnis von Behälteroberfläche zu –volumen —> Wärmeabfuhr !)

- groß (Röhrenform)

- klein (Kesselform)

Messmethode für physikalische oder chemische Eigenschaften

• einer Substanz

• eines Substanz- oder Reaktionsgemischs

als Funktion der Zeit oder Temperatur

• vorgewärmte 2. Komponente zu vorgeheizter Vorlage zugeben

• Regelung der Manteltemperatur durch Variation der Kühlleistung

• Betriebseinrichtungen

• Überachungseinrichtungen

• Schutzeinrichtungen

Einrichtungen zum Messen-Steuern- Regeln (=MSR) zur Gewährleistung des bestimmungsgemäßen Betriebs im Gutbereich

Bis zur maximalen Temperatur isoperibol, danach isotherm

• frühes Erkennen von Störfällen

• Auslegung kann entsprechend des Risikos erfolgen

• Direkte Einwirkug auf Prozesssteuerung

• geirnge Kosten

• geringer Platzbedarf

durch plötzliche Änderungen der Strömungsgeschwindigkeitin Rohrleitungssystemen

• heftige Druckschwankungen

• Ausbreitungsgeschwindigkeiten von 900 bis 1500 m/s

• Druckspitzenwerte wesentlich höher als im Förderbetrieb

• kleineres Reaktorvolumen

• hohes Gewicht

• bei Versagen erhebliche Folgen

• geringer Wärmedurchgang

• hohe Kosten

• hohes Wärmepeichervermögen

Messung der von der Kühlflüssigkeit aufgenommenen Wärme bei konstanter Manteltemperatur

durch Eindüsen einer leichtflüchtigen oder nichtverdampfenden Flüssigkeit

• Keine Stoffreisetzung

• evt. Weiterverwenden des Reaktionsansatzes

• einfache Trennung Kühlmittel und Reaktionsansatz

  
  

• sensibles Ansprechen

• umfassende Prozessanalyse erforderlich

• Hohe Aufwand für Auslegung und Gerätetechnik

• kontrollieren des Prozessablaufs

• Totzeit —> verzögerte Schutzfunktion

• nur bekannte Störfälle

• Hilfsenergie

• Notenergieversorgung

• Inspektion, Wartung

• vorgewärmte 2. Komponente zu vorgeheizter Vorlage zugeben

• Regelung der Innentemperatur durch Variation der Kühlleistung

• Dynamische Differenzkalorimetrie

• Differenzthemoanalyse

• Thermogravimetrie

• Austreten oder Ausbreiten von Gefahrstoffen / brennbaren Dämpfen

• Gefährliches Durchgehen (runaway reaction, Wärmeexplosion)

  • Wärmeproduktion übersteigt Kühlleistung

  • Gasentwicklung

  • Druckanstieg

  • Kesselexplosion

• unzulässiger Fehlzustand der Anlage

• adiabat

• isotherm

• isoperibol

• teilgeregelt

zum Betrieb im Bereich zwischen Gut- und zulässigem Fehlbereich

• keine Kühlung

• ideal isoliert

• ungeregelt

• Schutzeinrichtungen sollen unzulässigen Fehlbereich verhindern

• Kriterium: Nichtvorhandensein einer Schutzeinrichtung gefährdet Personen und Sachen

• Öffnungs- / Schließgeschwindigkeit von Armaturen begrenzen (Widerspruch bei Notabschottungen / Druckentlastungen)

• Blasenspeicher / Hydrospeicher am Entstehungsort von Druckstößen einsetzen

• Belüftung: Einspeisen anderer nicht kondensierbarer Gase in die Rohrleitung hinter die Absperrarmatur (Dämpfung)

• Hilfsarmatur mit Bohrungen

Messung der zum isothermen Betrieb notwendigen Heizleistung

• Messen und Erfassen

• Regeln

• Steuern

• Melden

• Bedienen und Überwachen

• Leiten

• Protokollieren und Archivieren

Messung der durch Kühlung abgeführten Wärmeleistung bei isothermer Betriebsart

• Betriebszustand, für den die Anlage ausgelegt und technisch geeignet ist (Gutbereich)

• Betriebszustand ausgelöst durch Fehlfunktion, wobei aber keine sicherheitstechnischen Grenzwerte überschritten werden (zulässiger Fehlbereich)

Berstscheibe / Knickstabarmatur

• öffnet schnell

• öffnet dauerhaft

• Massenaustrag maximal

• vor Auslösung dicht

Sicherheitsventil

• öffnet langsamer

• schließt wieder (flattern)

• Massenaustrag minimal

• nicht leckagefrei

• einfach aufgebautes System

• geringe Kosten

• geringer Befüllungsgrad

• hohe Kühlmittelmengen

• Vordrucksystem erforderlich

• kein Druckabfall

• keine Wärmeabfuhr

• Aktivierung durch MSR-Schutzsystem

• nicht für mittel- und hochviskose Systeme

• frühes Erkennen des Reaktionszustandes erforderlich

• MSR-Schutzeinrichtung löst aus

• keine allg. Mischmodelle —> Modellversuche

• Eindüsen vor Erreichen kritischer Viskositätswerte

• unbrauchbarer reaktionsansatz

• keine Wärmeabfuhr —> T und p steigen

• hohe Wärmeabfuhrrateb

• Entlastungsöffnung öffnet selbstständig

• rascher Druckabfall

• Mischeffekt durch Sieden des Kühlmittels

  
  

• kaum Beschränkungen bzgl. des Reaktionssystems

• keine Stofffreisetzung

• inhährentes System

• niedriger Füllstand

• kein praxisgerechtes Auslegungsmodell

  
  

• größerer Betriebsbereich

• schnelle Reaktionen mit hohem Druckanstieg

• Schneller Druckabfall

• hohe Wärmeabfuhr

• selbstauslösend

• niedrige Kosten

• geringer Reaktorfüllstand

• Zusammenhang zwischen Druck- und Reaktionsgeschwindigkeit nicht immer gegeben

• Auslegung schwierig —> fehlende Daten