DE10084339B4

DE10084339B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Öl aus einer Mischung von Eisblöcken und Wasser

Info

Publication number: DE10084339B4
Application number: DE10084339T
Authority: DE
Inventors: Erkki MYKKÄNEN
Original assignee: SUOMEN YMPAERISTOEKESKUS; Ymparistokeskus Suomen
Current assignee: SUOMEN YMPAERISTOEKESKUS; Ymparistokeskus Suomen
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2020-03-14
Also published as: NO317306B1; FI990540A0; DK200101242A; CA2366220A1; NO20014339L; SE0103000D0; NO20014339D0; DK173913B1; RU2232845C2; US6592765B1; DE10084339T1; CA2366220C; WO2000053488A1; SE0103000L; AU3434500A; SE519607C2; FI990540A; FI106969B

Abstract

Verfahren zum Trennen von Öl aus einer Mischung von Eisblöcken (1) und Wasser, welches ein Drücken der Eisblöcke (1) entlang einer im Wasser vorwärtsbewegten geneigten Ebene unter das Wasser umfasst, welche zumindest teilweise durch einen Stangenrost (3) oder ein Gitter gebildet wird, durch den das Öl aufsteigt, dadurch gekennzeichnet, dass das Öl von den Eisblöcken (1) durch eine Vibration der geneigten Ebene vor und zurück gegen die Eisblöcke (1) getrennt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von Öl aus einer Mischung von Eisblöcken und Wasser gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 5.

Als Folge davon, dass Schiffe an Felsen stoßen, kollidieren oder Maschinen versagen, kann Öl ins Wasser gelangen. Ein Sammeln von Ölaus Wasser ist besonders schwierig, wenn das Wasser teilweise oder vollständig mit Eis bedeckt ist. Die Situation ist besonders schwierig, wenn sich das Öl in einem zerbrochenen Eisfeld befindet, wie beispielsweise in einer Fahrrinne. In diesem Fall befindet sich das Öl nicht nur auf der unteren Oberfläche des Eises, sondern ist auch mit den Eisblöcken und dem abgeriebenen Eis vermischt und bis zu einem gewissen Ausmaß sogar auf der Oberseite des Eises. Ein Sammeln von Öl aus Eisblöcken unter Verwendung der Ausrüstung, welche auf dem Markt verfügbar ist, ist nicht effizient genug gewesen. Der Stand der Technik realisiert eine Fläche mit einem niedrigen Neigungswinkel, welche Eisblöcke unter die Oberfläche des Wassers drückt; im Ergebnis löst sich ein Teil des Öls, und das dispergierte Öl kann durch Verwenden verschiedener Verfahren wieder gewonnen werden.

Die gattungsgemäße Patentveröffentlichung FI 80746 beschreibt eine Vorrichtung an einem Schiff zum Trennen von Öl aus einer Mischung von Eisblöcken und Wasser. Die Vorrichtung ist in Form eines Bugelementes ausgebildet, das eine ebene, geneigte untere Oberfläche aufweist, die teilweise als Stangenrost ausgebildet ist, so dass Einlassöffnungen für Wasser, welches die Ölverunreinigungen enthält, gebildet werden. Wenn sich das Schiff vorwärts bewegt, werden Eisblöcke unter die Oberfläche getaucht und zur gleichen Zeit gewaschen. Gemäß der Veröffentlichung können starke Wasserdüsen ein Waschen verbessern. Der Bug ist ein Teil, das von dem eigentlichen Körper des Schiffes getrennt ist, und er kann angehoben und gesenkt werden, um optimale Antriebsbedingungen zu erzielen.

Die Patentanmeldung FI 73029 beschreibt ein Verfahren zum Sammeln von Öl von einer Wasseroberfläche, welche mit Eis bedeckt ist. Bei dem Verfahren, falls erforderlich, wird Eis in Stücke zerbrochen, welche klein genug sind, dass sie unterhalb der Wasseroberfläche eingetaucht werden können. Öl, welches sich von den eingetauchten Eisblöcken durch Waschen mit Wasser löst, wird wieder gewonnen.

Die Patentschrift US 4,039,454 beschreibt eine Vorrichtung zum Trennen von Öl aus einer Mischung von Eisblöcken und Wasser, welche eine geneigte Ebene umfasst, die die Eisblöcke unter Wasser zwingt. Die Ebene besteht aus einem Gitter, durch welches das Öl emporsteigen kann. Öl wird von den Eisblöcken entfernt, wenn die Eisblöcke unter Wasser getaucht werden.

