DE2624307A1 - Geraet zum verhindern von selbstentzuendung von gelagerten organischen und anorganischen substanzen - Google Patents
Geraet zum verhindern von selbstentzuendung von gelagerten organischen und anorganischen substanzenInfo
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Description
W 15t Kisa Trä AB,
Kennwort: "Selbstentzündung" KISA/SCHWEDEN
Gerät zum Verhindern von Selbstentzündung von gelagerten organischen und anorganischen
Substanzen
Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Verhindern von Selbstentzündung
von organischen und anorganischen Substanzen. Die Erfindung bezieht sich ganz besonders, wenn auch nicht ausschließlich,
auf ein Gerät zum Verhindern der Selbstentzündung bei gelagerten Porstprodukten, wie z.B. Sägemehl, Hackschnitzel, Holzabfällen,
Torf, Steinkohle, Holzfaserplatten u.a. Substanzen. Es ist bekannt, daß durch Selbstentzündung hervorgerufene Brände
solcher Materialien ungeheuere Kosten verursachen.
Die Selbstentzündung von organischen und anorganischen Stoffen ist ein sehr komplizierter Vorgang. Es müssen ganz bestimmte Voraussetzungen
vorliegen, damit Selbstentzündung eintritt. Wenn man auch bisher noch nicht sämtliche Verhältnisse kennt, unter denen
Selbstentzündung stattfinden kann, so weiß man jedoch, daß Selbstentzündung ganz genau definierte Umweltbedingungen erfordert. Zu
solchen Bedingungen gehört u.a. eine geeignete Wärme!solation sowie
ausreichende Luftzufuhr, wenn auch die Menge der erforderlichen Luft sehr gering ist. Man weiß ferner, daß der Aufheizprozeß,
der dem Stadium des Entflammens vorausgeht, d.h. dem unkontrollierten
Oxydierungsprozeß, entweder durch thermophile Bakterien verursacht wird, oder durch eine andere Art von Auto-Oxydation
als Ergebnis von Produktionsprozessen. Das erstere trifft zu bei einer Reihe von organischen Substanzen, wie Sägemehl, Holzabfällen,
Heu, Torf usw., während das letztere der Fall ist bei einer Anzahl von anderen, selbstbrennenden Materialien, wie z.B. Stein-
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kohlenfaserplatten, Eisenpulver und Eisenspänen usw. Die Anwesenheit
von Verunreinigung hat einen katalytischen Effekt. In Verbindung mit Feuchtigkeit entstehen oft Verhältnisse, bei denen
Selbstentzündung möglich ist.
Die zuvor erwähnte Wärmeisolation und Ventilation sind jedoch
die wesentlichsten Voraussetzungen dafür, daß Selbstentzündung eintritt. Normalerweise kann der Prozeß zu einem Ungleichgewicht
gebracht und dadurch verzögert werden, daß die Luftzufuhr zu den gelagerten Materialien verändert wird, z.B. durch Verringerung
der zugeführten Luft (suffocation), oder durch Steigerung der zugeführten Luftmenge. Normalerweise ist es nicht möglich, das gelagerte
Material zu ersticken, wenn es auch möglich ist, in der Praxis Luft zuzuführen.
In einigen Fällen, insbesondere beim Lagern von Getreiden, führt man dem gelagerten Gut Luft zu. Dabei geht es allerdings ganz einfach
darum, das Lagergut zu trocknen.
Die Probleme der Selbstentzündung treten insbesondere dann auf, wenn Forstprodukte, wie Rinde, Hackschnitzel, Tannennadeln und
feuchtes Holz gelagert werden. Diese Stoffe fallen dann an, wenn Bäume in großer Zahl gefällt werden. Sie stellen eine Einnahmequelle
dar, welche bisher noch nicht voll genutzt wurde. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß die Gefahr des Entflammens
als Folge des Selbstentzündungsprozesses in hohem Maße besteht* Im Hinblick hierauf verlangt z.B. das schwedische Naturschutzamt,
daß Rinde u.dgl. nicht höher gestapelt werden darf, als in Anhäufungen in einer Höhe von 2,5 m* und zwar im Hinblick
auf die hiermit verbundene Brandgefahr.
