13 Sicherheit 3.1 - TU Clausthal...which, as part of a chemistry show, hydrogen has been inhaled...

Dr.-Ing. Bernhard Neumann

WasserstofftechnologieSicherheit

Abb. 1

Kapitel 8

Sicherheit



Abb. 2

Hauptziel im sicheren Umgang mit Wasserstoff

Knallgasreaktion H2 + ½ O2 → H2O

Freisetzung der Reaktionsenthalpie ΔRH = - 286 kJ

Ziel bei der Verwendung von Wasserstoff als Energieträger ist es, die freigesetzte Reaktionsenthalpie in Form von Wärme, Elektrizität und/oder Kraft zu nutzen.

Oberstes Ziel für einen sicheren Umgang mit Wasserstoff ist es, die Knallgasreaktion stets kontrolliert ablaufen zu lassen.

3 Faktoren bestimmen die Verbrennung Brennstoff (H2) + Oxidationsmittel (Luft) + Zündquelle (Zündfunken, Wärme)

► unkontrollierte Freisetzung von Wasserstoff in Luft verhindern.

► Konzentrationsanreicherung von Wasserstoff in geschlossenen

Räumen/Gebäuden vermeiden.

► unkontrollierte Zündung von Wasserstoff-Luft-Mischungen verhindern.

► Detonation von Wasserstoff-Luft-Mischungen verhindern.



Abb. 3

Eigenschaften von Wasserstoff und deren Bedeutung für die Sicherheit 1

Die meisten in der Praxis vorkommenden Zündquellen lösen Zündung aus

0,02 mJZündenergie

Detonation in 42 % des Zündbereichs nicht möglich. Untere und obere Detonationsgrenze von entsprechender Zündgrenze relativ weit entfernt.

18 bis 59 Vol.-% (in Luft)Detonationsgrenzen

schnelle Vermischung bei Freisetzung in Luft größer als bei anderen GasenD in H2, 0°C = 1,285 cm2/s (Selbstdiffusion)D in N2, 0°C = 0,674 cm2/sD in Wasserdampf, 0°C = 0,759 cm2/sD in Wasser, 25°C = 4,8 ·10-5 cm2/s

Diffusionskoeffizient

untere Grenze: geringe Anreicherungen können zur Zündung führenobere Grenze: Vereinreinigung des Wasserstoffs mit Luft vermeiden

4 bis 75 Vol.-% (in Luft)Zündgrenzen

Relativ weit von oberer und unterer Zündgrenze entfernt.

29,5 Vol.-% (in Luft)Stöchiometr. Verhältnis

LeckagenηGH2 ≈ ½ ηLuft (Umgebungstemperatur)Viskosität

Starker Auftrieb bei Freisetzung in LuftVerwirbelungLeckagen

ρGH2 ≈ 1/14 ρLuft (Umgebungstemperatur)ρLH2 ≈ ρLuft (Siedetemperatur, 20 K)

Dichte

Bedeutung für die SicherheitEigenschaft



Abb. 4

Eigenschaften von Wasserstoff und deren Bedeutung für die Sicherheit 2

Brand wird u. U. nicht entdecktEntzündungsgefahr durch Strahlung gering0,1

Farblose FlammeEmmissivität der Flamme

Entzündung durch heiße Oberflächen oder Stoßwellen585 °CSelbstentzündungstemperatur

Flammen-Rückschlag-Sicherung0,6 mm (bei 1 bar)sichere Spaltweite (Löschabstand)

≈ 7 · λ Luft

höher als bei anderen Gasen

Wärmeleitfähigkeit

ggf. Druckanstieg nach Befüllen von BehälternOrtho-para-Umwandlung bei LH2

ungiftigerstickend

Physiologische Wirkungen

31,8 kJ/Lnach Helium die kleinste Verdampfungswärme

Verdampfungswärme

20,4 KSiedetemperatur

Bedeutung für die SicherheitEigenschaft

Sch

nelle

Ver

dam

pfun

g be

i Wär

mez

ufuh

r

schnelle Abkühlung der Körperoberfläche bei Kontakt mit Flüssigkeit oder kaltem Gas

Luftkondensation an nicht isolierten Bauteilen



Abb. 5

Zündgrenzen und Detonationsgrenzen im Dreistoffsystem Wasserstoff-Luft-Wasser

42 °C, 0.1 MPa

0

20

40

60

80

1001000

20

20

40

40

60

60

80

80

100

0

Air c

onte

nt, %

Water vapor content, %

Hydrogen content, %

P

Detonable range

Flammability range

18% H282% Air

41% Air59% H2

4% H296% Air

26% Air74% H2

P: 50% Water + 30% Hydrogen

+ 20% Air

Hydrogen Water

Air



Abb. 6

Minimale Zündenergiefür Wasserstoff-Luft-Mischungen und Methan-Luft-Mischungen



Abb. 7

Verbrennungs- und Explosionseigenschaftenvon Wasserstoff, Methan, Propan und Benzin

Hydrogen Methane Propane Gasoline Density of gas at standard conditions, kg/m3 (STP) 0.084 0.65 2.42 4.4 a Heat of vaporisation, J/g 445.6 509.9 250 - 400 Lower heating value, kJ/g 119.93 50.02 46.35 44.5 Higher heating value, kJ/g 141.8 55.3 50.41 48 Thermal conductivity of gas at standard conditions, mW cm–1 K–1 1.897 0.33 0.18 0.112 Diffusion coefficient in air at standard conditions, cm2/s 0.61 0.16 0.12 0.05 Flammability limits in air, vol % 4.0 - 75 5.3 - 15 2.1 - 9.5 1 - 7.6 Detonability limits in air, vol % 18.3 - 59 6.3 - 13.5 1.1 - 3.3 Limiting oxygen index, vol % 5 12.1 11.6 b Stoichiometric composition in air, vol % 29.53 9.48 4.03 1.76 Minimum energy for ignition in air, mJ 0.02 0.29 0.26 0.24 Autoignition temperature, K 858 813 760 500 - 744 Flame temperature in air, K 2318 2148 2385 2470 Maximum burning velocity in air at standard conditions, m/s 3.46 0.45 0.47 1.76 Detonation velocity in air at standard conditions, km/s 1.48 - 2.15 1.4 - 1.64 1.85 1.4 - 1.7 c Energy d of explosion, mass-related, gTNT/g 24 11 10 10 Energy d of explosion, volume-related, gTNT/m3 (STP) 2.02 7.03 20.5 44.2

a 100kPa and 15.5 °C. b Average value for a mixture of C1– C4 and higher hydrocarbons including benzene. c Based on the properties of n-pentane and benzene. d Theoretical explosive yields.



Abb. 8

Tankleckagen: Vergleich Wasserstoff - Benzin

Foto

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Wasserstoff

Strömt Wasserstoff aus einem Tank oder einer beschädigten Leitung, so brennt er mit hoher Wahrscheinlichkeit ab, bevor ein explosives Gasgemisch entsteht. Die Wasserstoffflamme hat eine geringere Wärmeabstrahlung als die von Benzin.

