Logicollege

Een deel van het massagoed heeft eigenschappen die gevaarlijk of hinderlijk kunnen zijn voor de omgeving, met zelfs letsel, schade of hinder tot gevolg. Bijvoorbeeld brand- of explosiegevaar, stofoverlast of giftige dampen die vrijkomen bij op- of overslag.

Bij vloeistoffen kan de damp samen met zuurstof een explosief mengsel vormen. Enkele producten kunnen bij blootstelling aan de lucht gemakkelijk tot zelfontbranding komen.

Giftigheid

Chemische producten kunnen een directe schadelijke invloed hebben op de mens, maar ook indirect via planten of dieren in de voedselketen.

Water- en bodemverontreiniging

Verontreiniging door chemicaliën kan direct of indirect schadelijk zijn voor mens en dier en de verontreiniging kan ook het landschap ontsieren. Denk maar aan olievervuiling van stranden.

Gassen

De gassen waarmee je in de fysieke distributie mee te maken kunt krijgen, zijn meestal

–          een energiedrager zoals aardgas (Compressed Natural Gas CNG of Liquified Natural Gas LNG), propaan, butaan, LPG (Liquified Petroleum Gas; een seizoens afhankelijk mengsel van propaan en butaan), acetyleen en waterstof;

–           een grond- of hulpstof bij industriële processen, zoals ammoniak, ethyleen, chloor, stikstof, CO₂ en zuurstof.

Gassen hebben geen vast volume en geen eigen vorm. Gassen kun je verdichten onder druk. Je kunt ze zelfs verdichten tot vloeistof als je ze beneden de kritische temperatuur samenperst. Je kunt gas ook bij normale druk tot vloeistof verdichten, door temperatuurverlaging tot beneden het kookpunt. Vloeibaar neemt aardgas bijvoorbeeld 600 maal minder ruimte in dan als gas (bij normale temperatuur en druk).

Gassen kun je in gasvormige of in vloeibare toestand opslaan. We noemen de meest gebruikte methoden.

–           bij atmosferische druk en normale temperatuur. Dit zie je eigenlijk niet meer. Vroeger

produceerden gemeentelijke gasbedrijven steenkoolgas (stadsgas), dat in grote gashouders werd opgeslagen. Het steenkoolgas is vervangen door aardgas, de opslag is nu voornamelijk ondergronds.

–           onder druk bij normale temperatuur. Deze opslagtechniek wordt toegepast bij de veel gebruikte gasflessen gevuld met zuurstof (O₂), stikstof (N₂), acetyleen (C₂H₂), argon (Ar), koolzuur (CO₂), lachgas (N₂O), propaan (C₃H₈) en butaan (C₄H₁₀). Het wordt ook toegepast bij de gasvormige autobrandstoffen CNG en LPG.

            De opslag van gasflessen is aan strenge regels gebonden.

            –  Gasflessen moet je staand opslaan, op zo’n manier dat zij niet kunnen omvallen.

            –  Opwarming (door bijvoorbeeld zonlicht) van de gasflessen moet je voorkomen.

            –  Propaanflessen moet je onder een afdak in de open lucht opstellen. Propaan is zwaarder dan lucht en blijft dus gemakkelijk hangen in ruimten met onvoldoende ventilatie. Het is belangrijk dat je weet dat lucht die maar 2% propaan bevat, al explosief is. Voor opslag van propaanflessen is een Hinderwetvergunning verplicht.

–           bij atmosferische druk en lage temperatuur. Het kookpunt van aardgas ligt bij -163 ^oC. Bij een lagere temperatuur kun je aardgas dus opslaan in een drukvrije tank. Voor een tank met zo’n lage temperatuur kun je maar een beperkt aantal (kostbare) materialen toepassen. Deze methode wordt gebruikt voor bijvoorbeeld stikstof en zuurstof.