Der Erfindung liegt u.a. die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu schaffen, mit dem Luft in eine Anhäufung von brennbarem Material
eingeleitet werden kann, um die Selbstentzündung zu verhindern. Ein solches Gerät soll derart beschaffen sein, daß Luft in vorbestimmte
Bereiche dieser Anhäufung eingeleitet werden kann. Ferner soll es mit dem erfindungsgemäßen Gerät möglich sein, Luft
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automatisch dann in eine Anhäufung von brennbarem Material einzuleiten,
wenn die im Inneren dieses Materials herrschende Temperatur einen vorbestimmten* zulässigen Wert überschreitet. Ferner
soll ein Mittel geschaffen werden, wodurch eine Salzlösung dem Inneren einer solchen brennbaren Masse zugeführt werden kann«
um Verkohlung der darin befindlichen Substanzen zu vermeiden. Die Erfindung soll ferner angeben, wie mittels Temperaturfühlern
die Zufuhr von Luft und/oder Salzlösung zu den brennbaren Stoffen gesteuert werden kann. Außerdem sollen Mittel angegeben werden,
mit welchen Dampf den brennbaren Stoffen zugeführt werden kann, um die Kompostierungsgeschwindigkeit dieser Stoffe zu beschleunigen.
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Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung und im
Längsschnitt eine Luftdüse, mit der Luft beispielsweise in eine Anhäufung von brennbarem
Material eingeführt werden kann.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung vier
Luftdüsen, die an eine Druckluftquelle angeschlossen und in einen Haufen brennbaren
Materials eingeführt sind.
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung, aber noch
mehr ins Einseine gehend« ein gemäß der Erfindung gestaltetes Gerät.
Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung und in
Draufsicht eine Grundplatte, in welche eine Anzahl von Luft-Injektionsdüsen eingelassen
sind.
Die in Fig. 1 dargestellte Luft-Injektionsdüse 4 hat im wesentlichen
die Gestalt eines Rohres, das an seinem einen Ende spitz zuläuft. Das Rohr ist mit Unterteilen! Ii1 IJ und 15 versehen* welche
jeweils Kammern 10, 12 und 14 abteilen. An dem der Spitze abgewandten Ende der Luftdüse ist eine Anzahl von Ventilen 5 vorgesehen.
Jedes dieser Ventile steht mit zugehörigen Leitungen 7* B
und 9 in Verbindung. Wie aus Fig. 1 ferner hervorgeht, ist die Anordnung
so getroffen, daß die Leitung 7 Bit der Kammer 10 zusammen·
geschaltet 1st, die Leitung 8 mit der Kammer 12 und die Leitung 9
mit der Kammer 14. Das der Wand 13 abgewandte Ende der Kammer ist
von der Unterteilung 15 abgesperrt, über die gesamt· Länge der Düse
4 sind ein· Reih· von Offnungen 16 vorgesehen, die mit den zugehörenden
Kammern 10, 12 und 14 in kommunizierender Verbindung stehen.
Wie sich aus flg. 2 ergibt, sind eine Anzahl von Luft-Injektionsdüsen
in eine Anhäufung von brennbarem Material eingesteckt. Hierbei kann es sioh üb jegliche der zuvor erwähnten Arten von brennbaren
Stoffen hand-In. J«äe SUs* Ist üfeer luftsshläuohe 2 an eine
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Druckluftquelle angeschlossen. Diese kann beispielsweise ein Ventilator oder Kompressor 1 sein. Zwischen den Enden der Luftsehläuche
und den Luftinjektionsdüsen 4 sind Schnellschlußkupplungen
J5 vorgesehen, die ein rasches Anschließen und wieder Trennen
des einzelnen Schlauches von der zugehörigen Düse erlauben.
Durch die Anordnung der Kammern, der hiermit in Verbindung stehenden
Leitungen sowie der zugehörenden Ventile wird erreicht, daß die Kammern jeweils einzeln unter Druck gesetzt werden können.
Somit ist es möglich, Luft durch die öffnungen 16 einer ganz bestimmten Kammer bzw. mehrerer ganz bestimmter Kammern hindurchzudrücken.
Diese Eigenschaften gewährleisten, daß ganz bestimmte
Vorschriften eingehalten werden, so z.B. jene des schwedischen Naturschutzamtes. Die Luftinjektionsdüsen werden nämlich lediglich
in den betreffenden Haufen eingesteckt, so daß ein maximaler Abstand von 2,5 κ zwischen der ersten Perforation der Düse und der
äußersten Oberfläche des Haufens auftritt. Es kann sehr zweckmäßig sein, die Luftinjektionsdüsen aus verschiedenen Abschnitten aufzubauen,
die zusammengeschraubt werden können, so daß hiermit Düsenrohre jeglicher gewünschten Länge entstehen.
