Mindestzündenergie

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche

Die Mindestzündenergie (MZE) ist eine sicherheitstechnische Kenngröße zur Beurteilung der Zündfähigkeit explosionsfähiger Atmosphären. Sie beschreibt die niedrigste Energie, die bei einer Entladung ausreichend ist, um ein explosionsfähiges Brennstoff-Luft-Gemisch in seiner zündwilligsten Zusammensetzung zu entzünden. Als Brennstoff kommen brennbare Gase und Dämpfe, sowie aufgewirbelte Stäube in Frage. Dabei unterscheiden sich die Mindestzündenergien von Gasen/Dämpfen und Stäuben grundlegend. Während Gase und Dämpfe meist mit Zündenergien kleiner 1 mJ gezündet werden können, sind für typische Stäube Zündenergien im Millijoule- bis Joulebereich notwendig. Bei Gasen und Dämpfen kann nahezu jede Zündquelle als wirksam angesehen werden. Für aufgewirbelte Stäube ist die Mindestzündenergie eine wichtige Kenngröße für die Anlagenauslegung, da im Sinne des Schutzkonzepts der Vermeidung von Zündquellen eine Betrachtung hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit des Auftretens energetisch verschiedener Zündquellen und deren Zündwirksamkeit möglich ist.[1]

Brennbare Stäube – Staubexplosion[Bearbeiten]

Die Mindestzündenergie hängt stark von der Beschaffenheit der Stäube wie z.B. der Zusammensetzung, der Korngrößenverteilung, der Oberflächenstruktur und der Feuchte ab. Allgemein gilt, dass mit abnehmender Korngröße und abnehmender Feuchte die Mindestzündenergie absinkt. Entsprechend ihrer Mindestzündenergie werden Stäube in den Bereichen der Mindestzündenergie

  • MZE > 10 mJ als normal zündempfindlich
  • 10 mJ > MZE > 3 mJ als besonders zündempfindlich
  • MZE < 3 mJ als extrem zündempfindlich

eingestuft.

Brennbare Gase und Dämpfe[Bearbeiten]

Die Mindestzündenergien von Gasen und Dämpfen liegen meist ein bis zwei Zehnerpotenzen niedriger als bei Stäuben. Ihr Wert ist konzentrationsabhängig. Zwischen den Explosionsgrenzen wird ein in etwa parabelförmiger Verlauf beobachtet, dessen Minimum dem zündwilligsten Gemisch mit der niedrigsten Mindestzündenergie entspricht.[1] Die folgende Tabellen gibt die Mindestzündenergien wichtiger Lösungsmittel und Gase.

Mindestzündenergie verschiedener Lösungsmitteldämpfe[2]
Lösungsmittel Aceton Benzol Cyclohexan Diethylether Ethylacetat Ethanol n-Heptan Methanol Schwefelkohlenstoff
Mindestzündenergie in mJ 0,55 0,20 0,22 0,19 0,46 0,28 0,24 0,20 0,009
Zündwilligstes Gemisch in Vol% 6,5 4,7 3,8 5,1 5,2 6,4 3,4 14,7 7,8
Mindestzündenergie verschiedener Gase[2]
Gas Ammoniak n-Butan Ethan Ethen Ethin Ethylenoxid Methan Propin Propylenoxid Wasserstoff
Mindestzündenergie in mJ 14 0,25 0,25 0,082 0,019 0,061 0,28 0,11 0,13 0,016
Zündwilligstes Gemisch in Vol% 20 4,7 6,5 8,0 7,7 10,8 8,5 6,5 7,5 22
Mindestzündenergie verschiedener halogenierter Kohlenwasserstoffe[2]
Halogenkohlenwasserstoff 1,2-Dichlorethan Dichlormethan Tetrafluorethen 1,1,1-Trichlorethan Trichlorethen
Mindestzündenergie in mJ 1,0 9300 4,1 4800 510
Zündwilligstes Gemisch in Vol% 10,5 18 - 12 26

Die Wert der Mindestzündenergie sinkt mit steigender Temperatur, steigendem Druck sowie erhöhten Sauerstoffgehalt ab.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b E. Brandes, W. Möller: Sicherheitstechnische Kenndaten – Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase, Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft GmbH, Bremerhaven 2003.
  2. a b c BG RCI-Merkblatt T 033 Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen, Jedermann-Verlag 2009, ISBN 978-3-86825-103-6.

Literatur[Bearbeiten]

  • Wolfgang Bartknecht: Explosionsschutz - Grundlagen und Anwendung, Springer-Verlag 1993, ISBN 3-540-55464-5.
  • BG RCI Merkblatt R003 Sicherheitstechnische Kenngrößen, Jedermann-Verlag, Heidelberg.
  • DIN-EN 13821 Explosionsfähige Atmosphären - Explosionsschutz - Bestimmung der Mindestzündenergie von Staub/Luft-Gemischen
  • ASTM-Norm E582 Standard test Method for Minimum Ignition Energy and Quenching Distance in Gaseous Mixtures