AT414216B

AT414216B - Verfahren zum reinigen eines öltanks

Info

Publication number: AT414216B
Application number: AT8352003A
Authority: AT
Original assignee: Rohrer Beteiligungs U Verwaltu
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2006-10-15
Also published as: ATA8352003A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines Tanks für brennbare Flüssigkeiten, wie eines Öltanks, insbesondere eines Großöltanks, wobei der Tank unter Belassung eines Restsumpfes, hauptsächlich gebildet von Schlamm und Restflüssigkeit, insbesondere Restöl, geleert wird und Gase aus dem oberhalb des Restsumpfes vorhandenen Gasraum abgesaugt und 5 verbrannt werden, sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Tanks für brennbare Flüssigkeiten, insbesondere Öltanks, wie Großöltanks, müssen aus Gründen der Inspektion wie auch bei starker Verschmutzung durch Sedimente nach mehrjährigem (3 bis 8 Jahren) Betrieb gereinigt werden. Die meisten der Großöltanks sind als Schwimmdeckel-io konstruktion ausgeführt. Beim Entleeren dieser Tanks entsteht durch Absenken des Schwimmdachs auf Stützen ein ca. 2 m hoher Freiraum zwischen Dach und verbleibendem Restsumpf aus verschmutztem Restöl (Schlamm), sodass der Innenraum des Tanks begangen werden kann. Zum Homogenisieren des Tankinhaltes werden unterschiedliche Mischerkonstruktionen verwendet. Nach der Homogenisierung wird der Tank so weit wie möglich leergepumpt. Für 15 dieses Vorhaben gibt es eine Reihe von Verfahren und Verfahrensvorschlägen:

Die bis jetzt weitest verbreitete Methode ist das Öffnen von mindestens zwei Mannlöchern und Einblasen von Luft. Dadurch wird der Gasraum von ausgedampften Kohlenwasserstoffen und anderen flüchtigen Verbindungen gereinigt. Nach Unterschreiten der unteren Zündgrenze kann 20 das Reinigungspersonal in den Tank einsteigen und seine Tätigkeit mit Abpumpen etc. aufnehmen.

Nachteilig sind die hohen primären aber auch diffusen Emissionen aus den Mannlöchern und Dichtungen des Deckels. Bei dieser Methode gehen der Energieinhalt der dampfförmigen Stoffe 25 des Gasraumes, aber auch der abgesaugte Schlamm für eine stoffliche oder chemische Verwertung verloren.

Weiters ist eine einfache und wirtschaftlich vertretbare Trennung von im Restsumpf vorhandenem verwertbarem Öl und den Verunreinigungen nicht möglich. Bei Nichtreinigung dieses 30 Schlamm-Öl-Gemisches müssen die abgepumpten Schlamm-Ölgemische als besonders zu behandelnder Abfall entsorgt werden.

Ein weiterer Vorschlag ist das Kondensieren von dampfförmigen Verbindungen mittels flüssigen Stickstoffs. Dabei können die Dämpfe nur bis zu jenem Betrag kondensiert werden, bei dem der 35 der Temperatur entsprechende Dampfdruck erreicht wird. Darüber hinaus ist eine weitere Reduktion der Dämpfe im Abgas nicht mehr möglich. Hierbei können selbst bei den Temperaturen von siedendem Stickstoff die vom Gesetzgeber geforderten Gaswerte der Abgase nicht erreicht werden. Weiters ist diese Methode sehr kostenintensiv im Betrieb und auch in der Investition. Bis auf die mögliche Rückgewinnung der kondensierten Stoffe bestehen alle Nachteile des 40 vorhin genannten Verfahrens.

Es ist weiters die Methode des Absaugens des Gasraumes und die nachfolgende Verwertung zur Energieumwandlung mittels einer Verbrennungskraftmaschine mit Generator bekannt. Nachteilig hierbei ist die sehr kostenintensive und komplizierte Einrichtung. Weiters ist die Zu-45 sammensetzung des Gas-/Luftgemisches nicht einfach zu kontrollieren. Es findet zwar eine Nutzung des Heizwertes des Gasgemisches statt, eine Verwertung des verunreinigten Öles ist jedoch hier ebenso wie bei den vorhin beschriebenen Verfahren nicht möglich. Zudem ist nur ein geringer thermisch-mechanischer Wirkungsgrad erzielbar. so Aus der DE 32 13 711 A1 ist es bekannt, einen Behälter für brennbare, flüchtige oder verdampfbare Stoffe zu reinigen, indem aus dem Behälter abgeleitete brennbare Stoffe mit Inertgas verbrannt werden, wobei die verbrannten Gase wiederum dem Behälter zugeleitet werden und ein Teil der verbrannten Gase als Überschussgas abgeleitet wird. Hierbei steht der Behälter selbst unter Gasüberdruck, zumal das Gas im Kreislauf durch den Behälter geführt wird. 55 Eine Behandlung eines Restsumpfes ist in diesem Dokument nicht angesprochen. 3

