DE19952728A1

DE19952728A1 - Verfahren zur Bergung von hochviskosen thixotropen Produkten

Info

Publication number: DE19952728A1
Application number: DE1999152728
Authority: DE
Inventors: Helmut Gorke; Ronald Gorke
Original assignee: OMROS GES fur UMWELTDIENSTE M
Current assignee: OMROS GES fur UMWELTDIENSTE M
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2001-05-10

Abstract

Verfahren zur Bergung von hochviskosen Produkten mit thixoropen Verhalten, insbesondere solchen, die als Rückstände oder Abfallstoffe in der chemischen Industrie, der Mineralölindustrie und der Karbochemie anfallen und in Deponien, Gruben oder anderen offenen oder abgedeckten bzw. geschlossenen Lagerstätten und Einrichtungen, wie Tanks u. a., zwischengelagert sind, indem in das zu bergende Produkt eine Pumpe (1) mit vorzugsweise einem Brecher (3) und bzw. oder einem Wellensender (4) oder einem Rührer (5) zur Brechung des thixotropen Zustandes des zu bergenden Produktes eingebracht wird, wodurch die Bergung ohne Zusatz eines Verflüssigungsmittels oder einer Produkterwärmung über die Bergepumpe (1) und Leitungen (2) aus der Deponie (10) in einen Lagerbehälter möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bergung von hochviskosen thixotropen Produkten, insbesondere solchen, die als Rückstände oder Abfallstoffe in der chemischen Industrie, in der Mineralöl- oder karbochemischen Industrie anfallen und in Deponien, Gruben oder anderen offenen oder abgedeckten Lagestätten und Einrichtungen zwischengelagert sind.

In vielen Bereichen der Wirtschaft, insbesondere in der chemischen und karbochemischen Industrie, fallen erhebliche Mengen hochviskoser thixotroper Produkte, insbesondere kohlenwasserstoff- und teerhaltige Produkte und Rückstände an, die in vielen Fällen in Deponien, Gruben, Behältern oder ähnlichen Lagerstätten deponiert werden. Insbesondere stellen dabei die in offenen Deponien oder anderen offenen Lagestätten zwischengelagerten Rückstände und Abfallstoffe eine starke Belastung der Umwelt dar, sodaß ein Abbau der in solchen Deponien und Lagerstätten liegenden zähen bis festen sich thixotrop verhaltende Massen unter ökologischen Gesichtspunkten bei einer gleichzeitig möglichst wirtschaftlichen Verwertung dringend erforderlich ist.

Zur Bergung hochviskoser Produkte aus Deponien sind eine Reihe von Verfahren bekannt geworden. Als konventionelle Entnahmetechniken sind Tieflöffel- oder Greiferbagger bekannt, die bei geringer Flächenausdehnung der Deponie von Land oder bei größerer Flächenausdehnung auf Pontons betrieben werden. Diese Verfahren können jedoch nur dann angewendet werden, wenn bei der Bergung keine oder nur geringe Emissionen durch die zu bergenden Produkte zu erwarten sind und pastöse Bergungsprodukte eine bestimmte Konsistenzgrenze nicht überschreiten. Verfahren bei denen die Deponie bzw. das Becken mit Hilfe von Spundwänden in Sektionen eingeteilt wird, aus denen das zu fördernde Gut dann mit Hilfe eines Baggers entnommen werden kann, sind mit einem außerordentlich hohen Kostenaufwand zum Aufbau der Spundwände und beim Errichten der Pontons zur Aufnahme der Bergungsgeräte verbunden. Darüber hinaus erfordern Niederschläge eine ständige Abdeckung der abgetrennten Sektionen. Bei hochviskosen bis festen Deckschichten sind Pontons nicht verwendbar.

Von der Firma P+P-Gerätetechnik GmbH Stuttgart wird ein Verfahren zur Förderung und Gewinnung von hochviskosen zähflüssigen Produkten aus Deponien vorgeschlagen, bei dem ein Ultraschallsender von einem Ponton aus in die Deponie eingebracht wird. Gleichzeitig werden zur Verdünnung des zu fördernden Produktes auf 1 Teil Produkt 10 Teile Wasser unmittelbar am Ultraschallsender zugeführt. Die Energie der Ultraschallwellen soll durch eine Homogenisierung der Kohlenwasserstoffe mit dem Wasser zu einer Suspension führen. Diese Suspension wird mittels einer Pumpe abgepumpt und einer Wasseraufbereitungsanlage zugeführt, um die Kohlenwasserstoffe aus dem Wasser zu entfernen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist die schwierige technische Handhabbarkeit der Ultraschalltechnik in einem offenen System, wie einem Deponiekörper, und der außerordentlich hohe Aufwand zur Aufarbeitung der enstehenden Emulsion. Darüber hinaus ist die Anwendung dieses Verfahrens bei gasenden Produkten nicht möglich.

