Gase ist die summarische Bezeichnung für Stoffe, die sich im gasförmigen Zustand befinden, d.h. einem Aggregatzustand der Materie, in dem sich die Moleküle in einem großen Abstand voneinander frei im Raum bewegen können und den verfügbaren Raum gleichmäßig
Gase bestehen aus kleinen Teilchen wie Atomen oder Molekülen, die sich in ständiger Bewegung befinden und sich schnell und frei im Raum ausbreiten können. Die Teilchen haben keine festen Positionen, sondern bewegen sich zufällig im Raum und stoßen dabei aufeinander ausfüllen (statistische Gleichverteilung der Gasteilchen). Im Vergleich zum Festkörper oder zur Flüssigkeit nimmt die gleiche Masse als Gas unter Normalbedingungen den bis zu 2.000-fachen Raum ein.
Ein weiteres wichtiges Merkmal von Gasen ist ihre Kompressibilität, das heißt, sie können – anders als Flüssigkeiten - unter Druck zusammengepresst werden, wodurch sich ihr Volumen verringert, und das wird bei der Lagerung und dem Transport genutzt.
Die bekanntesten Arten von Gasen im Tanklager sind Erdgas, Flüssiggas (LPG), Flüssigerdgas (LNG), komprimiertes Erdgas (CNG), Stickstoff (N2), Sauerstoff (O2), Kohlenstoffdioxid (CO2), Wasserstoff (H2) und Biogas (Bio-CNG).
- LPG ist eine Mischung aus Propan und Butan und wird oft als Brennstoff für Heizungen und als Treibstoff für Fahrzeuge verwendet. Es wird in speziellen Druckbehältern gelagert und transportiert.
- CNG ist ein fossiler Brennstoff, der oft als Ersatz für Benzin oder Diesel in Fahrzeugen verwendet wird. Es wird bei hohem Druck in Tanks gelagert und transportiert.
- N2 ist ein geruchloses, farbloses Gas, das in vielen industriellen Anwendungen verwendet wird. Es wird oft zur Inertisierung von Tanks und zur Verdrängung von Sauerstoff verwendet.
- O2 ist ein farbloses, geruchloses Gas, das für die Atmung von Lebewesen und in vielen industriellen Prozessen verwendet wird, z.B. als Oxidationsmittel bei der Verbrennung von Brennstoffen.
- CO2 ist ein farbloses, geruchloses Gas, das bei vielen industriellen Prozessen als Treibmittel oder in der Nahrungsmittelindustrie zur Erzeugung von kohlensäurehaltigen Getränken verwendet wird.
- H2 ist ein farbloses, geruchloses Gas, das als Brennstoff für Brennstoffzellen und in der chemischen Industrie zur Herstellung von Ammoniak und anderen Chemikalien verwendet wird.
Von der Lagerung von Gasen im Tanklager geht wegen ihrer Eigenschaften und der hohen Lagerdrücke Gefahren aus:
Viele Gase, die im Tanklager gelagert werden, sind brennbar und können in einer bestimmten Konzentration mit Luft eine explosionsfähige Atmosphäre bilden. Ein Leck in einem Gastank kann zu einer Explosion führen.
Gase können toxisch sein und wenn Gasleckagen nicht erkannt oder schnell genug beseitigt werden, kann es zu einer Kontamination der Umwelt und einer Gefahr für das Leben und die Gesundheit kommen.
Gase, die im Tanklager gelagert werden, erfordern hohe Lagerdrücke, um in einem flüssigen oder gasförmigen Zustand zu bleiben. Ein Versagen des Tanks oder der Ventile kann zu einem plötzlichen Druckabfall führen, der zu einer Freisetzung des Gases führt.
Die Lagerung von Gasen im Tanklager erfordert deshalb eine sorgfältige Überwachung und Wartung, um die Sicherheit des Personals zu gewährleisten. Tanklagerbetreiber müssen deshalb Sicherheitsmaßnahmen und Notfallpläne implementieren, um diese Risiken zu minimieren. Die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften und regelmäßige Inspektionen und Wartungen der Anlagen sind auch von entscheidender Bedeutung.
