Referat LAGERN (fest, flüssig, gasförmig)

Verfahrenstechnik

LAGERN

_{(fest, flüssig, gasförmig)}

Theoretische Grundlagen für das Lagern und Speichern

Lagern Speichern) ist das Aufbewahren von Stoffen. Es handelt sich um eine passive Operation, bei der mit dem Stoff ansich nichts weiter geschieht, als daß er für eine gewisse Zeit an einem bestimmten Ort gespeichert wird.

Verfahrenstechnische Operationen bewirken eine gezielte Anderung des physikalischen Zustandes, des Energiegehaltes u o. der chemischen Zusammensetzung von Stoffen. Mit der Lagerung wird im Allgemeinen keine dieser Anderungen bezweckt, man wünscht im Gegenteil gespeicherte Stoffe zu gegebener Zeit möglichst unverändert wieder entnehmen zu können. Daher gehört das Lagern und Speichern nicht zu den Grundoperationen der Verfahrenstechnik.

Das Lagern erfolgt in Vorrats- und Zwischenlagern.

In Vorratslagern werden die zum Teil periodisch angelieferten Roh- und Hilfsstoffe gelagert und von dort stetig in den Produktionsablauf geführt. Erfolgt der Verkauf und Abtransport der Fertigprodukte nicht im gleichen Maß wie die Produktion, muß auch ein Endlager vorhanden sein. Zwischenlager sind erforderlich an den Übergangsstellen zwischen kontinuierlich und diskontinuierlich arbeitenden Betrieben oder wenn prozeßbedingte Störungen auftreten können. Zwischenprodukte werden in sogenannten Puffern (Glätten von Taktzeiten) gespeichert, die innerhalb der technologischen Kette eines Verfahrens ausgleichend wirken.

Unterschiede des Lagers zu Deponien:

Eine Depononie ist ein stabiler, unlöslicher Baukörper, der auf sehr lange Dauer (Jahrhunderte bis Jahrtausende) vorhanden ist und in diesen Zeiten auch geologischen Prozessen (Erosion, Sedimentation ) ausgesetzt ist. Weiters treten in einer Deponie große Stoffströme auf, und

sie hat im Vergleich zu anderen Behandlungsanlagen eine sehr großen Platzbedarf.

Bei der Art der Lagerung sind die Eigenschaften, die Verbrauchsart, die Lagerdauer und die Menge des Lagergutes zu berücksichtigen. Bei der Größenbemessung insbesondere von Vorratslagern gilt wegen der Kosten für die Lagereinrichtung und des mit dem Lagergut gebundene Kapitals der Grundsatz: so groß wie nötig- so kleine wie möglich. Eine Einteilung der Lagereinrichtungen erfolgt nach dem Aggregatzustand des Lagergutes.

_{Lagern von Feststoffen}

Bei den Feststoffen wird unterschieden zwischen:

Stückgütern: das sind zahlenmäßig erfaßbare Einzellasten z.B.: Bauteile, Fässer, Kannen, Säcke, Container

Schüttgütern: das sind stückige, körnige oder staubförmige Feststoffe in un- geordneter Schüttung

z.B.: Granulat, Kohle

_{Lagerung von Schüttgütern}

Eine für den Platzbedarf wichtige Kenngröße des Lagergutes ist die Schüttdichte (d.h. die

Masse der Schüttung pro Volumseinheit). Zwischen den Feststoffteilchen befindet sich in der

Schüttung Gas, in den meisten Fällen Luft. Deshalb ist die Schüttdichte stets kleiner als sie

Dichte des Feststoffes.

Eine weitere Einflußgröße auf die lagerung ist der Schüttwinkel (Böschungswinkel). Dieser ist von der Art und der Beschaffenheit, z.B. Form, Größe, Feuchtigkeit des Schüttgutes abh ngig. Je spitzer der Schüttwinkel ist, desto eher kann das Gut abrutschen und z.B. zu Sch den der Abgrenzung führen. Deshalb darf eine maximale Füllhöhe nie überschritten werden. Außerdem kann es bei vielen organischen Stoffen durch den Eigendruck zur Erw rmung oder Entzündung kommen.

Die Lagerung von Schüttgütern kann erfolgen:

¨ Freilager

¨ Geb udelager

¨ Bunker, Silos

¨ Transportable Lagerbehälter: Container, Fässer

.1 Freilager:

sind Lagerpl tze im Freien, auf denen auf einer festen Unterlage befestigter Boden) Schüttgüter zu Haufen aufgeschüttet werden. Sie sind mit Stützmauern umgeben, besitzen Be- und Entladevorrichtungen. Freilager bieten keinen Schutz vor Witterungseinflüssen (Auffangen von Sickerwasser > Reinigung der Auswaschungen); dadurch sowie durch die Forderung des Umweltschutzes (Boden, Luft, Wasser) ist der Umfang der frei lagerfähigen Güter eingeschränkt. Die spezifische Lagerkapazit t wird durch die Höhe der Lagerplatzeinfassung (wenn vorhanden), die Schüttdichte und den Schüttwinkel des Gutes bestimmt.

.2 Gebäudelager:

ähneln dem Freilager, sind aber allseitig geschlossen und schützt die Schütt- und auch

Stückgüter vor witterungsbedingten Einflüssen. Neben Klimaanlagen zum Schutz bestimmter

Lagergüter sind Be- und Entlüftungsanlagen sowie Fördereinrichtungen installiert. Bei mehrstöckigen Lagerhallen muß die zul ssige Deckenbelastung im Geb ude kenntlich gemacht werden.