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Ein weiteres Verfahren ist die selektive Verbrennung der mittels Unterdrück aus dem Tank abgesaugten Gase. Dabei werden ebenfalls diffuse Emissionen vermieden, da über die Schwimmdachdichtungen nur Luft angesaugt wird. Dieses Verfahren verbindet höchste Ansprüche an den Umweltschutz (fast keine schädlichen Emissionen) sowie auch an die Betrieb-5 Sicherheit. Nachteilig ist, dass der Energiegehalt der abgesaugten Gase nicht genützt wird. Auch kann das verunreinigte Öl nicht unmittelbar verarbeitet und rückgewonnen werden.

Der Einsatz eines Oxi-Kats wurde ebenfalls vorgeschlagen, jedoch können dabei nur geringe Konzentrationen an Kohlenwasserstoffen gefahren werden, da durch die exothermen Reaktio-io nen der Katalysator durch Überhitzung beschädigt wird. Daher wäre das Kat-System extrem groß und sehr teuer. Sonst vergleichbar mit Vorstehendem.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art sowie eine Anlage zur Durchführung 15 des Verfahrens zu schaffen, welche nicht nur eine energetische Verwertung der bei der Reinigung anfallenden Gase, sondern auch eine wirtschaftlich vertretbare Trennung des Restsumpfes in verwertbare Produkte und Verunreinigungen ermöglicht.

Bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass 20 aus der Verbrennung der aus dem Gasraum abgesaugten Gase gewonnene Energie dem den Restsumpf bildenden Schlamm und/oder der Restflüssigkeit zugeführt wird.

Vorteilhaft wird hierbei aus der Verbrennung der Gase gewonnene Energie in Form fühlbarer Wärme dem den Restsumpf bildenden Schlamm und/oder der Restflüssigkeit zugeführt, wobei 25 zweckmäßig die Energie in Form von Heißwasser und/oder Dampf dem den Restsumpf bildenden Schlamm und/oder der Restflüssigkeit zugeführt wird.

Es ist vorteilhaft, aus der Verbrennung der Gase gewonnene Energie dem Restsumpf direkt zuzuführen. Es kann auch zweckmäßig sein, die aus der Verbrennung der Gase gewonnene 30 Energie dem aus dem Tank abgeleiteten, den Restsumpf bildenden Schlamm und der Restflüssigkeit zuzuführen.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist es möglich, dass der aus dem Tank abgeleitete Schlamm und die abgeleitete Restflüssigkeit einer Dekantierung unterworfen werden können, 35 wobei Reinflüssigkeit, insbesondere Restöl, und sich bildendes Schlammkonzentrat getrennt werden.

Zur Vermeidung der Bildung eines brennbaren Gas-/Luftgemisches innerhalb des Tanks wird zweckmäßig während des Absaugens der Gase dem Tank Stickstoff oder ein Stickstoff-40 Luftgemisch zugeführt.

Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens mit einem Tank, einer in den Tank mündenden Gas-Absaugleitung, die in Höhe oberhalb eines Restölsumpfes in den Tank mündet, einem Gebläse für die Gas-Absaugleitung und einer Brenneinrichtung zum Verbrennen des mittels des 45 Gebläses über die Gas-Absaugleitung abgesaugten Gases ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass dem Brenner ein Wärmetauscher zur Erhitzung eines Wärmeträgermediums zugeordnet ist, von dem eine das erhitzte Wärmeträgermedium zu einem Wärmetauscher für den den Restsumpf bildenden Schlamm und die Restflüssigkeit führende Leitung ausgeht. so Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Wärmetauscher für den den Restsumpf bildenden Schlamm und die Restflüssigkeit außerhalb des Tanks vorgesehen, der über eine Schlamm-Ableitung mit Schlammpumpe mit dem Tank verbunden ist.

Alternativ ist ein Wärmetauscher für den den Restsumpf bildenden Schlamm und die Restflüs-55 sigkeit im Tank vorgesehen. 4

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Zur Verwertung des im Restsumpf vorhandenen Restöls mündet vorteilhaft die erhitzten Schlamm und Restflüssigkeit führende Schlamm-Ableitung in einen Dekanter zur Trennung von Restflüssigkeit und Schlammkonzentrat. 5 Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei die Zeichnung das erfindungsgemäße Verfahren schematisch veranschaulicht.