Hinweise zu einzelnen Gasen sind den jeweiligen Sicherheits- bzw. Stoffdatenblättern zu entnehmen. Sie enthalten Angaben zu Grenzwerten, die relevant für die Beurteilung der Gesundheitsgefährdung durch einen Stoff am Arbeitsplatz sind. Dazu gehören zum Beispiel der MAK-Wert (Maximale Arbeitsplatzkonzentration), der TRK-Wert (Technische Richtkonzentration) oder der BAT-Wert (Biologischer Arbeitsstoff-Toleranzwert).
Im Gastanklager gilt die Gefahrstoffverordnung in Verbindung mit der Verordnung über brennbare Flüssigkeiten (GGVSE). Sie legt Anforderungen an die Konstruktion, den Betrieb und die Überwachung von Anlagen zur Lagerung von Gasen fest. Hierzu gehören auch Bestimmungen zur Beschaffenheit und zum Material der Tanks, Vorschriften zur Vermeidung von Leckagen und Maßnahmen zur Erkennung und Bekämpfung von Leckagen. Der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) regelt die maximal zulässige Konzentration von Schadstoffen und Gefahrstoffen in der Luft am Arbeitsplatz. Der AGW ist ein wichtiger Bestandteil des Arbeitsschutzes und dient dem Schutz der Gesundheit der Beschäftigten. Sie regelt die zulässige Konzentration von Gasen und Dämpfen in der Luft. Daher sind Arbeitgeber dazu verpflichtet, die Einhaltung des AGW sicherzustellen und Maßnahmen zu ergreifen, um eine Überschreitung zu vermeiden.
Um den AGW zu überwachen, werden in Gastanklagern regelmäßig Messungen der Konzentration von Gasen und Dämpfen durchgeführt. Aufgrund der Gefährlichkeit einiger Gase, wie z.B. Methan oder Kohlenmonoxid, können schon geringe Konzentrationen zu gesundheitlichen Schäden führen. Daher müssen die Messungen sehr präzise sein und dürfen nur von geschultem Personal durchgeführt werden. Ihre Einhaltung ist auch ein wichtiges Thema bei Arbeitsplatzbegehungen und Überprüfungen durch Aufsichtsbehörden.
Das Lagern von Gasen muss mit besonderer Sorgfalt geschehen, da außer den spezifischen Eigenschaften der Stoffe auch der Druck beachtet werden muss. Der Druckbereich wird unterschieden in Niederdruck (Gasdruck bis 0,1 bar), Mitteldruck (Gasdruck bis 1 bar) und Hochdruck (Gasdruck über 1 bar). Um eine möglichst große Menge an Gas in einem Behälter speichern zu können, d.h. eine hohe Dichte zu erreichen, kann Gas stark komprimiert werden. Zur Lagerung bieten sich verschiedene Techniken an:
Zur Lagerung sehr großer Gasmengen in komprimierter Form kommen Hochdruckspeicher zum Einsatz. Typischerweise werden sie für Stoffe verwendet, die bei Umgebungstemperaturen gasförmig sind, aber durch Erhöhung des Drucks in flüssige oder dichtere Zustände gebracht werden können, z.B. CNG (200-250 bar), H2 (700 bar), N2 (300 bar) und O2 (200 bar). im Boden verlegte Röhrenspeicher (unterirdische Rohrleitungen) und Kavernen (natürliche oder künstlich geschaffene Hohlräume unter der Erde). Hochdruckspeicher sind sicherheitsrelevante Anlagen, die regelmäßig gewartet und überprüft werden müssen.
In Kugelgasbehältern (auch Kugeltanks genannt) wird in der Regel LPG unter hohem Druck (Überdruck) gelagert, insbesondere Propangas oder Butangas. Die Kugelform ermöglicht es, das Gas bei hohem Druck und niedriger Temperatur zu lagern und den Druck gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche des Tanks zu verteilen. Die Drücke hängen von der Größe, dem Wandmaterial und der Art des gelagerten Gases ab. Sie liegen im Bereich von 10-20 bar.