Benzin

Leckt ein Benzintank oder eine Zuleitung, so fließt die Flüssigkeit zu Boden und bildet eine Pfütze. Benzin entzündet sich wesentlich leichter an heißen Oberflächen als Wasserstoff.

n1

Folie 8

n1 neumann; 20.11.2003



Abb. 9

Brandtest (links: Wasserstoffauto, rechts: Benziner)

Artikel aus Spiegel-Online vom 13.02.2003Trotz seiner hohen Explosivität in Verbindung mit Luft ist Wasserstoff im Autotank nicht unbedingt gefährlicher als Benzin; im Gegenteil: Er bietet sogar einige Sicherheitsvorteile. Das haben Forscher um Michael Swain von der University of Miami mit einem spektakulären Test gezeigt. Die Techniker setzten zwei Autos in Brand, von denen eines mit Benzintank, das andere mit Wasserstoff-Drucktank ausgestattet war. In die Benzin-beziehungsweise Wasserstoffleitung hatten die Forscher vor dem Experiment jeweils ein kleines Loch gebohrt. Beide Autos fingen erwartungsgemäß Feuer. Während jedoch der Benziner nach 60 Sekunden lichterloh in Flammen stand, blieb das Wasserstoffauto weitgehend unversehrt. Nur eine gewaltige Stichflamme schoss nach oben, erlosch aber bald darauf wieder.



Abb. 10

Emissionstrahlungsbanden von Kerosin (links) und Wasserstoff (rechts)

http://www.sfk-taa.de



Abb. 11

Safety Guide: Liquid and Gaseous Hydrogen

• The most common hazards of LH2 are related primarily to the properties of GH2. Because of low boiling point (20.4 K) and its high gas to liquid volume ratio (780:1) at STP, large amounts of evolved gas are usuallyassociated with any use of liquid hydrogen.

Designing the Experiment for the Use of Liquid or Gaseous Hydrogen:

• Decrease the risk of explosion (uncontrolled release). • Fire Protection for specific recommendations. • Confined spaces should be ventilated with exhaust fans to prevent build-up. • Access of hydrogen-air mixtures to hot surfaces must be controlled. • All electrical equipment used in liquid hydrogen storage and transfer area shall meet the requirements of the NEC

special code (explosion proofed electrical equipment).• Continuous hydrogen monitoring equipment should be used in the area. • Area should be marked with instructions such as ‘no open flames’ and ‘hydrogen-flammable’.

Personal Protection:

• Safety glasses are required in any hydrogen experiment or handling operation.• Gloves may be of leather or heat-resistant material depending on the job requirements. Gloves should be loose

fitting for easy removal. Sleeves should rolled down over the gloves to reduce the entry of splashes inside thegloves.

• Safety shoes are required in all operations of handling liquid hydrogen.



Abb. 12

Material Safety Data Sheet (MSDA) for Hydrogen• General

Molecular formula: H2CAS No: 1333-74-0 EINECS No: 215-605-7

• Physical dataAppearance: colourless gas Melting point: -259 °C Boiling point: -253 °C Critical temperature -240 °C Vapour density: 0.07 (air = 1) Vapour pressure: (n/a at 20 C)Flammability range in air: 4 - 75% Autoignition temperature: 560 °C

• StabilityStable. Highly flammable. Readily forms explosive mixtures with air.

• ToxicologyGenerally considered as safe, apart from the physical risks which arise from flammability. Safety note: there are reputed to have been cases in which, as part of a chemistry show, hydrogen has been inhaled instead of helium in a demonstration of the "Mickey Mouse voice" effect. Inhalation of hydrogen is a dangerous practice in view of the possibility of explosive reaction of the hydrogen-air mixture either outside or withinthe body, caused by static electricity discharge. Reports of accidents during the inhalation of hydrogen may be cases of "urban myths", but thereis clear potential for a serious or fatal accident, and hydrogen should not be used for this. Note also that some sources of helium, which is morecommonly associated with the "Mickey Mouse voice" demonstration, may contain small amounts of arsenic, a serious poison.

• Risk phrasesR12 Extremely flammable

• Transport information• Personal protection

Safety glasses; maintain good ventilation at all times. • Safety phrases:

S9 Keep container in a well-ventilated placeS16 Keep away from sources of ignitionS33 Take precautionary measures against static discharges.



Abb. 13

General Synonyms:

Molecular formula: H2 CAS No: 1333-74-0

EINECS No: 215-605-7 Physical data

Appearance: colourless gas Melting point: -259 C Boiling point: -253 C

Critical temperature -240 C Vapour density: 0.07 (air = 1) Vapour pressure: (n/a at 20 C)

Density (g cm-3): Flash point:

Flammability range in air: 4 - 75% Autoignition temperature: 560 C

StabilityStable. Highly flammable. Readily forms explosive mixtures with air. Upper (U.K.) composition limit for use of a nitrogen/hydrogen mixture in

the open lab is 5.7% hydrogen. Toxicology

Generally considered as safe, apart from the physical risks which arise from flammability. [Safety note: there are reputed to have been cases in which, as part of a chemistry show, hydrogen has been inhaled instead of helium in a demonstration of the "Mickey Mouse voice" effect. Inhalation

of hydrogen is a dangerous practice in view of the possibility of explosive reaction of the hydrogen-air mixture either outside or within the body, caused by static electricity discharge. Reports of accidents during the inhalation of hydrogen may be cases of "urban myths", but there is clear

potential for a serious or fatal accident, and hydrogen should not be used for this. Note also that some sources of helium, which is more commonlyassociated with the "Mickey Mouse voice" demonstration, may contain small amounts of arsenic, a serious poison. ]

Risk phrases(The meaning of any risk phrases which appear in this section is given here.)

R12. Transport information

Personal protectionSafety glasses; maintain good ventilation at all times.

Safety phrases(The meaning of any safety phrases which appear in this section is given here.)

S9 S16 S33.



Abb. 14

EG-Sicherheitsdatenblatt gemäß TRGS 220 1

1. Stoff / Zubereitungs- und FirmenbezeichnungProduktname: WasserstoffHandelsname: WasserstoffHersteller/Lieferant: AIR LIQUIDE GmbHStraße: Hans-Günther-Sohl-Straße 5Postleitzahl/Ort: 40235 DüsseldorfTelefon: 0211/6699-0Telefax: 0211/6699-222Auskunft: SicherheitsabteilungTelefon: 0211/6699-0Telefax: 0211/6699-222Notfallnummer: 0211/6699-0nach 16.00, Sa, So, Feiertag: 02236/371060

2. Zusammensetzung/Angaben zu BestandteilenStoff / Zubereitung: WasserstoffChemische Formel: H2CAS-Nr. 01333-74-0EINECS-Nr. 215-605-7

Zusätzliche Hinweise: Gefährliches Gas im Sinne der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV).

3. Mögliche GefahrenVerdichtetes, hochentzündliches Gas. Leichter als Luft, kann sich im Deckenbereich ansammeln. Gas-Luftgemische sind explosionsfähig. Bei großen Ausströmgeschwindigkeiten Gefahr der Selbstentzündung. Entzündung oder Explosion bei Kontakt mit starken Oxidationsmitteln möglich. Hohe Konzentrationen wirken durch Verdrängung der Luft erstickend.

4. Erste-Hilfe-MaßnahmenBetroffenen unter Selbstschutz (siehe Pkt. 6 und 8) gegen den Wind aus der Gefahrenzone bergen und an die frische Luft bringen, durchgaste Kleidung vorsichtig entfernen. Hinlegen, ruhig und warm halten. Bei Gefahr der Bewusstlosigkeit Lagerung und Transport in stabiler Seitenlage. Bei Atemstillstand Atemspende/künstliche Beatmung (12-15 x/Min.). Bei Atem- und Kreislauf-stillstand Herz-Lungen-Wiederbelebung. Notarzt zum Unfallort rufen.

