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Die exotherme Verbrennungsreaktion verläuft in einem Glimmnest schleichend, jedoch steigert sich die Reaktionsrate mit der Erhöhung der Temperatur in dem Produktklumpen. Sobald allerdings Produkt ausgetragen und damit an das Glimmnest ein hoher Luftanteil geraten kann, stellt das Glimmnest die Zündquelle für das vorhandene, explosible Staub-Luft-Gemisch dar. In Folge kann es zu den bekannten, gefährlichen Staubexplosionen mit Schäden für das Equipment und schlimmstenfalls Personenschäden kommen. Da Maßnahmen zur Zündquellenvermeidung oft nicht ausreichen und sich wie oben beschrieben Glimmnester bilden können, müssen geeignete Maßnahmen vorgesehen werden, um deren Bildung rechtzeitig zu erkennen und dadurch verursachte Explosionen zu verhindern.

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Da es sich bei Glimmnestern um Verklumpungen des im Produktionsablauf vorkommenden, explosiblen Staubs handelt, ist die Detektion der Infrarotstrahlung, die bei Verbrennungsprozessen entsteht, nur erschwert möglich. Während sich die Temperaturen im Innern der Glimmnester auf mehrere 100 °C belaufen können, sind die Temperaturen in der Staubkruste weitaus geringer.

Wie können Glimmnester detektiert werden?

Mit in Rohrleitungen angebrachten, speziellen Detektoren, die sich bei der Firma Fike derzeit kurz vor der Markteinführung befinden, lassen sich künftig Glimmnester beim Transport durch Rohrleitungen detektieren. Glimmnester, welche bei der Lagerung von Schüttgütern oder bei Prozessen wie in Mühlen und Trocknern entstehen, müssen auf einem anderen Wege detektiert werden. Dazu ist zunächst der Verlauf eines Schwelbrands in organischen Substanzen zu betrachten. Kohlenstoffverbindungen verbrennen bei unzureichender Menge an Sauerstoff wie folgt:

C_xH_y + O₂→ CO + CO₂ + H₂O + Wärme

Kohlenmonoxid selbst (welches auch bei der Verbrennung von Kohle entsteht) ist wiederum brennbar.

2 CO + O₂→ 2 CO₂ + Wärme

Sauerstoff (O₂), Kohlendioxid (CO₂) und Wasser sind überall in der Atmosphäre vorhanden und deshalb zur Detektion eines Glimmnests nicht geeignet. Anders verhält es sich bei Kohlenmonoxid (CO). Kohlenmonoxid ist nur bei Verbrennungsvorgängen vorhanden und kann somit zur Detektion von Schwelbränden dienen. Wird nun in einem Prozess das Leitmolekül Kohlenmonoxid (CO) rechtzeitig detektiert, können Gegenmaßen eingeleitet werden, die verhindern, dass es aufgrund des Glimmnests zu Bränden oder Explosionen kommt. Als Beispiel sei hier ein Glimmnest von 76 g Zellulose-Pulver angeführt. Die Luftzirkulation in dem Behälter beträgt 3000 m³/h. Daraus ergibt sich eine Konzentration von 10 ppm Kohlenmonoxid. Zur Erkennung von Kohlenmonoxid wird eine Probe der Prozessluft abgesaugt und in zentralen Analysatoren mithilfe der Infrarotspektroskopie das Molekül CO detektiert.

Ein dezentrales, kostengünstigeres Verfahren, welches von Fike seit Kurzem angeboten wird, baut auf einem anderen Prinzip auf. Hierbei werden mit elektrochemischen Sensoren, welche direkt am Prozess die Proben erfassen, kürzere Reaktionszeiten erreicht. Aufgrund der dezentralen Struktur sind mehrere Messpunkte möglich. Niedrige Gesamtkosten (low cost of ownership) für den Betreiber, ein simples, einfach zu wartendes System, welches problemlos zu erweitern ist, sind u.a. die Vorteile dieses neuen Produkts. Einsetzbar ist das Fike Warnex überall, wo Glimmnester zu erwarten sind und die CO-Detektion das Mittel der Wahl darstellt, um Feuer und Explosionen zuverlässig zu vermeiden.

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