Solche Luftinjektionsdüsen haben sich in der Praxis als sehr wirkungsvoll
erwiesen, wenn es darum geht, eine Überhitzung zu vermelden.
Dies ist z.B. der Fall bei Anhäufungen von Laubholz, Rinde u.dgl. Falls die allgemeinen Bedingungen dies zulassen, kann die
in eine Anhäufung oder einen Stapel einzuführende Luft über eine lange Zeitdauer hinweg bei konstanter Fördermenge eingeblasen werden.
Sofern brennbares Material in Behältern, wie z.B. Silos oder Bunkern,
gelagert wird, werden zweckmäßigerweise Löcher in den Wänden des Silos oder Bunkers vorgesehen, um das Einführen der Luftinjektionsdüsen
zu erlauben. Da die Düsen leicht an die Druckluftquelle angeschlossen und wieder abgeklemmt werden können, lassen
sie sich auch einfach in jenem Falle entfernen, in welchem es wünschenswert ist, das im Behälter gelagerte Material zu lösen
oder zu lockern oder Material zuzuführen oder Material aus dem Behälter zu entnehmen.
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Die Lufteinführdüse gemäß der Erfindung wird zweckmäßigerweise
mit einem Thermometer ausgestattet, wodurch die in dem Materialstapel herrschende Temperatur erfaßt werden kann. Sofern die DU-sen
in großem Maße eingesetzt werden, ist es zweckmäßig, auf die Stapeltemperatur reagierende Mittel zu verwenden, die die Ventile
in nachfolgender Weise öffnen oder schließen.
Die Einführung von Luft in einen Stapel oder eine Anhäufung von brennbarem Material ist dazu geeignet, Selbstentzündung zu verhindern.
Beim Lagern organischer Substanzen müssen jedoch häufig Maßnahmen ergriffen werden, die die Selbstentzündung an sich begünstigen.
Dies kommt z.B. dann in Betracht, wenn es wünschenswert ist, gelagertes Material der erwähnten Art schnell zu trocknen.
Eine solche schnelle Trocknung wie auch eine verzögerte Kompostierung, die bei manchen faserstoffartigen Materialien erwünscht
ist, kann Bedingungen herbeiführen, die eine Selbstentzündung begünstigen. Abgesehen davon kann es trotz aller Vorsorgemaßnahmen
zur Verhinderung von Selbstentzündung sehr erwünscht sein, die Temperatur des gelagerten Materials auf geeigneten Werten
zu halten.
Bei der Ausführungsform gemäß Pig. JJ ist die Druckluftquelle 1
wiederum mit einer Düse 4 zusammengeschaltet, und zwar durch einen Luftschlauch 2. In diese Verbindungsleitung ist außerdem
ein Ventil 5 eingeschaltet, und zwar in größerem räumlichen Abstand von Düse 4. Außerdem ist ein Mischer l60 vorgesehen. Zusätzlich
zu der Luft düse 4 ist eine Sonde 17 im wesentlichen parallel
zur Luftdüse 4 und oberhalb dieser in den Stapel 6 eingeführt. Diese Sonde ist mit einer Temperaturmeßvorrichtung ausgestattet.
Die Temperaturmeß vor richtung kann in geeigneter Weise auf der gesamten
Länge der Sonde 17 angeordnet seinj es kann also auch nur
eine einzige Temperaturmeßvorrichtung an einem einzigen Punkt der Sonde angeordnet sein. Die Temperaturmeßeinrichtung der Sonde 1st
mit einem Steuergerät 18 zusanmengeschaltet, das seinerseits das
Ventil 5 regelt. Das Steuergerät 18 arbeitet dabei in der Weise, daß es das Ventil 5 automatisch öffnet und schließt, wenn die
Temperaturmeöeinrichtung eine Temperatur mißt, welche oberhalb
oder unterhalb einer vorbestimmten Temperatur anzeigt. Das Steuer-
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gerät kann z.B. derart eingestellt sein, daß es eine bestimmte Temperatur vermeidet, bei welcher das in Stapelform gelagerte Material
zur Selbstentzündung gelangt oder an Wert verliert.