Ein als Schwimmdachtank ausgebildeter Tank 1 für beispielsweise Rohöl, oder andere brenn-io bare Flüssigkeiten weist ein auf dem Flüssigkeitsspiegel schwimmendes Dach 3 auf. Dieses schwimmende Dach 3 gelangt beim Leeren des Tanks 1 auf Stützen 4 zur Auflage, um zwischen einem bei geleertem Tank 1 im Tank 1 verbleibenden Restsumpf 5, gebildet aus Schlamm und Resten des im Tank 1 gelagerten flüssigen Stoffes, einen Freiraum zu schaffen, der es einer Bedienungsmannschaft ermöglicht, in den Tank 1 einzusteigen und den Boden 7 15 des Tanks 1 zu reinigen.

Die Höhe des Freiraums beträgt daher üblicherweise in etwa 2 m. Hierdurch ist ein sehr großer Freiraum 6 bzw. Gasraum gebildet, der insbesondere bei Großtanks ein Volumen auch von über 20.000 m3 ausmachen kann. 20

Von dem Tank 1 führt eine Gasabsaugleitung 8, die in den Tank 1 in einer Höhe oberhalb des Restsumpfes 5 und unterhalb des auf den Stützen 4 aufliegenden Daches 3 in den Tank 1 mündet, über ein Gebläse 9 und Flammenrückschlagsicherungen 10 zu einer Brennkammer 11, in der das aus dem Tank 1 abgesaugte Gas verbrannt wird, wobei über eine Leitung 12 gege-25 benenfalls Luft oder weiterer Brennstoff, falls das aus dem Tank 1 abgesaugte Gas schon zu sehr verdünnt ist, zugeführt wird. In dieser Brennkammer 11 wird über einen Wärmetauscher 13 ein Wärmeträgermedium, z.B. Kaltwasser, erhitzt, und zwar zu Heißwasser oder gegebenenfalls Dampf. Während des Absaugens des Gases aus dem Tank wird über eine Öffnung 14 durch den im Tank entstehenden Unterdrück Luft eingesaugt. Um die Bildung eines brennbaren 30 Gas-/Luftgemisches im Freiraum 6 zu vermeiden, wird vorteilhaft in den Freiraum Stickstoff oder ein Stickstoff-Luftgemisch eingeleitet. Über eine Dampf- bzw. Heißwasserleitung 15 gelangt der Dampf bzw. das Heißwasser in das Innere des Tanks 1 zu einem in der Höhe des Restsumpfes 5 angeordneten Heizkörper 16, 35 beispielsweise gebildet aus Heizschlangen, um dort den Restsumpf 5 zu erhitzen. Das in diesen Heizschlangen sich bildende Kondensat bzw. kühlere Wasser wird wiederum als Kaltwasser dem Wärmetauscher 13 zugeführt. Über eine Absaugleitung 17 für den Restsumpf 5 wird dieser mittels einer Schlammpumpe 18, 40 sofern er heiß genug ist, einem Dekanter 19 direkt zugeführt, welcher Dekanter 19 für eine Trennung von Reinflüssigkeit, wie z.B. Reinöl 20 bei einem Öltank, und Schlammkonzentrat 21 sorgt.

Es ist auch möglich, einen weiteren Wärmetauscher 22 mittels des Dampfes bzw. Heißwassers, 45 das im Wärmetauscher 13 erhitzt wurde, zu betreiben und hiermit den aus dem Tank 1 abgesaugten Restsumpf 5 weiter aufzuheizen.

Falls ein Heizkörper im Tank 1 selbst nicht vorhanden ist, ist es auch möglich, den Restsumpf 5 kalt abzusaugen und in einem mittels des Dampfes und Heißwassers betriebenen Wärmetau-50 scher 22 aufzuheizen und sodann das aufgeheizte Flüssigkeits-Schlammgemisch dem Dekanter 19 zuzuführen.

Anhand des nachfolgenden Zahlenbeispiels lässt sich der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich erkennen: 55

