Explosionsschutz für die Holzpelletproduktion
Auf keinen Fall den großen Knall
Die Energiewende ist in vollem Gange und damit die Wiederentdeckung regenerativer Energieträger: 17,4 Prozent des deutschen Endenergieverbrauchs wurden im Jahr 2019 aus erneuerbaren Energien gedeckt, das teilt das Umweltbundesamt mit. Bei der Wärmeversorgung aus Erneuerbaren kommt fester Biomasse, also Holz, der größte Anteil zu. Das spiegelt sich auch in den Zahlen der holzverarbeitenden Industrie wider. Die Produktion klimafreundlicher Holzpellets erfordert jedoch besondere Vorkehrungen, denn Holzstäube sind leicht entzündlich. Für die Sicherheit von Menschen und Betriebsanlagen empfiehlt sich deshalb die Zusammenarbeit mit Komplettanbietern nachhaltiger Explosionsschutzsysteme.
 Die Produktion klimafreundlicher Holzpellets erfordert besondere Vorkehrungen, denn Holzstäube sind leicht entzündlich.
Die Produktion klimafreundlicher Holzpellets erfordert besondere Vorkehrungen, denn Holzstäube sind leicht entzündlich.Bild: IEP Technologies GmbH

Ungeplante Explosionsereignisse bedeuten immer eine Gefahr für Menschen, Prozessanlagen und die Umwelt. Zudem führen sie in der Regel zu langen Stillstandszeiten, die sich negativ auf den unternehmerischen Erfolg auswirken. Aufgrund der speziellen Eigenschaften des zu verarbeitenden Materials ist es für jeden Produzenten von Holzwerk- oder -brennstoffen unerlässlich, eine adäquate Explosionsschutzlösung zu implementieren. So lassen sich Risiken minimieren und die kontinuierliche Produktion gewährleisten.

Holzstaub mit starkem Zündwillen

Bei bestimmten Produktionsschritten in holzverarbeitenden Betrieben und insbesondere bei der Herstellung von Holzpellets sind gefährliche Mengen an Holzstaub beteiligt. Vielfach sind sie abrasiv und neigen in bestimmten Verfahrensabschnitten zum Verkleben sowie zu Anbackungen. Da die beteiligten Stäube je nach Holzsorte und Feuchtigkeitsgehalt extrem zündwillig sein können, sind Holzstaubexplosionen keine Seltenheit. Darüber hinaus können hohe Prozesstemperaturen und -bedingungen eine Herausforderung für das Equipment sein. Aufgrund der guten Zündfähigkeit und Brennbarkeit der verarbeiteten Materialien sowie der Prozessbedingungen ist das Explosionspotenzial bei der Herstellung von Biomasse aus Holz somit ungleich höher als in vielen anderen Industrien.

Explosionsschutz bei der Holzpelletproduktion

Bei der Herstellung von Holzpellets für die spätere Bioenergienutzung steht der Großteil der gefährdeten Anlagenabschnitte innerhalb von Gebäuden. Ein Komplettanbieter für Präventions- und Explosionsschutzlösungen, wie etwa die IEP Technologies, kann dafür problemlos ein individuell maßgeschneidertes System konzipieren und alle passenden Komponenten zur Verfügung stellen: vom Präventionssystem über passiven und aktiven Explosionsschutz bis hin zu Entkopplungslösungen. Ein weiterer Vorteil der Zusammenarbeit mit einem Komplettanbieter ist, dass alle Komponenten systemisch abgestimmt sind und so bestmöglichen Schutz für Menschen und Betriebsanlagen bei möglichst niedrigen Investitionskosten bieten.

Prävention gegen Funkenübersprung

Der erste Schritt ist auch beim Explosionsschutz die Vorbeugung. Zur Explosions-Prävention eignen sich Funkendetektions- und Löschsysteme. State-of-the-art Funkendetektoren können Zündquellen wie Funken sowie Partikel mit heißen Oberflächen erkennen. Löst der Detektor aus, setzt sich automatisch eine Prozesskette in Gang: Innerhalb von Millisekunden löscht die Löscheinheit die Funken oder glimmende Partikel mit in geringer Menge versprühtem Wassernebel. Filter und andere Produktionsmaschinen werden auf diese Weise nur geringfügig beeinträchtigt. Nachdem die Gefahr beseitigt ist, stoppt eine Automatik in Sekundenbruchteilen den Löschvorgang und das System ist bereit für den nächsten präventiven Einsatz.

