Grenzwerte, Beurteilungskriterien

Beurteilung der Gefährdungen

Die wesentlichen Kenngrößen zur Abschätzung des Gefahrenpotentials der Exothermie sind:

• Reaktionswärme und Wärmeproduktionsgeschwindigkeit,
• mögliche Gasentwicklung und Gasentwicklungsgeschwindigkeit,
• Wärmeabfuhrleistung des Systems durch Kühlung,
• Grenztemperatur hinsichtlich der thermischen Stabilität der beteiligten Stoffe und Reaktionsgemische unter Verfahrensbedingungen.

In Abbildung 3.4-1 sind die Wärmeproduktion der chemischen Reaktion und die Wärmeabfuhrleistung der Kühlung eines Behälters dargestellt. Erhöht sich beim Arbeitspunkt A die Temperatur des Systems, sorgt die verstärkte Wärmeabfuhr durch das Kühlsystem dafür, dass der Arbeitspunkt A wieder erreicht wird (stabiler Arbeitspunkt). Erhöht sich dagegen die Temperatur im Behälter ausgehend vom Arbeitspunkt B, so stellt sich das Gleichgewicht zwischen Wärmeproduktion und Wärmeabfuhr nicht mehr ein, sondern die Temperatur steigt weiter und das System droht außer Kontrolle zu geraten (labiler Arbeitspunkt).

Abbildung 3.4-1. Semenov Diagramm (nach BGI 541): Wärmebilanz Reaktionsleistung und Wärmeabfuhrleitung.

Chemische Reaktionen abschätzen

Zur Abschätzung der Gefährdung durch unerwünschte Reaktionen geben das Sicherheitsdatenblatt und Stoffdatenbanken zu den jeweilig im Betrieb vorhandenen Stoffen Aufschluss über Stoffunverträglichkeiten, Zersetzungen und oxidative Selbstentzündungen (siehe auch Abschnitt 5.3 Explosivstoffe) und die möglichen Reaktionsprodukte und Freisetzungen aus diesen unerwünschten Reaktionen. Des Weiteren dient die stöchiometrische Umsatzgleichung (beziehungsweise allgemein die Reaktionskinetik) - als wesentliche Grundlage zur Beurteilung gewünschter und unbeabsichtigter Reaktionen, Neben- und Folgereaktionen.