Einatmen: Frischluft, Atemwege freihalten, bei Atemnot Sauerstoff inhalieren lassen.

Haut- und Augenkontakt: Bei Verbrennung sofort Kaltwasseranwendung. Blasen nicht öffnen, Wunden keimfrei abdecken. Ärztliche Weiterbehandlung.

Verschlucken: Entfällt* Geringfügig modifiziertes Beispiel

*



Abb. 15


5. Maßnahmen zur Brandbekämpfung

Wenn möglich Ventil schließen. Flammen nicht löschen, bevor das Leck geschlossen werden konnte, Wiederentzündung ist möglich. Zündquellen entfernen. Bei Umgebungsbränden Behälter aus geschützter Position gründlich mit Sprühwasser kühlen, wenn möglich aus der Gefahrenzone bringen. Erwärmung führt zu Drucksteigerung, Berst- und Explosionsgefahr. Weiträumig absperren. Nur explosionsgeschützteGeräte einsetzen.

Geeignete Löschmittel: CO2, Pulverlöscher, Wasser im Sprühstrahl

Gefährdung durch den Stoff und gefährliche Verbrennungsprodukte:Explosionsfähige Gaswolke

Schutzausrüstung für die Feuerwehr: Siehe Punkt 8

6. Maßnahmen bei unbeabsichtigter Freisetzung

Personenbezogene Vorsichtsmaßnahmen:Siehe auch Punkt 8. Bei Gasaustritt Raum sofort verlassen, Personen warnen, für ausreichende Lüftung sorgen. Betreten des Bereiches mit umluftunabhängigem Atemschutzgerät, wenn die Ungefährlichkeit der Atmosphäre nicht nach-gewiesen ist. Im Freien auf windzugewandter Seite bleiben. Bereich absperren.

Umweltschutzmaßnahmen:Möglichst Gasaustritt stoppen. Undichte Behälter ggf. unter Einsatz eines Bergungsbehälters sofort in Sicherheit bringen und Inhalt fachgerecht entsorgen. Zündquellen fernhalten. Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre möglich. Bei hohen Ausströmgeschwindigkeiten besteht die Gefahr der Selbstentzündung.

Reinigungsmethoden:Raum lüften



Abb. 16


7. Handhabung und Lagerung

Bestimmungen der TRG 280 und BGV B6 beachten. Zur Gasentnahme Behälter gegen Umfallen sichern. Nur solche Ausrüstungen verwenden, die für den Stoff, den vorgesehenen Druck und die Temperatur geeignet sind. Geerdete Apparate verwenden. Maßnahmen gegen elektrostatische Aufladung treffen. Ggf. Inertgas-spülung für die Anlagen. Ventil langsam öffnen. Ein Eindringen von Fremdstoffen in den Behälter ist zu vermeiden. Behälter von elektrischen Geräten, Funken,Wärmequellen und offenen Flammen fernhalten. Explosionsgefährdeter Bereich. Es sind arbeitsbereichs- und stoffbezogene Betriebsanweisungen und Beschäftigungsbeschrän-kungen zu beachten. Behälter unter 50°C an einem gut gelüfteten Ort lagern und gegen Umfallensichern. Ventil dicht geschlossen halten. Nicht mit brennbaren, leicht entzündlichen und brandförderndenStoffen zusammenlagern.

8. Expositionsbegrenzung und persönliche Schutzausrüstung

Allgemeine Schutz- und Hygienemaßnahmen:Wirksame Be- und Entlüftung besonders im Deckenbereich sicherstellen. Im Betrieb geschlossene Apparate verwenden und Gase an der Austrittsstelle wirksam ableiten. Ständige Überwachung der Dichtigkeit von Anlagen, Armaturen und Behältern. Essen, Trinken, Rauchen und Aufbewahrenvon Nahrungsmitteln und Tabakwaren im Arbeitsraum verboten. Gas nicht einatmen.

Persönliche Schutzausrüstung:Sicherheitsschuhe, antistatische, schwer entflammbare Schutzkleidung, strapazierfähige Schutzhandschuhe, ggf. Schutzbrille. Bei unklaren Verhältnissen umgebungsluft-unabhängiges Atemschutzgerät.



Abb. 17


9. Physikalische und chemische Eigenschaften

Aussehen: farblosGeruch: geruchlosMolmasse: 2,02 g/molZustand bei 20°C: gasförmigSchmelzpunkt: - 259°CSiedepunkt: - 253°CKritische Temperatur: - 240°CKritischer Druck: 13 barExplosionsgrenze (in Luft): 4 - 77%Zündtemperatur: 560°CDichte, gasförmig, (15°C, 1bar): 0,084 kg/m³Relative Dichte, gasf. (Luft = 1): 0,070Dampfdruck bei 20°C: entfälltLöslichkeit in Wasser (20°C,1 bar): 1,6 mg/l

10. Stabilität und Reaktivität

Wasserstoff bildet mit zahlreichen Elementen stabile Verbindungen. Im Gemisch mit stark oxidierenden Gasen wie Sauerstoff, Chlor, Distickstoffmonoxid und Stickstoff-tetroxid, erfolgt bei thermischer oder katalytischer Zündung heftige Explosion, mit Chlor bereits bei Lichteinwirkung. Die Reaktion mit Fluor kann im Dunkeln und bei tiefer Temperatur durch Verunreinigungen gezündet werden. Gemische mit Stickstoff sind mit 10% H2 zündbar, mit 20% brennbar und mit 30% wie reiner Wasserstoff zu behandeln. Bei höheren Temperaturen sinkt die Zündbarkeitsgrenze. Nicht geeignet sind Werkstoffe aus Titan, Zirkonium und Palladium.

11. Angaben zur Toxikologie

Wasserstoff besitzt keine spezifische Giftwirkung. In höheren Konzentrationen wirkt es infolge Sauerstoff-verdrängung einschläfernd bzw. erstickend. Die Stimme erhält als Folge der veränderten Schallgeschwindigkeit in Wasserstoff einen piepsenden Klang, was, wie auch die Schläfrigkeit, an frischer Luft rasch wieder verschwindet.



Abb. 18

EG-Sicherheitsdatenblatt gemäß TRGS 220 512. Angaben zur Ökologie

Wassergefährdungsklasse:Nicht wassergefährdender Stoff, Kenn-Nr. 741 (Einst. nach VwVwS Nr. 2.2.2).Verursacht keine Umweltschäden.

13. Hinweise zur Entsorgung

Rückgabe an den Gaslieferanten

14. Angaben zum Transport

UN-Nr. 1049 Wasserstoff, verdichtetGefahrzettel: 2.1 Entzündbare GaseGGVS/ADR/GGVE/RID: Klasse 2 Ziffer 1FADR/RID-Gefahrnummer: 23

Weitere Transportinformationen: Volle und leere Behälter nur mit geschlossenem und dichtem Ventil sowie geeignetem Ventilschutz transportieren. Behälter vor dem Transport gegen Verrutschen oder Umfallen sichern.

