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Verfahren zur Unterdrückung der Bildung von Nebeln
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung der Bildung
von Nebeln nebelbildender Substanzen, wobei diese mit einem Schaum abgedeckt werden,
der aus Wasser und oberflächenaktiven Mitteln gebildet wird.
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Schwefeltrioxid und Oleum (Lösung von Schwefeltrioxid in Schwefelsäure)
sind wichtige chemische Grundprodukte. Wegen ihrer starken Nebelbildung in Gegenwart
von Wasserdampf -. wobei schon der geringe Wassergehalt normaler Umgebungsluft ausreicht
- sollen diese Substanzen nicht mit Luft in Berührung kommen. Ähnliche Probleme
treten bei Chlorsulfonsäure, rauchender Salzsäure und rauchender Salpetersäure auf.
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Beim Umgang mit derartigen Substanzen läßt es'sich nicht immer ausschließen,
daß Nebel auftreten. Das gilt bei der Herstellung genauso wie beim Transport, bei
der Lagerung oder der Verarbeitung, d.h. der Umsetzung mit anderen Chemikalien.
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Bei Undichtigkeiten an Gefäßen können die Substanzen auslaufen und
Pfützen bilden. Undichtigkeiten an Flanschen sind relativ häufig, daneben werden
Löcher durch Korrosion verursacht, da die genannten Substanzen sehr korrosiv- wirken.
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Die Nebelbildung behindert erheblich die Feststellung und Beseitigung
des Schadens. Einerseits behindern die Nebel die Sicht, andererseits handelt es
sich bei den Nebeln um stark saure Medien, so daß die mit der Schadensbeseitigung
befaßten Personen erheblich gefährdet werden. Es muß deshalb im Schadensfall eine
vordringliche Aufgabe sein, die Nebelbildung möglichst rasch zu beenden, um eine
spätere erneute Nebelbildung mit Sicherheit auszuschließen.
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Bisher war es üblich, im Schadensfall Wasser auf die ausgelaufenen
nebelbildenden Substanzen zu schütten
oder zu spritzen und sie so
weit zu verdünnen, daß keine Nebel mehr gebildet wurden. Dieses Verfahren hat den
Nachteil, daß die S03 enthaltenden Substanzen mit Wasser sehr heftig reagieren,
wobei es zu explosionsähnlichem Verspritzen dieser agressiven und gefährlichen Stoffe
kommen kann. Außerdem bilden sich während der Vermischung mit Wasser erst einmal
zusätzliche erhebliche Nebelmengen. Aus diesem Grund wird bei der technischen Herstellung
von Schwefelsäure aus SO3 das Schwefeltrioxid nicht in Wasser absorbiert, weil dies
nur zur Bildung von Nebel führt. Vielmehr löst man S03 in Schwefelsäure und verdünnt
diese anschließend vorsichtig mit verdünnter Schwefelsäure, weil ein verdünnen mit
Wasser wiederum zur Nebelbildung führen würde. Aber auch das Verdünnen der so hergestellten
konzentrierten ca.
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95-- 98-kigen Schwefelsäure mit Wasser kann wegen der dabei auftretenden
starken Verdünnungswärme nur unter Einhaltung bestimmter Vorsichtsmaßregeln gefahrlos
erfolgen.
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Beachtet man diese nicht, indem man z.B. Wasser in die konzentrierte
Schwefelsäure gießt, so kommt es zum Verspritzen der Säure. Alle diese unerwünschten
Effekte, die man normalerweise bei der Herstellung und der Verarbeitung von SO3
oder Oleum sorgfältig vermeidet, muß man in Kauf nehmen, wenn diese Substanzen ausgelaufen
sind und man versucht, sie mit Wasser unschädlich zu machen.
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Es bestand daher die Aufgabe, die Bildung von Nebeln nebelbildender
Substanzen, insbesondere 50 enthalten-3 der Substanzen, zu unterdrücken und die
ausgelaufenen Substanzen unsehädlich zu machen. Die vorliegende Erfindung löst diese
Aufgabe.
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Es wurde ein Verfahren zur Unterdrückung der Bildung von Nebeln nebelbildender
Substanzen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die nebelbildenden
Substanzen
mit einem Schaum abdeckt, der aus Wasser und oberflächenaktiven
Mitteln gebildet wird. Dieses Verfahren eignet sich sehr gut zum Abdecken von Substanzen,
die saure Nebel, insbesondere Schwefelsäurenebel bilden.
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Der aufgebrachte Schaum hat nicht nur den Vorteil, den Schadensherd
wirksam abzudecken, sondern er verdünnt auch innerhalb kurzer Zeit die nebelbildende
Substanz, z.B. Schwefeltrioxid, Oleum oder Chlorsulfonsäure so.weit, daß eine neuerliche
Nebelbildung ausgeschlossen wird.
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Die Lösungen, aus denen der Schaum bereitet wird, bestehen zum größten
Teil aus Wasser. Sie enthalten daneben in geringerer Menge ein oder mehrere oberflächenaktive
Mittel.
