Chemisch-analytische Untersuchung von Brandprodukten aus Recycling-Zwischenlagern

• Dr. Simone Krüger
• Dr. Anka Berger
• Prof. Dr. Ulrich Krause

Organische Produkte, wie Papier/Pappe, Textilien oder Kunststoffe, sind meist brennbar. In Recycling-Zwischenlagern werden solche Stoffe in großen Mengen gelagert. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, welche gasförmigen Produkte im Falle eines Brandes – verursacht z. B. durch Selbstentzündung – entstehen. Verschiedene Fraktionen (Papier/Pappe, Textilien und Kunststoffe) aus Recycling-Zwischenlagern wurden zunächst mechanisch zerkleinert. Dazu wurden die Proben aus den jeweiligen Fraktionen so zerkleinert, dass letztendlich homogene Verteilungen vorlagen. Mit Hilfe von verschiedenen Zerkleinerungsmühlen konnten auf diese Weise Korngrößen bis zu 0,2 mm erhalten werden. Diese homogenen Probenverteilungen wurden anschließend im DIN-Rohr nach DIN 53436 verschwelt.

Die entstehenden Rauchgase wurden mit Hilfe der FTIR-Spektroskopie brandanalytisch untersucht. Dabei unterschied sich die Zusammensetzung der Rauchgase beim Verschwelprozess teilweise erheblich. Die bei der Verschwelung entstehenden Rauchgase enthalten bei Brandstoffen ohne Heteroatome in erster Linie toxische Bestandteile, wie Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Bei der Verschwelung von Kunststoffen mit Heteroatomen können zusätzlich zu den Hauptkomponenten Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Wasser auch noch weitere toxische Rauchgaskomponenten nachgewiesen werden. Dabei kommt es bei chlorhaltigen Kunststoffen vorwiegend zur Bildung von Chlorwasserstoff, bei stickstoffhaltigen Kunststoffen zur Bildung von Ammoniak und Blausäure.

Organic materials like paper, cardboard, textiles or plastics are mostly flammabel. In intermediate storages for recycling products these materials are stored in large amounts. In the present study the gaseous products out of fires of such materials – e. g. initialised due to self-ignition – were investigated.

Different fractions (paper/cardboard, textiles and plastics) were crushed at low temperatures (about 80 K) and subsequently smouldered according to the German standard DIN 53436.

The smouldering gases were analysed using FTIR spectroscopy. The composition of the flue gases differed considerably. For flammable materials without heteroatomes the smouldering gases contain predominantly toxic compounds like carbon monoxide and carbon dioxide. Smouldering of materials containing heteroatomes showed in addition to carbon monoxide, carbon dioxide and water vapour further toxic components. Materials containing chlorine produce hydrogen chlorine, materials containing nitrogen produce ammonia and hydrogen cyanide.

Seiten 298 - 303