15. VorschriftenNummer im Anhang I der Direktive 67/548 EG: 001-001-00-9EG-Einstufung / Kennzeichnung: F+; R12Hinweise auf die besonderen Gefahren (R-Sätze)R 12: HochentzündlichSicherheitsratschläge (S-Sätze)S 9: Behälter an einem gut gelüfteten Ort aufbewahrenS 16: Von Zündquellen fernhalten - Nicht rauchenS 33: Maßnahmen gegen elektrostatische Aufladung treffenNationale Vorschriften• Druckbehälterverordnung (DruckbehV)• Technische Regeln Druckbehälter (TRB)• Technische Regeln Druckgase (TRG)• Unfallverhütungsvorschrift (BGV B6)• Explosionsschutz-Richtlinien (Ex-RI)• Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG)• Verwaltungsvorschrift wassergefährdende Stoffe (VwVwS)• Gefahrstoffverordnung (GefStoffV)• Gefahrgutverordnung Strasse (GGVS / ADR)

16. Sonstige AngabenAlle nationalen und örtlichen Vorschriften beachten. Unterweisung der Mitarbeiter über die Gefahren beim Umgang mit dem Produkt vornehmen. Bei der Einführung in neue Prozesse oder Versuche unbedingt die Materialverträglichkeit und Sicherheit beachten. Eine Verbindlichkeit kann aus den Angaben nicht abgeleitet werden.



Abb. 19

Normen

• Technische Regeln Druckbehälter, Druckgasbehälter und Rohrleitungen• AD-Merkblätter• Verordnung über Gashochdruckleitungen und Technische Regeln für Gashochdruckleitungen• Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) mit der 4. Verordnung zur Durchführung

des BImSchG (4. BImSchV)• 12. Verordnung zur Durchführung des BImSchG (Störfall-Verordnung - StörfallV) sowie

1. bis 3. Allgemeine Verwaltungsvorschrift zur Störfall-Verordnung• Gefahrstoff-Verordnung (GefStoffV)• Unfallverhütungsvorschriften• VdTÜV-Richtlinien• Merkblätter der Berufsgenossenschaften (BG)• Explosionsschutzrichtlinie (jetzt: Explosionsschutz-Regeln der BG)• Verordnung über elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Räumen (ElexV)• VDE-Vorschriften• Sonstige Richtlinien (VDI) und Normen (DIN), beispielsweise zu Verfahrenstechniken im

Zusammenhang mit der Errichtung elektrischer Anlagen• weitergehende Vorschriften der EU und der Normung bei CEN und ISO



Abb. 20

Regelwerk 1

Allgemein

• GH2,LH2 Energiewirtschaftsgesetz EnWG (Auskunftspflicht GVU/EVU)• GH2,LH2 Gewerbeordnung §24 - §24d (Genehmigungsbed. Anlagen)• GH2,LH2 Merkblatt Gefährliche Arbeitsstoffe W 01• GH2,LH2 Physikalische Eigenschaften• GH2 Sicherheitsdatenblatt DIN 52900 W-001-8.99• GH2,LH2 TRGL 001 (Begriffe)

Herstellung der Anlagen

• LH2 VBG 61 „Gase" § 27 Bedienungsanweisung• GH2 1. BImSchV in TA-Luft Teil 8/2.1 S.5u13 Feuerungsanlagen• GH2,LH2 BIMSchV in TA-Luft Teil 8/5.3 S.5• GH2 8/5.3.1.1 Feuerungsanlagen

GH2 8/5.3.1.9.1 Lagerung• GH2,LH2 En WG § 13 Abs 2 Technische Beschaffenheit• GH2,LH2 En WG § 4 Abs 1+2 Anzeigefrist, Auskunftspflicht• GH2,LH2 TRGL 101 Anforderungen Rohrleitungen Konstruktion Werkstoffe• GH2,LH2 TRGL 201 Anforderungen Stationen Ex Schutz Kälteschutz



Abb. 21

Regelwerk 2

elektrische Bauteile

• GH2,LH2 Elex V § 2 Abs.4 Schutzzone Abstand 5 m• GH2,LH2 Elex V Anh. Zu § 3 Abs. 1.1.1.(2)3 „ia/ib" Zündenergie 28 %-Vol, 0,019 mJ• GH2,LH2 TRGL 251 Elektrische Einrichtungen Notstrom Beleuchtung Potential• GH2,LH2 VBG 4 Elektr. Anlagen und Betriebsmittel• GH2,LH2 VDE 0100• GH2,LH2 VDE 0105 Teil 7 / 12.87• GH2,LH2 VDE 0165 nur Errichtung von Anlagen• GH2,LH2 VDE 0171 Ausführung der Betriebsmittel• GH2,LH2 VDE 0185 Blitzschutz• GH2,LH2 VDE 0472 Teil 804 Prüfart B Minderquerschnitte• GH2,LH2 ZH 1/10 Ex - RL E 1.3.4.1 Natürliche Lüftung n=1/h• GH2,LH2 ZH 1/10 Ex - RL E 1.3.4.2 Technische Lüftung• GH2 ZH 1/10 Ex - RL E 2.3.1 Zündvorgang bzw. -temperatur• GH2,LH2 ZH 1/10 Ex - RL Nr. 1.1.1.1 in Räumen 5m Zone 1+ 2• GH2,LH2 ZH 1/10 Ex - RL Nr. 1.1.1.2 im Freien 10m Zone 1 + 2• GH2 ZH 1/10 Ex - RL Nr. 1.2.1.2.1 horizontal 3m hochlieg. Öffnung• GH2,LH2 ZH 1/200 Elektrostatische Aufladungen Ableitfähigkeit• GH2 ZH 1/10 Ex - RL E 2.3.1 Zündvorgang bzw. -temperatur



Abb. 22

Regelwerk 3mechanische Bauteile

• GH2,LH2 VBG 1 III § 24 - 30 Verkehrswege, Rettungswege• LH2 VBG 61 „Gase" § 4 - 21 Tiefkalte Gase• LH2 DruckbehV § 4 Abs 1 (1.1) Beschaffenheit, Beanspruchung• GH2 DruckbehV § 4 Abs 1 (2.1) Beschaffenheit, Beanspruchung• GH2,LH2 DruckbehV Allg. Anforderung TRG 200 ff Ausführung• GH2,LH2 Elex V § 2 Abs. 4 Schutzzone Abstand 5 m• GH2,LH2 GasHL-VO §3 Abs 1 + § 4 Anforderungen p>16 bar• GH2,LH2 GasHL-VO §5 Anzeigefristen Behörde• GH2,LH2 GasHL-VO §7 Änderungen• GH2 TRB 610 Aufstellung von Druckbehältern Räume Schutzbereiche

zur Lagerung von Gasen § 3-5 Anlage 2• LH2 TRB 610 Aufstellung von Druckbehältern Räume Schutzbereiche

zur Lagerung von Gasen § 6 Anlage 4 Immissionsschutz• GH2 TRG 201 + 202 Werkstoffe• LH2 TRG 203 Anlage Gruppe 3 bzw. 4 Stähle für tiefe Temperaturen• GH2,LH2 TRG 220 Behälterberechnung Sicherheitsbeiwerte• GH2,LH2 TRG 225 Schraubenberechnungen• GH2,LH2 TRG 240 Unterlagen Zeichnungen• GH2,LH2 TRG 253 Absperreinrichtungen• GH2,LH2 TRG 254 Sicherheitseinrichtungen Ansprechdrücke, Schließdrücke• GH2,LH2 TRG 270 Kennzeichen für Behälter Wertezusammenstellung



Abb. 23

Regelwerk 4mechanische Bauteile (Forts.)

