2. Gefährdungen

2.1 Staubexplosionen

Die Entstehung einer Staubexplosion ist an eine Reihe von Bedingungen geknüpft. Sie kann nur dann auftreten, wenn gleichzeitig am selben Ort

• Staub, also feiner brennbarer Feststoff (Partikel kleiner als 0,5 mm) vorhanden ist,
• der Staub in einem bestimmten Mischungsverhältnis mit Luft (innerhalb der Explosionsgrenzen) vorliegt,
• eine – für die Verbrennung – ausreichende Sauerstoffkonzentration vorhanden ist (Luftsauerstoff ist ausreichend) und
• eine wirksame Zündquelle (z. B. ein Brand) vorhanden ist.

Wird Staub aufgewirbelt und vermischt sich mit Luft, entsteht ab einer bestimmten Konzentration, der sog. unteren Explosionsgrenze (UEG) des jeweiligen Staubes, eine explosionsfähige Atmosphäre. Bei den in der Einleitung erwähnten Produkten liegt diese Konzentration zwischen 30 g/m³ und 150 g/m³.

Häufig bildet sich in Silozellen an der Schüttgutoberfläche eine Produktbrücke (siehe Abb. 1), die u. a. durch Anbackungen des Produktes an der Silowand entsteht. Wird nun ein Teil des Schüttgutes durch den Siloauslauf abgezogen, entsteht unter der Brücke ein Hohlraum. Bringt man die Produktbrücke z. B. durch Löscharbeiten zum Einsturz, wird Staub aufgewirbelt, der dann eine explosionsfähige Staubwolke bilden kann. Solcher Staub ist in der Regel in Form von Ablagerungen auch bei Produkten vorhanden, die augenscheinlich sehr grob erscheinen.

Eine explosionsfähige Staubwolke kann auch entstehen, wenn beim Versuch, den Silobrand mit Wasser oder Schaum zu löschen, der Staub direkt aufgewirbelt wird. Das ist der Fall, wenn der Vollstrahl bzw. der Schaum von oben auf die Staubschüttung gerichtet wird. Auch mögliche "Wasserdampferuptionen" können zu einem Aufwirbeln von Staub führen.

Abb. 1: Mögliche Entstehung einer Staubexplosion: Beim Versuch, den Silobrand (links) mit einem Vollstrahl zu löschen, bricht die Produktbrücke ein und Staub wird aufgewirbelt (Mitte). Die Staubwolke wird durch den Brand gezündet (rechts).

2.2 Schwelgasexplosion

Explosionen können bei Schüttgutbränden auch durch brennbare Gase entstehen. Diese sogenannten Schwelgase entstehen durch Pyrolyse. Hierbei werden organische Stoffe hohen Temperaturen ausgesetzt (z. B. bei einem Schwelbrand). Schwelgase bestehen aus einer Vielzahl brennbarer organischer Verbindungen, die mit Luft ein explosionsfähiges Gemisch bilden können. Kommt eine Zündquelle hinzu, kann es zu einer Explosion kommen. Bei einem Schwelbrand in einem Silo muss immer davon ausgegangen werden, dass sich im gesamten Silo Schwelgase befinden (Abb. 2).

Durch Konvektion kann auch ohne äußere Einflüsse eine Vermischung mit Luft stattfinden. Dies kann zu einer explosionsfähigen Atmosphäre oberhalb der Schüttung führen.

Die Bildung von Schwelgasen lässt sich bei einem Brand von Schüttgütern nicht vermeiden. Hingegen kann verhindert werden, dass Luft und damit Sauerstoff das Schwelgas erreicht. Die Gefahr der Bildung eines explosionsfähigen Gemisches wird dadurch deutlich verringert.

Abb. 2: Schwelgase entstehen durch einen Schwelbrand. Zusammen mit Luft entsteht ein explosionsfähiges Gemisch.