Mechanische verfahrenstechnik
Verfahrenstechnik
LAGERN
(fest, flüssig, gasförmig)
Ref.Nr.: 13
Name: Sonja Schmatz
Kat.Nr.: 12
Jahrgang: 5AK
Schuljahr: 96/971 Theoretische Grundlagen für das Lagern und Speichern 1
2 Lagern von Feststoffen 2
2.1 Lagerung von Schüttgütern 2
2.
1.1 Freilager: 2
2.1.2 Gebäudelager: 2
2.1.3 Bunker und Silos: 2
2.
1.4 Transportable Lagerbehälter (Container): 2
3 Lagern von Flüssigkeiten 2
3.1 Verordnung über brennbare Flüssigkeiten (VbF) 2
4 Lagerung von Gasen 2
1 Theoretische Grundlagen für das Lagern und Speichern 1
2 Lagern von Feststoffen 2
2.1 Lagerung von Schüttgütern 2
2.1.1 Freilager: 3
2.
1.2 Gebäudelager: 4
2.1.3 Bunker und Silos: 4
2.1.4 Transportable Lagerbehälter (Container): 5
3 Lagern von Flüssigkeiten 5
3.
1 Verordnung über brennbare Flüssigkeiten (VbF) 7
4 Lagerung von Gasen 8
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 Änderung des physikalischen Zustandes, des Energiegehaltes u./o. der chemischen Zusammensetzung von Stoffen. Mit der Lagerung wird im Allgemeinen keine dieser Änderungen 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 abhängig. Je spitzer der Schüttwinkel ist, desto eher kann das Gut abrutschen und z.B. zu Schäden der Abgrenzung führen.
Deshalb darf eine maximale Füllhöhe nie überschritten werden. Außerdem kann es bei vielen organischen Stoffen durch den Eigendruck zur Erwärmung oder Entzündung kommen.
Die Lagerung von Schüttgütern kann erfolgen:
Freilager
Gebäudelager
Bunker, Silos
Transportable Lagerbehälter: Container, Fässer
Freilager:
sind Lagerplätze 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 Lagerkapazität wird durch die Höhe der Lagerplatzeinfassung (wenn vorhanden), die Schüttdichte und den Schüttwinkel des Gutes bestimmt.
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 zulässige Deckenbelastung im Gebäude kenntlich gemacht werden.
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 häufigem Umschlagwechsel als Bunker bezeichnet.
Transportable Lagerbehälter (Container):
sind verschiedenartig ausgerüstet und für die Lagerung fast aller Stoffarten geeignet. Die Vorteile dieser Lagerart bestehen darin, daß aufwendige Umschlagsarbeit entfällt, 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 ÖKK behördlich zugelassene Zwischenlager angelegt. Die noch nicht verwerteten Verpackungen werden dort in 49´- 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 Behältern 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 Gebäuden sein. Sie kommen als liegende o. stehende, ein- o. doppelwandige Stahlbehälter mit einem Volumen von 10 - 100 000 m3 Inhalt zum Einsatz. Kugelbehälter bis
5000 m3 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, Überfüllsicherungen, Auffangräume
Entlüftungsleitungen müssen mit Sorptionseinrichtungen ausgerüstet sein
Anbringen von Feueralarm- und Feuerlöscheinrichtungen und Flammenrückschlagsicherung
explosionssichere elektrische Installation
geerdete Lagerbehälter und Rohrleitungen
Schutzstreifen zw. Lagerbehältern 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 107 bis 109 m3 dar.
Kleinere Gasmengen werden in Druckgasflaschen oder Druckgasbomben transportiert und gelagert.
Diese sind zylinderförmige Behälter, 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.
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