Es gibt Fälle, in denen zwar Selbstentzündung verhindert wird, in denen aber die in einem Stapel oder einer Anhäufung herrschenden
Temperaturen derart hoch sind, daß das gelagerte Material verkohlt. Durch die Anwendung der Erfindung kann eine solche Verkohlung
dadurch verhindert werden, daß der in den Stapel eingedrückten Luft eine Salzlösung beigemischt wird. Die Einzelheiten
einer solchen Anordnung sind wiederum aus Fig. 3 erkennbar, wo ein Behälter 19 die Salzlösung speichert und über ein Ventil 20
dem bereits erwähnten Mischer zuführt. Auch dieses Ventil 20 wird durch das Steuergerät 18, das sein Eingangssignal von der Sonde 17
erhält, geregelt. Der Mischer lGO ist mit einer nicht im einzelnen
dargestellten Zerstäubungsvorrichtung versehen. Die Salzlösung wird hierdurch der Luft in feinster Tröpfchenform zugeführt und mit dieser
im Mischer lGO durchmischt und dem Stapel zugeführt.
Die Temperaturtneßvorrichtung auf der Sonde 17 kann derart eingestellt
werden, daß siefein automatisches Zumischen der Salzlösung zu der dem Stapel zugeführten luft veranlaßt, sobald eine vorbestimmte
Temperatur in dem Stapel erreicht ist. Alternativ hierzu kann eine Handsteuervorrichtung vorgesehen werden, mittels welcher
das Ventil 20 geöffnet werden kann, um Salzlösung dem Stapel zuzuführen. Dies würde man dann machen, wenn die Temperatur des
Stapels einen derart hohen Wert erreicht hat, daß allein das Einblasen von luft in den Stapel nioht ausreicht, um die Stapeltemperatur
innerhalb einer annehmbaren Zeit auf einen geringeren Wert zu bringen.
Oemtfi der Erfindung kann auoh Dampf dem Stapel 6 zugeführt werden,
um die Kompostierung des gestapelten Materials zu beschleunigen»
Zu« Trocknen des gestapelten Materials wird man warme oder heiße
Verbrennungsgase de» Stapel zuführen. In diesem Falle kann dem
Stapel in Verbindung mit Rauohgasen auch Dampf zugeführt werden»
Zu diesem Zweck 1st die gesamte Anlage mit einen Dreiwegeventil 21 ausgerüstet. Dies erhält sein Eingangssignal wiederum von de»
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ORtGHNAL INSPECTED ·/·
δ -
Steuergerät 18 und ist dem lüfter 1 vorgeschaltet. Dem Lüfter 1
ist ein Drosselventil 26 nachgeschaltet, das ebenfalls von dem Steuergerät 18 gesteuert wird. Das Drosselventil 26 befindet sich
in einer Verbindungsleitung 22, die den Lüfter 1 mit einer Hülse
24 von zylindrischer Form verbindet. Diese Hülse 24 hat eine Reihe
von öffnungen, die über die gesamte Länge der Hülse 24 verteilt
sind. Weiterhin sind ähnlich der bereits erwähnten Sonde Temperaturmeßvorrichtungen 27, 28 und 29 vorgesehen. Diese sind
ebenfalls mit dem Steuergerät 18 verbunden.
Wie aus Fig. 4 erkennbar, sind weitere Düsen 23, 24 und 25 zum
Einblasen von Dampf, Rauchgas oder Luft in den Stapel 6 vorgesehen. Diese Düsen haben eine Vielzahl von öffnungen, die über deren Länge
verteilt sind. Wie man erkennt, haben auch diese Düsen wiederum eine langgestreckte Form ähnlich der zuvor erwähnten Luft-Injektionsdüse
4. Hierdurch ist es möglich, Luft, Verbrennungsgas und Dampf in ausgewählten Bereichen dem Stapel zuzuführen.
Wie erwähnt, kann das brennbare Material in Boxen, Silos oder Bunkern
gestapelt werden. In diesem Falle werden die Düsen 22, 24 und
25 vorzugsweise in eine Betonplatte eingegossen. Diese Betonplatte
kann den Boden oder wenigstens einen Teil des Bodens der genannten Boxe, des Silos oder Bunkers bilden. Sine solche Bodenplatte
ist in Fig. 4 dargestellt.
Falls die Kompostierung des Materials in dem Stapel 6 beschleunigt
werden soll, wird das Ventil 21 in eine solche Stellung gebracht, daß der Lüfter 1 Dampf zu den Düsen 22, 2J und 24 fördert.
Sofern die Temperaturanzeigevorrichtungen 27, 28 und 29 anzeigen, daß die Temperatur im Stapel einen unzulässig hohen Wert erreicht
hat, greift das Steuergerät 18 ein in dem Sinne, daß dem Stapel durch den Lüfter 1 Frischluft zugeführt wird.
