Wie sich Schwelbrände in Silos effizient bekämpfen lassen

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Wieder war nach etwa 150 Sekunden in etwa ein konstanter Zustand erreicht, sogar bei der Wiederholung im mit kompaktiertem Müll gefüllten Behälter. Als Fazit lässt sich festhalten: Das kleine und leichte H₂-Molekül diffundiert schnell durch anderes Gas und wird dabei von mechanischen Hindernissen kaum gebremst, während das große und schwere CO₂-Molekül davon sehr effizient gebremst wird. Das heißt: Wird bei einem Schwelbrand H₂ freigesetzt, wird sich dieses (zusammen mit CO) nach kurzer Zeit im Kopfraum eines brennenden Silos oder Bunkers ansammeln.

Im Kopfraum befindet sich jedoch zunächst noch Luft, die zusammen mit den aufsteigenden Brandgasen ein explosives Gemisch bilden kann. Bei 25 °C ist die Explosionsgrenze bereits bei der geringen Konzentration von etwa 4 Volumenprozent H₂ erreicht, bei höheren Temperaturen entsprechend noch schneller. Das bedeutet, dass in der Praxis nur ein Funke genügt, um eine Explosion zu erzeugen. Viele der bisher als Staubexplosion in Silos erklärten Verpuffungen dürften vor diesem Hintergrund tatsächlich Gasexplosionen gewesen sein. Über die Einbringung eines Löschgases lässt sich die Explosionsgrenze herabsetzen, wobei CO₂ bessere Ergebnisse bringt als N₂.

Dynamische Entwicklung der Konzentration von Brandgasen

Silos sind sehr unterschiedlich gasdicht. Während in einem praktisch vollständig gasdichten Silo die Brandgase sich mit nur ganz wenig Luft mischen können, werden dort folglich hohe Konzentrationen erreicht. In einem gut belüfteten Silo dagegen werden die Konzentrationen der Brandgase niedrig bleiben, möglicherweise weit unterhalb der Explosionsgrenzen.

Entscheidend für die Explosivität des Gases in einem Silo ist die jeweils aktuelle Zusammensetzung. Im gasdichten Behälter ist nach kurzer Zeit der Sauerstoff so weit verbraucht, dass die Explosionsgefahr stark verringert ist, so lange nicht O₂ von außen nachgeliefert wird, etwa durch Öffnen des Silos. Da der Gasfluss aus dem Schwelbrand fast vollständig zum Erliegen kommt, sinkt auch die Gefahr, dass weitere Volumina im Silo durch heiße Brandgase entzündet werden. Allerdings ist die Konzentration von giftigen und potentiell explosiven Gasen hoch, sodass bei Zutritt von Luft akute Gefahr besteht.

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