• GH2,LH2 TRG 400 Füllanlagen Allgemein• GH2,LH2 TRG 401 Errichten von Füllanlagen Zonen Brandschutz etc• GH2,LH2 TRGL 111 Leitungsführung Schutzstreifen, Schutzzone• GH2,LH2 TRGL 121 Konstruktion Berechnung Beanspruchung, Sicherheitsbeiwert• GH2,LH2 TRGL 131 Rohrwerkstoffe Herstellung, Prüfung• GH2,LH2 TRGL 132 Werkstoffe Einbauten Herstellung, Prüfung• GH2,LH2 TRGL 133 Flanschverbindung Dichtung Berechnung Werkstoffe• GH2,LH2 TRGL 134 Isolierstücke Anforderungen• GH2,LH2 TRGL 141 Korrosionsschutz GW 12• GH2,LH2 TRGL 151 Verlegearbeiten Rohrbuch, Graben, Verbindungen• GH2,LH2 TRGL 161 Überwachung Verlegearbeiten Passiver Rohrschutz• GH2,LH2 TRGL 161 Überwachungsplan Schweißen Umhüllung Rohrbett• GH2,LH2 TRGL 181 Ausrüstung Sicherheitsventile• GH2,LH2 TRGL 211 Bauliche Anforderungen Abstand, Fundament, Sicherheit• GH2,LH2 TRGL 231 Druckbehälter • GH2,LH2 TRGL 241 Rohre und Einbauten Werkstoffe, Berechnung, Prüfung• GH2,LH2 TRGL 242 Errichtung Prüfung Schweißarbeiten, Ausbessern• GH2,LH2 TRGL 261 Sicherheitsausrüstungen Sicherheitsventile• GH2,LH2 TRGL 501 siehe §5 Abs. 1 GasHL-VO Prüfbogenmuster• GH2,LH2 TRGL 511 Anzeigeunterlagen Trasse, Technik, Sicherheit



Abb. 24

Regelwerk 5Betrieb

• GH2,LH2 VBG 1 I u. III § 38 Verhalten an Betriebsstätten• GH2,LH2 Chemikaliengesetz § 2 Abs. 7 u. § 3.3f Betriebsanweisung• GH2,LH2 EnWG § 14 Abs 1b Bevorratung 30 Tage• GH2,LH2 GefStoffV § 2 Abs. 1+5 • GH2,LH2 GefStoffV § 20 Betriebsanweisung TRGS 555 Unterweisung• GH2,LH2 Gewerbeordnung § 24a - § 24d Duldung, Prüfung, Behörde• GH2,LH2 Störfall VO § 1 genehmigungsbedürftige Anlagen• GH2,LH2 TRG 402 Betreiben von Füllanlagen Unterweisung, Prüfen, Füllen

Inbetriebnahme

• GH2,LH2 VBG 1 § 39 Inbetriebnahme• GH2,LH2 VBG 4 § 5 - 8 Prüfung• LH2 VBG 61 „Gase" § 22 - § 26a Prüfung• GH2,LH2 DruckbehV § 12 Abs. 26 besondere Druckbehälter Behälter T< -10°C• GH2,LH2 DruckbehV § 8 Prüfgruppen III bzw. IV• GH2,LH2 DruckbehV § 9 - 11 Abnahmeprüfung, Sachverständige• GH2,LH2 GasHL-VO § 12 Sachverständige TÜV, MPA, DVGW• GH2,LH2 GasHL-VO § 6 Inbetriebnahme Vorab- und Schlussbescheinigung• GH2,LH2 TRGL 171 Druckprüfung Wasser und Luft N2



Abb. 25

Regelwerk 6

Transport (Straße)

• LH2 Befördern und Überwachen Zusammenladen, TÜV, Verladeart• GH2,LH2 Beförderungsarten T A B C• GH2 Gefahrgut - Schlüssel Nr. 1049 Kl. 2 Ziff 1b• LH2 Gefahrgut - Schlüssel Nr. 1966 Kl. 2 Ziff 7b, Gefahr 223• GH2,LH2 GGVS• GH2,LH2 GGVS § 7 Erlaubnispflicht • GH2,LH2 Rn 10251 + 220000 - 229999 E-Ausrüstung Trennschalter, Spannung• GH2,LH2 Rn 211270 wechselnde Beförderung Gruppe 7• LH2 Rn 21130 u. Rn 21500 Gefahrzettel• GH2,LH2 Rn 2226 Begleitpapiere• LH2 Rn 2431 • LH2 Unfallmerkblätter 196600 Notmaßnahmen, Feuer, Erste Hilfe• GH2,LH2 Zuständigkeiten Kommune

Transport (Seefahrt)

• GH2 Gefahrgut - Schlüssel Nr. 1049 Kl. 2 Label 2.1 Seite 2071• LH2 Gefahrgut - Schlüssel Nr. 1966 Kl. 2 Label 2.1 Seite 2072• GH2 Unfallmerkblätter EmS No. 2-02 Notmaßnahmen, Feuer, Erste Hilfe• LH2 Unfallmerkblätter EmS No. 2.-10 Notmaßnahmen, Feuer, Erste Hilfe



Abb. 26

Regelwerk 7

Transport (Bahn)

• GH2 Gefahrgut - Schlüssel Nr. 1049 Kl. 2 Ziff 1b• LH2 Gefahrgut - Schlüssel Nr. 1966 Kl. 2 Ziff 7b• GH2 Unfallmerkblätter 20.001 Notmaßnahmen, Feuer, Erste Hilfe• LH2 Unfallmerkblätter 20.040 Notmaßnahmen, Feuer, Erste Hilfe

Transport (Rohrleitungen)

• LH2 VBG 20 „Kälteanlagen"• LH2 VBG 61 „Gase"• GH2,LH2 GasHL-VO § 1+2 Geltungsbereich >1000m• GH2,LH2 HSVO § 10 Anlage 3 Kl 2 A+B• GH2,LH2 HSVO § 1 - 9 Feuer, Behandlung, Anzeige• GH2,LH2 HSVO § 15 - 17 Genehmigung• GH2,LH2 HSVO § 18 - 22 Reinigen, Inertisieren• GH2,LH2 HSVO § 23 - 25 Sonderbestimmungen• GH2,LH2 ergänzend ADR und GGVS• GH2,LH2 TRGL 001 Anlage 1 Übersicht