Claims

5 AT 414 216 B Im Falle des Reinigens eines Öltanks kommt es zu einer Gas-Anfangskonzentration an Kohlenwasserstoff von 300 g/m3. Am Ende des Verfahrens, also nach Beendigung des Absaugens, beträgt die Konzentration von Kohlenwasserstoff etwa 30 g/m3. Die Saugleistung des Gebläses beträgt 3000 m3/h. Legt man der folgenden Berechnung einen Durchschnitt eines Kohlenwas-5 serstoffgehaltes über 10 Tage von 40 g/m3 zugrunde, so ergibt sich folgende Menge an Kohlenwasserstoff. 10 · 24h = 240h · 3000 m3/h · 0,04 kg/m3 = 28.800 kg io Diese Menge kann somit aus dem Öltank herausgepumpt werden. Der Heizwert beträgt durchschnittlich 35.000 kJ/kg. Legt man einer Verbrennung einen thermischen Wirkungsgrad η von etwa 75% zugrunde, so ergibt sich hieraus eine rückgewonnene Energie von 35 MJ/g · 28.800 kg · η. 15 Dies ergibt 756 GJ, was 210 GWh entspricht bzw. einer Leistung von 875 kW. Hierzu gesellt sich eine stoffliche Rückgewinnung aus dem Öltank, der z.B. 30 m Durchmesser aufweist und einen Restsumpf in einer Höhe von 0,2 m enthält, von 141 m3. Dies entspricht einem Energieinhalt von 4512 GJ und damit 1253 GWh. 20 Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt somit in der sinnvollen Verwertung der Energieinhalte des oberhalb des Restsumpfes 5 befindlichen Gases sowie der Gewinnung des Öls 20 aus dem Restsumpf 5. Mittels des Energieinhaltes des Gases lässt sich die Viskosität des Restsumpfes 5 senken, sodass dieser Restsumpf 5, also das Gemisch aus 25 Schlamm und Öl, über eine Dekanterzentrifuge 19 oder auch einen Filter gereinigt werden und somit als wertvolles Ölprodukt wieder verwertet werden kann. Der anfallende Abfall ist äußerst gering, da Schwebstoffe nur in wenigen Prozenten im Öl-Schlammgemisch enthalten sind. 30 Patentansprüche: 1. Verfahren zum Reinigen eines Tanks (1) für brennbare Flüssigkeiten, wie eines Öltanks, insbesondere eines Großöltanks, wobei der Tank (1) unter Belassung eines Restsumpfes (5), hauptsächlich gebildet von Schlamm und Restflüssigkeit, insbesondere Restöl, geleert 35 wird und Gase aus dem oberhalb des Restsumpfes (5) vorhandenen Gasraum (6) abge saugt und verbrannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Verbrennung der aus dem Gasraum (6) abgesaugten Gase gewonnene Energie dem den Restsumpf (5) bildenden Schlamm und/oder der Restflüssigkeit zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Verbrennung der Gase gewonnene Energie in Form fühlbarer Wärme dem den Restsumpf (5) bildenden Schlamm und/oder der Restflüssigkeit zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie in Form von Heiß- 45 wasser und/oder Dampf dem den Restsumpf (5) bildenden Schlamm und/oder der Rest flüssigkeit zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Verbrennung der Gase gewonnene Energie dem Restsumpf (5) zugeführt so wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Verbrennung der Gase gewonnene Energie dem aus dem Tank (1) abgeleiteten, den Restsumpf (5) bildenden Schlamm und/oder der Restflüssigkeit zugeführt wird. 55 6 AT 414 216 B
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Tank (1) abgeleitete Schlamm und die abgeleitete Restflüssigkeit einer Dekantierung unterworfen werden, wobei Reinflüssigkeit (20), insbesondere Restöl, und sich bildendes Schlammkonzentrat (21) getrennt werden. 5
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während des Absaugens der Gase dem Tank (1) Stickstoff oder ein Stickstoff-Luftgemisch zugeführt wird. io 8. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Tank (1) einer in den Tank (1) mündenden Gas-Absaugleitung (8), die in Höhe oberhalb eines Restölsumpfes (5) in den Tank (1) mündet, einem Gebläse (9) für die Gas-Absaugleitung (8) und einer Brenneinrichtung (11) zum Verbrennen des mittels des Gebläses über die Gas-Absaugleitung (8) abgesaugten Gases, dadurch gekennzeichnet, dass 15 der Brenneinrichtung (11), ein Wärmetauscher (13) zur Erhitzung eines Wärmeträgermedi ums zugeordnet ist, von dem eine das erhitzte Wärmeträgermedium zu einem Wärmetauscher (16, 22) für den den Restsumpf (5) bildenden Schlamm und die Restflüssigkeit führende Leitung (15) ausgeht.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher (22) für den den Restsumpf (5) bildenden Schlamm und die Restflüssigkeit außerhalb des Tanks (1) vorgesehen ist, der über eine Schlamm-Ableitung (17) mit Schlammpumpe (18) mit dem Tank (1) verbunden ist.
10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher (16) für den den Restsumpf (5) bildenden Schlamm und die Restflüssigkeit im Tank (1) vorgesehen ist.
11. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass 30 die erhitzten Schlamm und Restflüssigkeit führende Schlamm-Ableitung (17) in einen Dekanter (19) zur Trennung von Restflüssigkeit (20) und Schlammkonzentrat (21) mündet. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 35 40 45 50 55