Wie sich Schwelbrände in Silos effizient bekämpfen lassen

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Löschen mit N₂ und CO₂im Vergleich

Bei der bisher üblichen N₂-Methode zur Bekämpfung von Silo-Bränden wird das Gas von unten in das Silo injiziert. Der Stickstoff bewegt sich, zusätzlich unterstützt durch sein geringeres spezifisches Gewicht, nach oben, wo er auch den Brandherd erreicht. Dort verdrängt er die Luft aus der Umgebung des Brandherdes, was letztlich zum Erlöschen des Feuers durch O₂-Mangel führt.

Zunächst jedoch erhöht sich aufgrund des Aufsteigens der Gase die Gefahr, dass Funken in die bereits mit Brenngasen und Sauerstoffresten gefüllten Zwischenräume des Schüttguts und den Kopfraum des Silos gelangen, wo sie eine Gasexplosion auslösen können. Vor diesem Hintergrund kann die Löschung von Schwelbränden in Silos mit N₂ in Hinblick auf Personen-, Objekt- und Umweltschutz nicht uneingeschränkt positiv beurteilt werden. Daraus resultiert die Frage nach alternativen Lösungen, wie sie der Einsatz von CO₂ als Löschmitel darstellt: Seine Eigenschaften erlauben es, das CO₂ zum Löschen über das Lagergut zu schichten. Dann wird das Gas den Zutritt von O₂ verhindern, sodass der Schwelbrand langsam erstickt. Zudem wird CO₂ in das Lagergut eindiffundieren, den Brandherd erreichen und dort beitragen, das Feuer zu löschen. Man kann das CO₂ also von oben injizieren und vermeidet damit weitestgehend die Gefahr von Funkenaustrag bzw. von Explosionen.

Allerdings ist es absolut notwendig, das CO₂ bei der Injektion vollständig zu verdampfen. Prinzipiell könnte man das durch einen vorgeschalteten Verdampfer erreichen, aber das ist teuer und macht die Gesamtanlage komplexer. Dafür empfiehlt sich die Verwendung einer Venturi-Düse, auch als Ejektoren, Eduktoren oder Jetpumpen bekannt, als kostengünstige, technisch einfache Alternative. Durch die Venturidüse wird CO₂ als Treibstrahl injiziert, der Gas aus dem Kopfraum des Silos ansaugt. Dadurch wird das CO₂ verdampft. Am Austritt aus der Düse erzeugt ein rechteckiger Kanal eine flache, breite Strömung des Gases, das sich so über die gesamte Oberfläche des Lagermaterials verteilt.

Zusammenfassung

Aus den beschriebenen aktuellen Messungen und Beobachtungen lassen sich folgende neue Maßnahmen für das Löschen von Schwelbränden in Silos ableiten:

• Als Löschgas ist CO₂ effizienter als N₂, da es schwerer ist als Luft und sich auf das Schüttgut absenkt. Bei Erreichen des Brandherds bleibt es länger an dieser Stelle, weil die Auftriebskräfte durch die Wärme des Feuers und die Schwere des Gases einander entgegen wirken. Die Überlagerung des Schüttguts mit CO₂ verhindert den Zutritt von Luft bzw. Sauerstoff, sodass der Schwelbrand langsam erstickt wird.

• Das Einbringen des CO₂ sollte über Venturidüsen erfolgen, die das Gas langsam und gleichmäßig über dem Schüttgut verteilen.

• Das über dem Schüttgut befindliche CO₂ diffundiert langsam auch in das Schüttgut selbst und löscht dort Funken sehr effizient.

• Da CO₂, wie sich gezeigt hat, die Rauchbildung unterdrückt, kann der Brand ohne Sichtbehinderung bekämpft werden.

• Generell sollten Inertgase – CO₂ genauso wie N₂ – nicht von unten injiziert werden, da die mitgeführte, relativ sauerstoffreiche Luft den Brand kurzzeitig anfachen und damit eine Explosion im Gasraum oberhalb des Brandherdes auslösen kann. Wird dennoch Inertgas von unten eingeführt, muss sichergestellt werden, dass die verbliebene O₂-Konzentration im Schüttgut und im Kopfraum keinesfalls für eine Explosion ausreicht.

Die beschriebene Löschmethode mit CO₂ minimiert die Gefahr für Mitarbeiter und insbesondere Feuerwehrleute bei einem Silo-Schwelbrand. Gleichzeitig lassen sich Schäden am Lagergut und an den Silos so eingrenzen.

Deshalb profitieren Betreiber, die ihre Silos mit stationären CO₂-Löschsystemen ausgestattet haben, auch wirtschaftlich: durch geringere Schäden am Lagergut, durch kürzere Ausfallzeiten und oft zusätzlich durch reduzierte Versicherungsprämien.

* M. Heisel, Geschäftsbereich Linde Gas, Unterschleißheim (im Ruhestand); R. Lee, Linde Gases Division, Murray Hill/New Jersey/USA.

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