Abb. 27

Regelwerk 8

International Standardisation Organisation (ISO)Vor einigen Jahren wurde das technisches Komitee TC 197 eingerichtet, das sich mit ISO-Standardisierungs- und Zertifizierungsfragen auf dem Wasserstoffsektor befasst. Es wird die Vorschrift „ISO/TC 197 Hydrogen Energy" erarbeitet. Darüber hinaus bestehen Berührungspunkte zu folgenden Vorschriften:ISO/TC 5 Ferrous Metal PipesISO/TC 8 Shipbuilding and Marine Structures (Gas Ships)ISO/TC 11 Boilers and Pressure VesselsISO/TC 20 Aircraft and Space VehiclesISO/TC 22 Road VehiclesISO/TC 23 Tractors and Machinery for Agriculture and ForestryISO/TC 28 Petroleum Products and Lubricants (Tank Calibration and Automatic Tank Gauging)ISO/TC 30 Measurement of Fluid Flow in Closed ConduitsISO/TC 37 Terminology (Principles and Coordination)ISO/TC 47 Chemistry (Hydrogen as a Product and Feedstock)ISO/TC 58 Gas CylindersISO/TC 70 Internal Combustion Engines (Hydrogen Engines)ISO/TC 86 Refrigeration (Cryogenics)ISO/TC 94 Personal Safety - Protective Clothing and EquipmentISO/TC 104 Freight Containers (Tank Containers)ISO/TC 110 Industrial Trucks (with Hydrogen Engines)ISO/TC 115 PumpsISO/TC 116 Space Heating Appliances (wiht Hydrogen Fuel)ISO/TC 118 CompressorsISO/TC 138 Plastic Pipes, Fittings and Valves for FluidsISO/TC153 ValvesISO/TC 158 Analysis of GasesISO/TC 161 Control and Safety Devices for Non-industrial Gas-fired Appliances and SystemsISO/TC 163 Thermal Insulation (for Refrigerated Hydrogen)ISO/TC 180 Solar Energy (for the Production of Solar Hydrogen)ISO/TC 185 Safety Devices /Protection against Excessive PressureISO/TC 192 Gas TurbinesISO/TC 193 Natural Gas (Mixing and Measurement Aspects)



Abb. 28

ISO/TC 197 Hydrogen Technologies

Transportable gas storage devices – Hydrogen absorbed in reversible metal hydrides10

Hydrogen generators using fuel processing technologies9

Hydrogen generators using water electrolysis process8

Basic considerations for the safety of hydrogen systems7

Gaseous hydrogen and hydrogen blends – Land vehicle fuel tanks6

Gaseous hydrogen blends and hydrogen fuels – Service stations and filling connectors5

Airport hydrogen fuelling facility4

Hydrogen fuel – Product specification3

Tank containers for multimodal transportation of liquid hydrogen2

Liquid hydrogen – Land vehicle fuel tanks1

TopicWorkingGroup



Abb. 29

IEC/TC 105 Fuel Cells

Portable fuel cell appliances – safety and performance requirements7

Fuel cell system for propulsion and auxiliary power units (APU)6

Stationary fuel cell power plants - Installation5

Performance of fuel cell power plants4

Stationary fuel cell power plants - Safety3

Fuel cell modules2

Terminology1

TopicWorkingGroup



Abb. 30

Systematik der Sicherheitsmaßnahmen 1

Konstruktion, Auslegung, Ausrüstung der AnlagenBetriebsvorschriften, Verhaltensregeln

Qualifiziertes, geschultes Personal

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Ursachen

Ausschließen

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Sicherheitsmaßnahmen

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Abb. 31

Systematik der Sicherheitsmaßnahmen 2Technisches Risiko = Eintrittswahrscheinlichkeit des Schadens (A und B) X Schadensausmaß (C)

C. Tertiäre Sicherheitsmaßnahmen: Ausschließen/Minimierung von Störfallfolgen

• Vorrichtungen zur Schnellabschaltung von Leitungen• Explosionsfeste Bemessung von Behältern / Auslegung auf Explosionsdruck• Feuerlöscheinrichtungen

B. Sekundäre Sicherheitsmaßnahmen: Vermeidung von Störfallauslösern (z.B. Zündquellen)

• Vermeidung von elektr. und mechan. Funken (Erdung von Wasserstoff-Transportfahrzeugen)• Rauchverbot / Verbot von offenem Feuer• Ex-Schutz-Ausführung von elektrischen Geräten

A. Primäre Sicherheitsmaßnahmen: Ausschließen von Störfallursachen (z.B. Leckagen)

• Wasserstoffgerechte Konstruktion von Anlagen und Geräten• Verschweißen/gg.falls Hartlöten von Rohrverbindungen• Für lösbare Verbindungen geeignete Dichtungen verwenden (Metalldichtungen)• Auswahl geeigneter Werkstoffe (Materialversprödung in Wasserstoffatmosphäre)• Anbringen von Abgasleitungen ins Freie / Absaugung und Belüftung• Inertisierung• Vermeidung von Unterdruck• Regelmäßige Dichtheitstests / Gaswarngeräte



Abb. 32

Wasserstoffsensoren

Firmen

• Applied Sensor www.appliedsensor.com• ATMI www.atmi.com• Sensistor www.sensistor.se



Abb. 33

Zusammenfassung 1

Wasserstoff ist ein Brennstoff und damit per se nicht gänzlich ungefährlich, im Vergleich zu konventionellen Kraftstoffen (Benzin, Diesel, Erdgas) jedoch mindestens genauso sicher, wenn nicht sogar sicherer.Verantwortlich für die weit verbreitete Meinung, wonach Wasserstoff hochexplosiv und extrem gefährlich sei, sind einige Vorurteile (Knallgas-Reaktion, Hindenburg-Unfall, Challenger-Unglück), die sich in der Öffentlichkeit eingeprägt haben.

Wasserstoff ist ein extrem leichtes Element. Seine geringe Dichte führt dazu, dass gasförmiger Wasserstoff, wie er bei Umgebungstemperaturen vorliegt, sehr rasch nach oben entweicht, sollte er freigesetzt werden. Im Vergleich zu Luft ist Wasserstoff 14-mal leichter.Diese Eigenschaft führt dazu, dass die untere Zündgrenze schnell unterschritten wird und kein zündfähiges Gemisch mehr vorliegt. Falls es zu einer Freisetzung kommt und Wasserstoff entweicht, muss für eine rasche Verdünnung gesorgt werden. Durch intensive Belüftung bzw. Absaugung kann verhindert werden, dass ein zündfähiges Gemisch entsteht.Ferner muss unterbunden werden, dass Sauerstoff in ein wasserstoffhaltiges System eindringt, weil bei Unterschreitung der oberen Zündgrenze dann ein zündfähiges Gemisch vorliegt.Bevor es zu einer Entzündung von in die Umgebung ausströmenden Wasserstoff kommt, müssen zwei Voraussetzungen erfüllt sein.• Es muss ein zündfähiges Gemisch vorliegen. Der Zündbereich von Wasserstoff in Luft reicht von

4 bis 75 Vol.-%. • Es muss eine ausreichend hohe Zündenergie zugeführt werden. Die Mindestzündenergie für

Wasserstoff liegt bei 0,02 mJ. Dieser Wert liegt etwa zehnmal niedriger als bei anderen Brenn-stoffen. Da alle Kraftstoff/Luft-Gemische sehr leicht entzündbar sind, besagt dieser Unterschied allein jedoch noch nichts über die Gefährlichkeit von Wasserstoff aus.



Abb. 34

Zusammenfassung 2

Für das menschliche Auge ist die Wasserstoffflamme tagsüber so gut wie unsichtbar, da sie im ultravioletten Bereich strahlt. Die Verbrennungsgeschwindigkeit ist relativ hoch, so dass sich die Flammen schnell ausbreiten. Wegen der geringen Dichte von Wasserstoff steigt das Gas sehr schnell auf. Gasgemische in der Nähe der unteren Zündgrenze weisen jedoch eine ähnliche Dichte auf wie Luft, so dass sie sich kurzfristig auch seitwärts bewegen können.