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Trotz des hohen Wassergehaltes treten überraschenderweise beim erfindungsgemäßen
Verfahren die beim Einsatz von Wasser beobachteten Effekte nicht ein. Als oberflächenaktive
Mittel eignen sich stark schäumende Tenside, die große Volumina beständiger Schäume
bilden können. Hierfür kommen anionaktive, kationaktive oder nicht-ionische Tenside
aliein oder in verträglichen Kombinationen in Frage. Als Tenside werden meist synthetische
Tenside (Kohlenwasserstoff-Tenside) oder Tenside auf Protein-Hydrolysat-Basis eingesetzt.
Sie können jedoch ganz oder teilweise durch Fl-uortenside ersetzt sein. Bevorzugt
sind synthetische Tenside. Die schaumerzeugenden wäßrigen Lösungen können außer
den Tensiden noch weitere Zusätze, wie z.B. Korrosionsschutzmittel oder Frostschutzmittel,
enthalten. Daher können erfindungsgemäß wäßrige Lösungen sogenannter Sehaumlöschmittel,
die üblicherweise zur Bekämpfung von Bränden eingesetzt werden, Verwendung finden.
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Bei Abdecken von SO3 enthaltenden Substanzen ist es wegen der Gefahr
der starken Erwärmung bevorzugt, von einem wasserarmen Schaum auszugehen, d.h. in
der Verschäumungseinrichtung einen Schaum mit einer Verschäumungszahl von mindestens
1:20 zu erzeugen. Im allgemeinen
reichen Verschäumungszahlen von
1:20 bis 1:200, vorzugsweise 1:40 bis 1:80, aus. Diese Schäume werden als Mittelschäume
bezeichnet, da sie in ihrem Volumenverhältnis zwischen dem starken wasserhaltigen
Schwerschäumen und den fast trockenen Leichtschäumen liegen. Solche Schäume sind
so wasserarm, daß auch beim Beschäumen der Oberfläche einer SO3 enthaltenden nebelbildenden
Flüssigkeit keine heftige Reaktion eintritt, die ein Verspritzen der abzudeckenden
Substanz zur Folge hätte. Andererseits ist noch soviel Wasser im Schaum enthalten,
daß innerhalb weniger Minuten eine weitgehende Verdünnung bzw. Umsetzung der abzudeckenden
Substanz mit Wasser eintritt und eine Beseitigung ohne Gefahr einer neuerlichen
Nebelbildung möglich wird. -Uberrachender;weise bleibt eine Schicht von Mittelschaum
auf einer wasseraufnehmenden Substanz wie S03 längere Zeit stabil, obwohl während
dieser Zeit eine Umsetzung zwischen SO und H2 0 zu HzS04 statt-3 gefunden hat, wie
man nach Beendigung des Versuches feststellen kann. Um eine vollständige Umsetzung
zu erreichen, genügt bei dünneren abzudeckenden Schichten von einigen Millimetern
ein einmaliges kurzes Beschäumen. Bei dickeren Schichten kann eine längere oder
mehrmalige Beschäumung notwendig werden, um die nötige Wassermenge für die Umsetzung
bzw. Verdünnung anzubieten.
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Der Schaum wird zweckmäßigerweise in einer besonderen Verschäumungseinrichtung
erzeugt, wie sie zum Löschen von Bränden üblich ist. Man stellt in dieser Einrichtung
eine aus Wasser und Schaumkonzentrat bereitete verdünnte Lösung des Schaummittels
her und fördert diese mit einem Druck von 5 bis 10 bar in ein Schaumrohr, das wie
ein Injektor Luft ansaugt, diese in die Schaumlösung einarbeitet und so einen feinblasigen
Schaum erzeugt, der als Strahl gebündelt ein über einen Schlauch angeschlossenes
Strahlrohr verläßt und in einer gewissen Wurfweite auf die abzudeckende Substanz
auftrifft.
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Ein Vorteil dieser Methode liegt in der hohen Geschwindigkeit der
Schaumerzeugung und in der guten Reproduzierbarkeit der Verschäumungszahl. Prinzipiell
sind aber erfindungsgemäß auch andere an sich bekannte Methoden zur Erzeugung von
Schaum, insbesondere von Mittelschaum, geeignet. Die Erfindung wird durch die folgenden
Beispiele erläutert.
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Beispiel 1: 600 cm² einer 2,5 mm hohen Schicht von flüssigem Schwefeltrioxid
wurden so rasch wie möglich mit einem Schaum abgedeckt, der aus einer 2-%igen Lösung.
des käuflichen Schaum-R löschmittel-Konzentrats RExpyrol F 15 (enthaltend neben
Frostschutzmitteln in der Hauptsache Laurylalkoholsulfat-Triäthanolaminsalz und
Laurylalkoholäthersulfat-Ammoniumsalz) mit Hilfe eines Schaumrohrs erzeugt wurde.
Nach 35 sec war die vor Beginn der Abdeckung starke Nebelbildung völlig beendet.
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Beispiel 2: 600 cm2 einer 3 mm hohen Schicht von 65-%igem Oleum wurden
so rasch wie möglich mit einem Schaum abgedeckt. der wie in
Beispiel 1 erzeugt wurde. Nach 25 sec war Nebelbildung völlig beendet.