.3 Bunker und Silos:

sind Schachtspeicher aus senkrecht stehende Hohlkörpern aus Beton oder Metall mit verschiedenen Querschnitten. Die Gutzufuhr erfolgt von oben, die Entnahme am unteren Auslauf durch einen konischen oder keilförmigen, geneigten Auslauftrichter mit entsprechendem Verschluß und Austragsgerät, was ein Nachrutschen des Gutes aufgrund der Schwerkraft voraussetzt. Das Lagergut muß gut fließfähig sein und hohem Druck widerstehen können. Das Fließverhalten wird bestimmt durch Korngröße, Schüttdichte, Temperatur des Gutes, Feuchtigkeit und vorallem der Speicherform (Schlankheitsgrad: Höhe/Durchmesser, Querschnittsform, Größe und Form des Auslaufs, Neigung des Trichters, Reibungswinkel zw. Gut und Wand) bestimmt. Langzeitspeicher, oft in Mehrzellenbauweise mit bis zu 20 000 t Fassungsvermögen, werden als Silo, kleinere Zwischenspeicher mit h ufigem Umschlagwechsel als Bunker bezeichnet.

.4 Transportable Lagerbehälter (Container):

sind verschiedenartig ausgerüstet und für die Lagerung fast aller Stoffarten geeignet. Die

Vorteile dieser Lagerart bestehen darin, daß aufwendige Umschlagsarbeit entf llt,

stoffspezifische Lagerung erfolgt, flexibel gelagert werden kann, aufwendige Lager entfallen und platzsparende Lagerung möglich ist.

Kunststoff- Verpackungszwischenlager

Der Ausbau der Anlagen für die stoffliche Verwertung der Kunststoff- Verpackungsabfälle erfolgt rasch. Anlagen für die thermische Verwertung mußten erst umgebaut oder müssen überhaupt neu errichtet werden. Sie sind nach dem AWG und nach der gesetzlich vorgesehenen Umweltverträglichkeitsprüfung zu genehmigen. Um dies und die Bauzeit zu überbrücken hat der KK behördlich zugelassene Zwischenlager angelegt. Die noch nicht verwerteten Verpackungen werden dort in - Seecontainern gelagert.

_{Lagern von Flüssigkeiten}

Die Lagerung von Flüssigkeiten oder von verflüssigten Gasen erfolgt in stehenden oder liegenden, zylindrischen (niedriger Dampfdruck) oder kugelförmigen (hoher Dampfdruck) ortsfesten Beh ltern aus Stahl (evtl. mit Auskleidung aus Kunststoff, Emaille,. .) oder Stahlbeton. In beweglichen Emballagen (Fässer, Flaschen ) abgefüllte Flüssigkeiten gelten als Stückgüter.

Ortsfeste Lagerbehälter bezeichnet man als Tanks, ihr Standort kann oberirdisch, unterirdisch,

im Freien oder in Geb uden sein. Sie kommen als liegende o. stehende, ein- o. doppelwandige

Stahlbehälter mit einem Volumen von 10 - 100 000 m Inhalt zum Einsatz. Kugelbehälter bis

5000 m dienen bevorzugt der Flüssiggaslagerung. Die Zufuhr des Lagergutes erfolgt mit Pumpen, Druckfördereinrichtungen oder durch Ausnutzung der Schwerkraft. Spezialausführungen sind heiz- oder kühlbar.

Um Mensch und Umwelt vor Schäden zu bewahren, sind bei der Lagerung von gefährlichen, d.h. brennbaren, leichtsiedenden, giftigen, ätzenden u.s.w. Flüssigkeiten besondere Sicherheitsmaßnahmen zu beachten:

¨ exakte Beschilderung der Behälter

¨ Füllstandsmeßgeräte, berfüllsicherungen, Auffangr ume

¨ Entlüftungsleitungen müssen mit Sorptionseinrichtungen ausgerüstet sein

¨ Anbringen von Feueralarm- und Feuerlöscheinrichtungen und

Flammenrückschlagsicherung

¨ explosionssichere elektrische Installation

¨ geerdete Lagerbehälter und Rohrleitungen

¨ Schutzstreifen zw. Lagerbeh ltern und angrenzenden Anlagen

Die Einordnung in Gefahrenklassen erfolgt nach der Mischbarkeit mit Wasser und dem

Flammpunkt:

Verordnung über brennbare Flüssigkeiten (VbF)

_{Lagerung von Gasen}

Das Lagern von Gasen erfordert besondere Sorgfalt, da neben den spezifischen Eigenschaften der Stoffe auch der Druck berücksichtigt werden muß.

Die Gasspeicher erfolgt bei Niederdruck (1- 5 kPa) in Glocken- und Scheibengasbehältern, bei erhöhtem Druck (0 6- 2 5 Mpa) in Kugelgasbehältern.

Eine Besonderheit stellt die Unterirdische Speicherung riesiger Gasmengen in natürlichen oder künstlichen ausgebauten Erdgasspeichern mit Fassungsvermögen in der Größenordnung von 10 bis 10 m dar.

Kleinere Gasmengen werden in Druckgasflaschen oder Druckgasbomben transportiert und gelagert. Diese sind zylinderförmige Beh lter, meist aus Stahl und haben einen halbkugelförmigen Boden. Am Kopfende befindet sich ein eingeschraubtes Eckventil mit Verschlußkappe und Schutzhaube. Das Füllvolumen kann 1 bis 100 l, der Fülldruck bis 200 bar betragen.

Druckgasflaschen werden gekennzeichnet durch Kennfarben und eingravierte Daten wie z.B.

Gasart, Fülldruck oder Füllmenge, Volumen oder Leergewicht, Fabrikationsnummer, Prüfdruck.