Die Wärmeabstrahlung der Wasserstoffflamme ist relativ gering, weil keine glühenden Kohlenstoff-partikel in ihr vorhanden sind. Dadurch besteht die Gefahr, unbeabsichtigt in die kaum wahrnehm-bare Flamme zu gelangen.Es wird kein Rauch oder Qualm erzeugt, solange nicht andere Substanzen mitbrennen.Es ist nicht ratsam, ein Feuer zu löschen. Es ist besser, die Wasserstoffzufuhr zu unterbinden, so dass dem Feuer die Nahrung entzogen wird, und gleichzeitig umliegende Objekte mit Wasser zu kühlen.Für den Menschen ist gasförmiger Wasserstoff nicht toxisch, das heißt beim Einatmen besteht keinerlei Vergiftungsgefahr. Nur wenn soviel GH2 in der Luft sein sollte, dass der prozentuale Sauerstoff-Anteil zu weit reduziert (< 15 %) oder der Wasserstoff-Anteil zu groß wird (> 30 %), kann es zu Atemnot und sogar Erstickung führen.



Abb. 35

Farbkennung von Gasflaschen in Deutschland

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Abb. 36

Farbkennung von Gasflaschen in Deutschland

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Gasflaschenentnahmestation:Edelgas (?) (neu), Stickstoff (alt), Wasserstoff (alt), medizin. Gas



Abb. 37

Gasflaschenkennung: Medizinischer Gebrauch und Inhalation

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Abb. 38

Gasflaschenkennung: Industrielle Gase und Gasgemische 1

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Abb. 39

Gasflaschenkennung: Industrielle Gase und Gasgemische 2

http://www.betriebsfeuerwehr.ch



Abb. 40

www.cag.uni-siegen.de



Abb. 41

Compressed Gas Cylinder colour codes (UK)

http://ptcl.chem.ox.ac.uk/MSDS/cylinders.html



Abb. 42

Sicherheitshinweise für Fahrer von GH2-Wasserstofftrailern 1

1. ZweckDiese Sicherheitshinweise sollen eine Hilfe bei unbeabsichtigtem oder störungsbedingtem Freisetzen von Wasserstoff sein. Wenn die Verrohrung eines gefüllten Wasserstofftrailers undicht wird, z. B. bei einem Verkehrsunfall oder in Folge von Schwingungen, strömt Wasserstoff aus. In diesem Fall müssen die entstehenden Gefahren realistisch beurteilt und zweckmäßige Schutzmaßnahmen eingeleitet werden, bevor die Rettungskräfte eintreffen.

2. Maßgebende Eigenschaften des Wasserstoffs

2.1 BrennbarkeitWasserstoff ist brennbar und bildet mit Luft ein explosionsfähiges Gemisch. Ausströmender Wasserstoff entzündet sich in der Regel nicht. Wenn jedoch während des Ausströmens eine Zündquelle entsteht (z. B. mechanisch oder elektrostatisch erzeugte Funken), kann Wasserstoff in Brand geraten.

2.2 GewichtWasserstoff ist viel leichter als Luft und strömt deshalb direkt nach oben, sofern kein Hindernis im Wege ist. Dabei ""verliert" sich der Wasserstoff in der Atmosphäre. Dieser Prozess wird wesentlich behindert, wenn sich über der Ausströmstelle ein Hindernis - die Decke eines Raumes, einer Brücke oder eines Tunnels, ein vorspringendes Dach - befindet. In diesem Fall sammelt sich der Wasserstoff unter dem Hindernis und bildet mit der Luft ein explosionsfähiges Gemisch, das jederzeit gezündet werden kann.

3. Wie bemerkt man Undichtheiten?Austretendes Gas macht sich in der Regel durch zischende Geräusche bemerkbar. ht

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Abb. 43

Sicherheitshinweise für Fahrer von GH2-Wasserstofftrailern 24. Was ist bei einer Undichtheit zu tun?

4.1 Besonnen reagieren. Persönliche Schutzausrüstung (auch Warnweste) anlegen. Keine eigene Gefährdung riskieren, Unfallmerkblatt beachten, Hilfe anfordern.

4.2 Versuchen Sie festzustellen, wo die Undichtheit liegt.

4.3 Schließen Sie alle Bündel- und Sektionsventile, wenn dies ohne Gefährdung möglich ist. Damit erreichen Sie, dass sich nur ein Bündel entleert, dessen Verrohrung undicht ist.

4.4 Wenn der Wasserstoff im Armaturenkasten ausströmt, öffnen Sie die Tür des Armaturenkastens. Wenn der undichte Trailer in einem Tunnel, unter einer Brücke oder unter einem Dach steht, müssen Sie wegfahren, bis er "unter freiem Himmel" steht. Wenn Sie feststellen, dass der Wasserstoff seitlich ausströmt und durch Fenster oder Türen in ein Gebäude eindringt, müssen Sie den Trailer von dieser Stelle wegfahren. Wenn der undichte Trailer unter freiem Himmel steht und der ausströmende Wasserstoff nicht brennt, sollte der Gasstrahl mit Wasser bespritzt werden (Feuerwehr). Diese Maßnahme verhindert eine Zündung und erleichtert die Verteilung des Wasserstoffs in der Luft.

4.5 Erdungskabel möglichst gegen die Windrichtung an geeigneten Erdungsleiter (z.B. Metallleitung, Leitplanke) anschließen.

4.6 Wenn der undichte Trailer unter freiem Himmel steht und der ausströmende Wasserstoff nicht brennt, ist der brand- und explosionsgefährdete Bereich seitlich um den Trailer relativ klein. Es genügt eine Schutzzone von ca. 20 m Radius um den Trailer. Die Schutzzone ist frei von Zündquellen zu halten und soll von niemandem betreten werden. Außerhalb dieser Schutzzone sind keine besonderen Maßnahmen erforderlich. ht

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Abb. 44

Sicherheitshinweise für Fahrer von GH2-Wasserstofftrailern 3

5. Was ist bei einem Brand zu tun?

5.1 Wenn sich der ausströmende Wasserstoff entzündet, ändert sich die Gefahrenlage dramatisch. Die Flamme kann andere Rohrabschnitte beschädigen, so dass immer mehr Wasserstoff ausströmt und brennt. Durch die entstehende Hitze kann der Druck in den vollen Wasserstoffflaschen so stark ansteigen, dass diese bersten.

5.2 Die Feuerwehr sollte versuchen, den Brand mit starkem Wasserstrahl zu löschen. Die Feuerwehrleute sollten dabei einen geschützten Standort, möglichst entfernt vom Trailer, einnehmen. Wenn die Flamme gelöscht ist, muss der Trailer weiter mit Wasser bespritzt werden, um heiße Metallteile zu kühlen und eine erneute Entzündung des Wasserstoffs zu verhindern.

5.3.Wenn das Löschen nicht gelingt, muss man den Trailer ausbrennen lassen. Alle Beteiligten, auch die Feuerwehr, sollten sich auf einen Abstand von mindestens 100 m zurückziehen, um sich vor berstenden Gasflaschen zu schützen. Innerhalb dieses Abstandes sind Verkehrswege zu sperren, Personen zu entfernen und aufzufordern, in Gebäuden zu verbleiben.

