Selbstentzündung von Schüttungen reaktiver Stoffe

Bei vielen Feststoffen kommt es aufgrund exothermer Oxidationsreaktionen unter bestimmten Randbedingungen zur Ausbildung lokaler Temperaturspitzen, sogenannter "hot-spots", welche sich in weiterer Folge zu Glutnestern entwickeln können. Für die Selbstentzündungsneigung eines Systems sind dabei nicht nur stoffspezifische Größen (z. B. Reaktivität, effektive Wärmeleitfähigkeit), sondern auch apparatespezifische Größen (z. B. Geometrie) und die Betriebsbedingungen (z. B. Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit) zu berücksichtigen. Um alle relevanten Einflußgrößen berücksichtigen zu können, wurde das instationäre, 2D-Programm SEBOSS (SElf-heating Behaviour Of Stored Solids) entwickelt: Das Computerprogramm SEBOSS basiert auf den differentiellen Erhaltungsgleichungen für Masse, Energie und Impuls welche nach der Method of Lines gelöst werden. Um die Stoffwerte in entsprechender Qualität für die SEBOSS-Berechnungen zur Verfügung stellen zu können, wurde einerseits ein Differentialreaktor zur Ermittlung der chemischen Reaktionskinetik gebaut und andererseits eine Apparatur zur Messung der effektiven Wärmeleitfähigkeit von Schüttungen. Der Differentialreaktor ermöglicht gemeinsam mit einer entsprechenden Gasanalytik (O2, CO, CO2) die Ermittlung der kinetischen Parameter der Oxidationsreaktionen. Der Apparat zur Messung der effektiven Wärmeleitfähigkeit einer Schüttung arbeitet nach einem stationären Zweiplattenverfahren.