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Lagern
Verfahrenstechnik
LAGERN
(fest, flüssig,
gasförmig)
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Ref.Nr.:
13
Name:
Sonja Schmatz
Kat.Nr.:
12
Jahrgang:
5AK
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.
2 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
2.1 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
2.1.1 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.
2.1.2 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 zulässige Deckenbelastung im Gebäude kenntlich gemacht
werden.
2.1.3 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 häufigem Umschlagwechsel als Bunker
bezeichnet.
2.1.4 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.
3 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:
3.1 Verordnung über brennbare Flüssigkeiten (VbF)
4 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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