Flammenlose Druckentlastung

Viele Anlagen im Bereich der Bioenergie sowie der bereits genannten Produktion befinden sich innerhalb von Gebäuden. Berstscheiben alleine sind meist nicht einsetzbar. Denn eine Voraussetzung für die Nutzung solcher passiven Systeme ist, dass die Explosion gefahrlos entweder direkt ins Freie abgeleitet werden kann oder durch Kanäle, die nach draußen führen. Bei Anlagen zur Holzpelletproduktion sind stattdessen in der Regel Ventile zur flammenlosen Explosionsdruckentlastung das kosteneffiziente Mittel der Wahl. Sie sorgen dafür, dass im Explosionsfall der auftretende Überdruck in einen sicheren Bereich abgeleitet wird, ohne dass Flammen in die Umgebung austreten. Im Gegensatz zu anderen im Markt erhältlichen Lösungen sind diese Ventile für den Einsatz mit faserigen Stäuben zertifiziert.

Sichere Explosionsunterdrückung

Neben der Prävention und der flammenlosen Druckentlastung gehören zu einem geeigneten Explosionsschutz bei der Holzpelletherstellung auch aktive Systeme wie die Explosionsunterdrückung. Ein intelligentes Detektionssystem ist über eine Steuerzentrale mit Löschbehältern verbunden. Multidrucksensoren überwachen dabei den Druck im Prozess und melden einen explosionscharakteristischen Anstieg innerhalb von Millisekunden an die Systemsteuerung. Durch Prozessschwankungen bedingte langsame Druckanstiege lösen das System nicht aus. Idealerweise ermöglicht die verwendete Technik auch eine Ursachenanalyse im Fall der Systemaktivierung.

Bei einer erfolgreich unterdrückten Explosion gelingt es, den Explosionsfeuerball mittels der Injektion von Löschmittel zu unterdrücken und zu kontrollieren. In holzverarbeitenden Anlagen besteht eine zusätzliche Herausforderung darin, den Explosionsdruck auf einen Wert unterhalb der häufig sehr niedrigen Anlagenfestigkeit zu begrenzen.

 Bei bestimmten Produktionsschritten in holzverarbeitenden Betrieben und insbesondere bei der Herstellung von Holzpellets entstehen gefährliche Mengen an Holzstaub.
Bei bestimmten Produktionsschritten in holzverarbeitenden Betrieben und insbesondere bei der Herstellung von Holzpellets entstehen gefährliche Mengen an Holzstaub.Bild: IEP Technologies GmbH

Explosion auf Abstand halten

Auch die Entkopplung verbundener Anlagen ist ein wichtiger Bestandteil eines gelungenen Explosionsschutzes. Sie sorgen dafür, dass die Auswirkungen eines Explosionsereignisses lokal begrenzt bleiben. Komplexe Behältergeometrien und Rohrleitungsverläufe erfordern es, dass eine Anlage individuell betrachtet und die passenden aktiven oder passiven Schutzsysteme vom Fachmann ausgewählt werden.

Wie immer, wenn ordnungsgemäßes Funktionieren essenziell für die Sicherheit und den Schutz von Menschen und Betriebsanlagen ist, müssen auch Explosionsschutzlösungen regelmäßig gewartet werden. Bei aktiven Systemen erfolgt dies herstellerseitig. Im Falle passiver Systeme können Mitarbeiter des Anlagenbetreibers die Wartung durchführen – das reibungslose Funktionieren liegt dann in dessen Verantwortung.

Ganzheitliche Betrachtung kann Leben retten

Einzelmaßnahmen führen beim Explosionsschutz in holzverarbeitenden Betrieben nur selten zum geforderten Maß an Sicherheit. Um das Risiko eines Explosionsereignisses richtig bewerten zu können, sollte im Vorfeld eine Analyse mit einer ganzheitlichen Betrachtung der Produktionsumgebung erfolgen. Ein entsprechend implementiertes System, das kontinuierlich evaluiert und regelmäßig gewartet wird, ermöglicht einen sicheren Betrieb. Wird ein Schutzsystemanbieter frühzeitig in den Planungsprozess von Neuanlagen eingebunden, trägt dies entscheidend dazu bei, die Kosten zu begrenzen.

IEP Technologies bietet das komplette Leistungsspektrum für solchen Explosionsschutz an: von der Beratung über die Planung und Umsetzung einer Komplettlösung bis hin zum Wartungsservice – um Anlagen zu schützen und Leben zu retten.

www.ieptechnologies.com

www.hoerbiger.com

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