Stand Mai 2001

http://www.industriegaseverband.de/



Abb. 45

Sicherheitshinweise für Fahrer von LH2-Tankwagen/-Tankcontainern (TC) Maßnahmen bei Gasausbruch oder Brand

1. ZweckDiese Sicherheitshinweise sollen eine Hilfe bei unbeabsichtigtem oder störungsbedingtem Freisetzen von Wasserstoff sein. Wenn die Verrohrung oder die Tankwand eines vollen LH2-Tanks/TC's undicht wird, z. B. bei einem Verkehrsunfall, strömt tiefkalte Flüssigkeit und/oder kaltes Gas aus. In diesem Fall müssen die entstehenden Gefahren realistisch beurteilt und zweckmäßige Schutzmaßnahmen eingeleitet werden, bevor die Rettungskräfte eintreffen.

2. Maßgebende Eigenschaften tiefkalt verflüssigten Wasserstoffs

2.1 BrennbarkeitWasserstoff ist brennbar und bildet mit Luft ein explosionsfähiges Gemisch. Ausströmender Wasserstoff entzündet sich in der Regel nicht. Wenn jedoch während des Ausströmens eine Zündquelle entsteht (z. B. mechanisch oder elektrostatisch erzeugte Funken oder hohe Austrittsgeschwindigkeiten), kann Wasserstoff in Brand geraten.

2.2 GewichtVerdampfender tiefkalter Wasserstoff ist zunächst schwerer als Luft und kann sich in Bodennähe in tiefer gelegenen Räumen ansammeln; durch lokale Anreicherung besteht die Möglichkeit der Erstickungsgefahr und der Bildung eines zündfähigen Gemisches. Wasserstoff ist bei Umgebungstemperatur viel leichter als Luft und strömt deshalb nach oben, sofern kein Hindernis im Wege ist. Dabei "verliert" sich der Wasserstoff in der Atmosphäre.Dieser Prozess wird wesentlich behindert, wenn sich über der Ausströmstelle ein Hindernis - die Decke eines Raumes, einer Brücke oder eines Tunnels, ein vorspringendes Dach - befindet. In diesem Fall sammelt sich der Wasserstoff unter dem Hindernis und bildet mit der Luft ein explosionsfähiges Gemisch, das jederzeit gezündet werden kann.

2.3 KälteWasserstoff in flüssiger Form (LH2) führt durch die in ihm enthaltene Kälte zum Auskondensieren der Luft und der Feuchtigkeit aus der umgebenden Luft. Dies führt zu Nebelbildung und damit zu Sichtbehinderung. Der Kontakt mit tiefkaltem Wasserstoff (-253°C) führt zu Kälte-"Verbrennungen". ht

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Abb. 46

Sicherheitshinweise für Fahrer von LH2-Tankwagen/-Tankcontainern (TC) 3. Wie bemerkt man Undichtheiten?Austretendes Gas macht sich in der Regel bemerkbar durch zischende Geräusche, austretende Flüssigkeit oder eine Nebelfahne durch tiefkaltes Gas, weil die Feuchtigkeit der Umgebungsluft an tiefkaltem Gas kondensiert. Zusätzlich können an den Undichtheiten Vereisungen durch kondensierte Luftfeuchtigkeit oder gefrorenes Wasser auftreten.

4. Was ist bei einer Undichtheit zu tun?

4.1 Besonnen reagieren. Persönliche Schutzausrüstung (auch Warnweste) anlegen. Keine eigene Gefährdung riskieren, Unfallmerkblatt beachten, Hilfe anfordern.

4.2 Versuchen Sie festzustellen, wo die Undichtheit liegt. Wasserstoff-Flammen sind kaum sichtbar. "Zeitungstest" durchführen.

4.3 Sofern ohne Gefährdung möglich, alle Ventile vor der Leckstelle schließen. Befindet sich kein Ventil vor der Leckstelle oder ist das Schließen des Ventils nicht möglich, Umfeld absichern (siehe 4.4./4.5/4.6). Bei umgekippten Fahrzeugen können die ursprünglichen Funktionen der Ventile (Gasphase/Flüssigphase) vertauscht sein. Auch die Sicherheitsventile können in ihrer Funktion beeinträchtigt sein.

4.4 Wenn ein Tankfahrzeug in einem Tunnel, in unmittelbarer Nähe von Kanaleinläufen, Kellern, Türen, Fenstern usw. steht, oder ausströmender Wasserstoff in Gebäude eindringt, das Fahrzeug - wenn möglich - wegfahren, bis es "unter freiem Himmel", oder an einem geeigneten Ort in genügender Entfernung zu Ortschaften, Wohngebäuden und Eisenbahnstrecken steht. Das Fahrzeug so abstellen, dass ausströmendes Wasserstoff-Gas mittels Wind verteilt werden kann. Das Fahrzeug gegen den Wind verlassen.

4.5 Erdungskabel möglichst gegen die Windrichtung an geeigneten Erdungsleiter (z. B. Metallleitung, Leitplanke) anschließen.

4.6 Im Nebelbereich, in dem die Luft und die Luftfeuchtigkeit an tiefkaltem LH2 kondensiert ist, ist in jedem Fall mit Wasserstoffanreicherung zu rechnen. Auch darüber hinaus - abhängig von den Windverhältnissen - ist ein Bereich von etwa 20 m frei von Zündquellen zu halten und sollte nicht betreten werden. Außerhalb dieses Bereiches sind, je nach Situation, besondere Maßnahmen (z. B. Verkehrswege sperren, Anwohner warnen) erforderlich. ht

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Abb. 47

Sicherheitshinweise für Fahrer von LH2-Tankwagen/-Tankcontainern (TC)

5. Was ist bei einem Brand zu tun?

5.1.Wenn sich ausströmender Wasserstoff in der Umgebung des Tanks entzündet, kann der Brand den Tank selbst erreichen und schädigen. Durch die entstehende Hitze kann der Druck im Tank bis zum Bersten ansteigen.

5.2.Wenn es ohne Gefährdung möglich ist, sollte das Tankfahrzeug aus der Nähe des Brandherdes weggefahren werden.

5.3.Die Feuerwehr sollte versuchen, den Brand mit starkem Wasserstrahl zu löschen und gleichzeitig den Tank mit Wasser zu kühlen. Die Sicherheitsventile dürfen nicht besprüht werden. Die Feuerwehrleute sollten dabei einen geschützten Standort, möglichst entfernt von dem Tank, einnehmen. Wenn der Brand gelöscht ist, muß der Tank noch solange weiter mit Wasser bespritzt werden, bis heiße Metallteile keine Verdampfung des aufgespritzten Wassers mehr zeigen.Wenn das Löschen nicht gelingt, und der Tank dem Feuer ausgesetzt bleibt, müssen sich alle Beteiligten, auch die Feuerwehr, auf einen Abstand von mindestens 100 m zurückziehen, um sich vor dem evtl. berstenden Tank zu schützen. Innerhalb dieses Sicherheitsabstandes sind Verkehrswege zu sperren und die Anwohner aufzufordern, in den Gebäuden zu verbleiben.

Stand Mai 2001.

http://www.industriegaseverband.de/

13 Sicherheit 3.1 - TU Clausthal...which, as part of a chemistry show, hydrogen has been inhaled...

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Transcript of 13 Sicherheit 3.1 - TU Clausthal...which, as part of a chemistry show, hydrogen has been inhaled...