Die Patentveröffentlichung FI 75014 beschreibt eine Anwendung an Bord eines Schiffes zum Sammeln von Öl aus einer Mischung von Eisblöcken und Wasser. Die untere Oberfläche eines Schiffbugs ist von geringer Neigung, so dass, wenn sich das Schiff vorwärts bewegt, Eisblöcke unter das Wasser getaucht und gleichzeitig durch Wasser gewaschen werden. Die untere Oberfläche der geneigten Ebene umfasst Borsten, welche die oberen Oberflächen der Eisblöcke überstreichen. Die untere Oberfläche der Ebene weist Wassereinlassöffnungen auf, und das Öl steigt in einen Sammelraum auf. Das Wasser, welches aus diesem herausgepumpt wird, wird auf die Eisblöcke geleitet, von welchen das Öl entfernt werden soll.

In den Lösungen des Standes der Technik basiert die Trennung von Öl aus einer Mischung von Eisblöcken und Wasser lediglich auf der Auftriebskraft von Öl in Relation zu Wasser, wenn Eisblöcke unter die Wasseroberfläche gedrückt werden. Dieses Trennungsverfahren ist nicht effizient und die Mehrheit des Öls bleibt an den Eisblöcken haften.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Verfahren und einer gattungsgemäßen Vorrichtung Öl von Eisblöcken deutlich effizienter zu entfernen. Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren und einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Vibration erfolgt vorzugsweise im Wesentlichen in der vertikalen Richtung. Die pochende Bewegung des Stangenrosts treibt nun das Eis nach unten, und die Auftriebskraft des Wassers führt es zu dem Stangenrost zurück. Als Ergebnis der Stöße wird Öl von dem Eis gelöst und steigt zu der Wasseroberfläche oberhalb des Stangenrosts auf, von wo es aufgesammelt werden kann durch Verwenden verschiedener Verfahren.

Die Vorrichtung, die eine geneigte Oberfläche umfasst, welche durch einen Stangenrost oder ein Gitter zum Drücken von Eisblöcken unter Wasser gebildet wird, ist an der Seite oder am Bug des Schiffes befestigt. Wenn das Schiff angetrieben wird, wird eine Bewegung, die das Eis nach unten drückt, erzeugt. Das Öl wird von den Eisblöcken getrennt durch Vibrieren der geneigten Oberfläche, welche durch den Stangenrost gebildet wird. Ein Vibrieren wird vorzugsweise im Wesentlichen in der vertikalen Richtung bewirkt.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

1 das Betriebsprinzip der Vorrichtung, um Öl von Eis zu trennen,

2 eine Seitenansicht einer Vorrichtung und

3 eine Ansicht eines Stangenrosts von unten betrachtet.

Eine Vorrichtung 2 ist entweder lösbar oder fest mit der Seite oder dem Bug eines Schiffes verbunden. Die Vorrichtung 2 ist vorzugsweise derartig verbunden, dass sie abgenommen werden kann, so dass das Schiff auch für andere Zwecke verwendet werden kann. Weiterhin befindet sie sich bevorzugt an der Seite des Schiffs, da die Besatzung die Vorrichtung 2 sehen kann, was die Sicherheit verbessert, und kein gesondertes Personal für das Betreiben der Vorrichtung 2 erforderlich ist.

Wenn sich das Schiff vorwärts bewegt, werden Eisblöcke 1, unter welchen und anhaftend an welchen sich das Öl befindet, unter Wasser entlang einer geneigten Ebene gedrückt, welche durch einen Stangenrost 3 oder ein Gitter gebildet wird. Der Stangenrost 3 ist vorzugsweise in einer solchen Weise geneigt, dass als Ergebnis der Bewegung des Schiffs die Eisblöcke entlang der geneigten Ebene gleiten, und die Ebene sie nicht vor sich schiebt. Eine bevorzugte Neigung beträgt z.B. ungefähr 13 bis 15 Grad. Der Stangenrost 3 ist vorzugsweise aus Stahl oder anderen Materialien hergestellt, die für diesen Zweck geeignet sind.

Der Stangenrost 3 wird durch ein Verfahren, welches per se bekannt ist, vibriert, z.B. durch eine Exzentermasse oder ein Kurbelgetriebe. Der Stangenrost 3 wird in vertikaler Richtung bewegt, wobei eine Schwenkachse 7 die Bewegung seines anderen Endes begrenzt. Die Schwenkachse kann auf der Führungs- oder nachfolgenden Kante der Vorrichtung 2 platziert sein. Die Vorrichtung 2 kann auch vorwärts und rückwärts durch Verwenden linearer Führungen bewegt werden oder eine Vibration kann einen rotierenden Verlauf aufweisen. Eine Vibration wird vorzugsweise im Wesentlichen in der vertikalen Richtung bewirkt, kann aber auch schräg vorwärts oder rückwärts ausgeführt werden.

