Gerade gelesen: Selbstentzündung von Isoliermaterialien

„Lagging Fires“ von J. Griffiths et al. (lagging = Isoliermaterial)

Dieses Thema berührt nur am Rande die Selbstentzündung von beladenen Adsorbern, aber einige der besprochenen Faktoren, die zur Selbstentzündung von mit organischen Flüssigkeiten getränkten mineralischen Isoliermaterialien führen, sind in beiden Fällen gleich.

Hier der Inhalt in Kürze:

• Nicht brennbare Isoliermaterialien, die mit organischen Flüssigkeiten getränkt werden, geraten manchmal unerwartet in Brand, auch wenn es sich dabei um Flüssigkeiten wie Wärmeträgeröl handelt.
• Die Autoren haben Versuche mit getränkten Würfeln aus Isoliermaterial (Mineralwolle und anderen) angestellt, um den Mechanismus aufzudecken.
• Die getränkten Würfel wurden in einem Ofen gleichmäßig erhitzt und die Temperatur außen und im Zentrum des Würfels verfolgt. Durch eine Versuchsreihe mit immer höheren Ofentemperaturen (mit jeweils frischen Proben) wurde die Temperatur festgestellt, bei der das System thermisch durchgeht, d. h. bei welcher die Temperatur im Inneren des Würfels die an der Außenseite überholt (z. T. um mehrere hundert Grad), bedingt durch im Inneren einsetzende Oxidation.
• Der Vorgang ähnelt der klassischen Selbstentzündung an heißen Oberflächen, mit einigen bedeutenden Unterschieden:
  • Im Porensystem kann Sauerstoffarmut herrschen. Wenn die Verbrennung richtig in Gang kommt, wird die Diffusion von Sauerstoff ins Innere zum geschwindigkeitsbegrenzenden Faktor. Wenn die Oxidation sich verlangsamt, diffundiert allerdings sehr schnell Sauerstoff von außen nach.
  • Die Flüssigkeit ist über eine sehr große Oberfläche ausgebreitet, was die Entzündung fördert.
  • Einsetzende Verdunstung – ebenfalls gefördert durch die große Oberfläche – kann bei flüchtigeren Verbindungen das System soweit abkühlen, dass es nicht thermisch durchgeht. Die Autoren haben es an drei Komponenten von Diesel, C₁₆H₃₄, C₁₈H₃₈ und C₂₀H₄₂, vorgeführt. Der langkettigste Kohlenwasserstoff geht thermisch durch, der kurzkettigste nicht!

Und hier kommen wir zur Ähnlichkeit mit Adsorberbränden: Stark adsorbierende Materialien wie ein bestimmtes, aus amorphem Silica hergestelltes Isoliermaterial, sind besonders tückisch. In Kombination mit gut adsorbierbaren Verbindungen wie Alkoholen halten sie diese weit über die Temperatur hinaus fest, bei der bei Mineralwolle schon alles verdunstet wäre. Der Schutz vor Bränden durch Verdunstungskühle greift hier also nicht!