Vloeibare zuurstof

Bedrijven en instellingen (zoals ziekenhuizen en laboratoria) die grote hoeveelheden zuurstof gebruiken, beschikken over vaste reservoirs (tanks) in plaats gasflessen. Voor de opslag gelden specifieke wettelijke beperkingen.

LPG

LPG (Liquified PetroleumGas) is een verzamelnaam voor mengsels van butaan en propaan. Butaan is een grondstof voor de chemische industrie, propaan wordt door particuliere consumenten gebruikt, voor verwarming en in kooktoestellen (o.a. Campingaz).

Vervoer van LPG in binnenschepen of tankauto’s vindt onder druk plaats bij normale temperatuur. Vervoer in zeeschepen vindt onder normale druk plaats bij verlaagde temperatuur (-50 ^oC).

LNG

LNG (Liquified Natural Gas) is vloeibaar aardgas en bevat voornamelijk methaan. Het Groningse aardgas bevat 81% methaan, 14% stikstof en 5% andere gassen. Eigenlijk is de stikstof nutteloos, want het heeft geen verbrandingswaarde. Maar we kunnen stikstof nu niet meer missen, omdat in Nederland alle gastoestellen aan de ‘calorische waarde’ van het Groningse aardgas zijn aangepast.

Aardgas is lichter dan lucht. Als het gas ontsnapt en niet wordt ontstoken, verdwijnt het in de atmosfeer.

Vloeistoffen

Vloeistoffen hebben een vast volume, ze zijn niet-samendrukbaar, maar ze hebben geen vaste vorm. Ze nemen de vorm aan van de omhulling. Als je de temperatuur tot onder het stolpunt/smeltpunt verlaagt, gaan vloeistoffen over in vaste stof. Verschillende producten kun je zowel in vloeibare als in vaste toestand vervoeren en opslaan.

Vloeistoffen worden meestal opgeslagen in cilindrische tanks. De tank kan zowel uitgevoerd zijn met een vast als met een drijvend dak.

Met een drijvend dak is er geen ruimte boven de vloeistof, zodat verdampingsverlies wordt voorkomen en er geen gevaarlijk gasmengsel boven de vloeistof kan komen. Verder wordt op deze manier voorkomen dat bij halfvolle tanks, dampen ontstaan die stank of andere overlast kunnen veroorzaken.

Bij de constructie van een drijvend dak moet je rekening houden met zowel goede afdichting, als met de afvoer van regenwater. Ook komt de combinatie van een drijvend dak onder een vast dak voor. Tanks voor de opslag van brandbare vloeistoffen worden in een tankput geplaatst die omgeven is door een aarden wal, een branddijk. De inhoud van de tankput moet overeenkomen met de inhoud van de opslagtank, zodat bij lekkage de hele tankinhoud in de put blijft.

Massavloeistoffen die vaak in de fysieke distributie voorkomen, zijn:

–           ruwe aardolie;

–           olieproducten;

–           bulkchemicaliën, zoals zwavelzuur, fosforzuur, salpeterzuur, hypochloride, natronloog;

–           dierlijke en plantaardige oliën in bulk;

–           wijn, bier en melk in bulk.

Stortgoed

Stortgoed zijn producten in vaste vorm die als poeders, korrels, brokken of stukken onverpakt en ongeordend, in grote massa worden vervoerd en opgeslagen, bijvoorbeeld:

–           delfstoffen, zoals steenkool, ertsen, mineralen;

–           chemische producten, zoals kunstmest, kunststof korrels;

–           stoffen voor (wegen-)bouw (en tuinaanleg), zoals gravel, puin, grind en zand;

–          landbouwproducten, zoals aardappels, bieten, granen, oliehoudende zaden.