In einer Ausführungsform, dargestellt durch 2, ist die Schwenkachse 7 so weit vorne wie möglich platziert, so dass ein wesentlicher Betrag der Bewegung des Stangenrosts 3 auf die Wasseroberfläche ausgeübt wird. Eine reziproke Bewegung wird durch eine Zug-Druck-Stange 8 bewirkt, welche in dem hinteren Ende der Vorrichtung 2 befestigt ist, wobei die Stange durch eine Exzentermasse 6 angetrieben wird, welche durch einen geeigneten Antrieb gedreht wird, wie beispielsweise einen elektrischen oder hydraulischen Motor 9. Die Drehgeschwindigkeit und der Hub der Exzentermasse 6 können eingestellt werden. Durch Einstellen der Länge des Hubs kann die Amplitude der Vibration geändert werden, und durch Einstellen der Drehgeschwindigkeit kann die Frequenz der Vibration verändert werden.

Die pochende Bewegung des Stangenrosts 3 treibt die Eisblöcke 1 nach unten, und die Auftriebskraft des Wassers bringt sie zurück in Kontakt mit dem Stangenrost. Als Folge der Stöße wird Öl von den Eisblöcken 1 gelöst und steigt zur Oberfläche des Wassers auf zu einem Sammelraum 4 oberhalb des Stangenrosts 3, von wo das Gemisch durch eine Leitung 5 z.B. zu einer Öl-Trennungseinheit gefördert werden kann, welche vorzugsweise im Inneren des Schiffs platziert ist, so dass es nicht den Beanspruchungen, welche durch Eis und Kälte verursacht werden, ausgesetzt wird. Auf dem Markt gibt es verschiedene Verfahren, die zum Trennen geeignet sind.

Der Stangenrost 3 erlaubt es dem Wasser und Öl, frei nach oben zu driften, hält aber die Mehrheit der Eisblöcke unter sich. Andere Gittertypplatten können auch verwendet werden, vorausgesetzt, dass sie das Gemisch nicht davon abhalten, zu driften.

Die Wahl der Vibrationsrichtung kann das Driften der Eisblöcke unter dem Stangenrost 3 verbessern. Weiterhin kann das Driften der Eisblöcke 1 unter dem Stangenrost 3 z.B. durch Platzieren eines Schaufelrads oder anderer aktiver Eis-Zuführ-Vorrichtungen vor der Vorrichtung 2 verbessert werden.

Das Verfahren und die Vorrichtung sind besonders rentabel in einer Fahrrinne, wo eine Passage für den Verkehr aufgebrochen ist oder in einer durch Schiffsverkehr verursachten Passage. Die Vorrichtung kann auch an einem Eisbrecher befestigt sein, so dass das gleiche Schiff zuerst das feste Eis zerbrechen kann und danach oder zur gleichen Zeit eine Öltrennung von dem Eis ausführen kann durch Verwenden des Verfahrens.

Claims

Verfahren zum Trennen von Öl aus einer Mischung von Eisblöcken (1) und Wasser, welches ein Drücken der Eisblöcke (1) entlang einer im Wasser vorwärtsbewegten geneigten Ebene unter das Wasser umfasst, welche zumindest teilweise durch einen Stangenrost (3) oder ein Gitter gebildet wird, durch den das Öl aufsteigt, dadurch gekennzeichnet, dass das Öl von den Eisblöcken (1) durch eine Vibration der geneigten Ebene vor und zurück gegen die Eisblöcke (1) getrennt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibration im Wesentlichen in der vertikalen Richtung erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibration schräg vorwärts oder schräg rückwärts zur Vertikalen in Bezug auf die Bewegungsrichtung der geneigten Ebene erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Öl, welches als Folge der Vibration entfernt wurde, in einem Sammelraum (4) gesammelt wird und durch eine Öltrenneinheit vom Wasser getrennt wird.
Vorrichtung (2), welche an einem Schiff befestigt ist, zum Trennen von Öl aus einer Mischung von Eisblöcken (1) und Wasser, wobei die Vorrichtung (2) eine geneigte Ebene umfasst, die zumindest teilweise durch einen Stangenrost (3) oder ein Gitter gebildet wird, zum Drücken der Eisblöcke (1) unter das Wasser, während sich das Schiff vorwärts bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) eine Einrichtung zum Vibrieren der den Stangenrost (3) oder das Gitter umfassenden geneigten Ebene vor und zurück gegen die Eisblöcke (1) zum Trennen des Öls von den Eisblöcken (1) umfasst.
Vorrichtung (2) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Vibrieren eine Exzentermasse (6) oder einen Kurbelantrieb aufweist.
Vorrichtung (2) gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) an der Seite oder an dem Bug des Schiffs befestigt ist.
Vorrichtung (2) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) an dem Schiff derartig befestigt ist, dass sie abgenommen werden kann.
Vorrichtung (2) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) fest an dem Schiff befestigt ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiff ein Eisbrecher ist.