Wird in Abwandlung hierzu gewünscht, das Trocknen des Materials im Stapel zu beschleunigen, so wird das Ventil 21 derart eingestellt,
daß der Lüfter Rauchgas (Verbrennungsgas) fördert und dieses dem Stapel durch Ventil 26 zuführt, und zwar über die Leitung
22 und die Düse 24. Sollte die Temperatur wiederum einen unzulässig hohen Wert erreichen, so kann analog auch eine derartige
Einstellung vorgenommen werden^ äs.3 äss S'i-c^sl Bift zugeführt
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Claims (12)
1. Gerät zum Überwachen und/oder Regeln der im Inneren eines
Stapels von brennbarem Material herrschenden Bedingungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zufuhreinrichtung zum Zuführen
eines diese Bedingungen regelnden Mediums vorgesehen ist und daß außerdem Mittel vorgesehen sind, die
dieses regelnde Mittel dem Stapel des gelagerten Materials durch Injektion zuführen.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte
Medium aus Luft besteht.
J5· Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium
Verbrennungsgas oder Rauchgas ist.
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium Dampf ist.
5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium eine mit Luft vermischte Salzlösung ist.
6. Gerät zum Regeln und/oder Überwachen der im Inneren eines
Stapels von brennbarem Material herrschenden Bedingungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß für ein diese Bedingungen
regelndes Medium vorgesehen ist, daß Mittel zum Injizieren des genannten Mediums in den Stapel des gelagerten
Materials vorgesehen sind, daß das Medium wahlweise aus Luft, Verbrennungsgas, Dampf und Salzlösung in vorbestimmter
Mischung besteht, wobei die Mittel zum Injizieren des Mediums eine Röhre aufweisen, die wenigstens auf einem Teil
ihrer Länge mit Austrittsöffnungen versehen ist, und der wenigstens ein Einlaßventil zugeordnet ist.
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ORIGINAL INSPECTED
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gerät wenigstens eine Röhre aufweist, die über ihre Länge mit Öffnungen versehen ist und die einen Anschluß an eine
Quelle des regelnden Mediums aufweist, ferner mit einem Mischventil, wobei die Mediumquelle aus einem Luftanschluß und
einem Anschluß für Heizmedium besteht, und wobei die Bedingungen in dem Stapel derart verändert werden können, daß ein Erwärmen,
ein Abkühlen oder eine gesteigerte Verrottung des Stapels durch geeignete Zusammensetzung des durch das Mischventil
zugeführten Mediums eintritt.
δ. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre
an einer Zufuhrleitung für Luft und für eine Salzlösung unter Zwischenschaltung einer Mischereinheit angeschlossen ist, so
daß ein geeignetes Mischungsverhältnis von Luft und Salz dem Stapel zugeführt werden kann, um wenigstens eine Verkohlung
des darin enthaltenen Materiales zu vermindern.
9. Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Röhre in axial gegeneinander getrennte Kammern unterteilt ist, daß jede dieser Kammern mittels einer Rohrleitung
mit einem zugehörenden Ventil zusammengeschlossen ist, und zwar derart, daß das regelnde Medium dem Stapel selektiv durch
die Kammern zugeführt wird.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9* dadurch gekennzeichnet,
daß Teraperaturmeßvorrichtungen zum Einführen in den Stapel vorgesehen
sind, daß äiese Temperaturmeßeinrichtungen über Regelgeräte mit äen Anschluß für das regelnde Medium zusammengeschaltet
sind, und daß die ganze Anordnung derart getroffen ist, daß die Regelgeräte üfcar die Ventile ein bestimmtes Regelmedium
bzw· eine Mischung äieraus äwrQti die gßECsmäe Bohre in den
Stapel injizieren« sofc&lä αϊ® Temperatur einen vorbestimmten
Wertbereich überschreitet ©der unterschreitet,
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11. Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Anzahl von Röhren vorgesehen ist, die in einer dem Stapel als Boden dienenden Grundplatte eingelassen oder in
dieser Grundplatte eingeformt sind, und daß jede Röhre an zugehörende Ventile ansohließbar ist.
12. Garät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
eine Röhre bogenförmig ausgebildet ist, und zwar derart, daß eine gezielte (selektive) Injektion des regelnden Mediums Über
einen wesentlichen Bereich'des Stapels vorgenommen werden kann.
Heldenheim, den 26.05*76
DrW/Srö
609850/0328
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