Voor het transport en de opslag van stortgoed zijn een aantal kenmerken van belang, onder andere:

–           stortdichtheid (of stortgewicht), uitgedrukt in ton/m³. Dit is het gewicht (de massa) per volume-eenheid. De stortdichtheid is lager dan het soortelijk gewicht vanwege de holle ruimten tussen de korrels. Voor zand bijvoorbeeld is het soortelijk gewicht 2,65 ton/m³ (dit is gelijk aan het soortelijk gewicht van basalt), het stortgewicht van droog zand is maar 1,6 ton/m³ (als het volume dat tussen de korrels leeg blijft 40% is; porieën). Door trillen kan de stortdichtheid van stortgoed worden verhoogd, doordat kleinere korrels de tussenruimte tussen de grote beter gaan opvullen.

–           storthoek. Dit is de hoek waaronder het stortgoed blijft liggen, de hoek tussen de helling van de berg en het horizontale vlak. De storthoek is afhankelijk van de onderlinge wrijving van de korrels. Met gebruik van de storthoek kun je berekenen hoeveel op  een opslagveld kan worden opgeslagen en hoe hoog de kraan of opvoerband daarvoor moet reiken.
Door trillingen (bijvoorbeeld als het materiaal in beweging is) wordt de storthoek kleiner. Dit is van belang bij het bepalen van de capaciteit van bandtransporteurs;

–           korrelvorm. Die kan scherpkantig, hoekig, afgerond of vezelig zijn. De korrelvorm is van invloed op de storthoek en op de mate waarin de stortdichtheid kan worden vergroot door trillen. De korrelvorm is ook van belang voor de mate van slijtage van overslagwerktuigen;

–           korrelgrootte en verschillen in korrelgrootte. Een mix van grote en kleine korrels heeft een grotere stortdichtheid dan een partij met alleen grote korrels. Voor sommige toepassingen worden hoge eisen gesteld aan de korrelgrootte of aan de samenstelling van een mix aan groottes. De verdeling van de korrelgrootte kun je bepalen door het goed achtereenvolgens van groot naar klein te zeven met een serie genormaliseerde zeven;

–           Tenslotte kunnen ook bijzondere producteigenschappen spelen, zoals:

            –  samenkoekend (beer-vormend), bijvoorbeeld suiker, gebluste kalk;

            –  eroderend, zoals erts, cokes, slakken;

            –  corrosief, bijvoorbeeld zout;

            –  stofvormend, bijvoorbeeld meel, granen (deze stoffen geven zelfs brandgevaarlijk stof);

            –  hygroscopisch, bijvoorbeeld gips.

Voor de opslag van stortgoederen kun je kiezen uit drie mogelijkheden:

1          Omheinde maar open opslag als het materiaal dat toelaat, zoals kolen en erts. Voor stoffen die weinig of niet stuiven.

2          Omwalde opslag, open opslag op een afgebakend deel van een terrein. Voor stoffen waar anders de wind vat op  kan krijgen, of waarvan de storthoek erg klein is en de berg met product zonder omwalling breed zou uitlopen;

3          Gesloten opslag in silo’s of loodsen. Stoffen die beschermd moeten worden tegen weersinvloed of tegen diefstal. Of stoffen waar de omgeving tegen moet worden beschermd, omdat ze erg stuiven of stinken.

De kosten van een ronde silo worden bepaald door de verhouding tussen hoogte en diameter. Die zijn dus van belang bij afweging van de kosten. Hoe beter een stof uitstroomt, hoe hoger de silo’s die je kunt toepassen. De vorm van de trechter onder de silo is meestal doorslaggevend voor de uitloop.

Bij sommige materialen (samenkoekende stoffen of stoffen met scherpe, hoekige korrelvorm, zoals ertsen) kan brug- of beervorming in een silo ontstaan. Tijdens de uitstroming blijft dan ergens in de silo een samengekoekt stuk zitten en door het gewicht van het materiaal erboven stevig op z’n plaats gehouden. Door de uitloop uit de silo, ontstaat onder de brug een holle ruimte. De silo lijkt dan vol, maar is in werkelijkheid grotendeels leeg. Als door trillingen of een schok de brug wordt doorbroken, kan het materiaal met zoveel kracht neerstorten dat de silo bezwijkt.