In der DE-OS 44 38 269 wird ein Verfahren beschrieben, mit dessen Anwendung sowohl hochviskose Kohlenwasserstoffprodukte, Säureharze und Säureteere ohne aktivierende Säuren als auch Säureharze und Säureteere mit aktivierenden konzentrierten Säuren aus Deponien, Gruben oder anderen offenen oder abgedeckten Lagerstätten geborgen werden können. Dabei ist es erforderlich, in das zu bergende Produkt mindestens 5 Ma.-% viskositätsminderndes Zusatzmittel einzubringen, um eine gut pumpfähige Konsistenz des zu bergenden Produktes zu erreichen. Als Zusatzmittel werden flüssige Kohlenwasserstoffgemische oder Wasser zur Anwendung gebracht. Der Einsatz von Zusatzmittel, der im Bedarfsfall bis zu 95 Ma.-% betragen kann, belastet dabei die Ökonomie des Verfahrens.

In der Praxis ist für den Anfahrprozeß auch bereits die Verwendung von heißem Wasser mit Teillösung der hochviskosen Bergeprodukte versucht worden, wobei nach einer gewissen Zeit die Umschaltung auf eine Kreislauffahrweise mit aufgeheiztem Bergeprodukt vorgenommen wird. Nachteilig bei diesem Verfahren ist es, daß am Ort der Bergung die entsprechende Wärme vorzugsweise in Dampfform vorhanden sein und das Wasser für den Prozeß wieder aus dem Bergeprodukt entfernt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem hochviskose bis feste Produkte mit einem thixotropen Verhalten, insbesondere solche, die als Rückstände oder Abfallstoffe in der chemischen Industrie oder in der Karbochemie anfallen und die keine aktivierenden konzentrierten Säuren enthalten und in Deponien, Gruben oder anderen offenen oder abgedeckten Lagestätten und Einrichtungen zwischengelagert sind, geborgen werden können. Dabei sollen die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Dabei wird mit einer Bergepumpe 1, vorteilhaft mit einem an der Pumpenwelle angebrachten Brecher 3, die im zu bergenden Gut so angeordnet ist, daß die über der Pumpe stehende Produktsäule einen statischen Druck auf die Pumpe ausübt, der unterstützend auf die Saugleistung wirkt, sodaß die thixotrope Struktur des zu bergenden Produktes D überwunden und das Bergegut D, AP durch den Unterdruck der Pumpe angesaugt und über Leitungen 2 in einen Lagerbehälter gefördert wird. Die Zerkleinerung von im geförderten Produkt mitgeführten Fremdstoffen und Klumpen erfolgt zweckmäßig nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft durch eine geeignete Zerkleinerungseinrichtung 6. Zur Sicherung einer guten Qualität des autbereiteten und geförderten Produktes AP ist vor dessen Einlagerung in den Lagerbehälter eine Reinigungsstufe 8 angeordnet. Um den Lager- und den Transportprozeß zu verbessern ist es erforderlichenfalls zweckmäßig, eine Aufwärmung des Produktes über einen Wärmeüberträger 7 vorzunehmen. Auch können die im Verfahren verwendeten Rohleitungen 2 und Armaturen zur Sicherung eines ungestörten Verfahrensablaufes beheizbar ausgestaltet werden. Zur Begünstigung des Zufließens des zu bergenden Produktes aus der Lagerstätte 10 in die Bergepumpe 1 hat sich die Anwendung einer stufenlos regelbaren Bergepumpe 1 und die Anwendung von Rührern 5 und bzw. oder durch Wellensender 4 erzeugte Schallwellen erfindungsgemäß als vorteilhaft erwiesen.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist es bei der Bergung von hochviskosen bis festen Produkten mit thixotropem Verhalten möglich, auf fremde Verdünnungs- und Verflüssigungsmittel zu verzichten sowie für die Bergung der Produkte keine Aufwärmung und keine Kreislauffahrweise vorzunehmen, wodurch der Bergungsprozeß gegenüber dem Stand der Technik technologisch einfacher gestaltet werden kann und gleichzeitig der Ökonomie der Verfahrens verbessert wird.

Die Erfindung soll anhand der Fig. 1 durch drei Ausführungsbeispiele

1. eine Technologie zur Bergung von Teerrückständen aus einer offenen Deponie
2. eine Technologie zur Bergung von Destillationsrückstand aus einer Ablagerung
3. eine Technologie zur Bergung von stichfestem Harz aus einer Deponie

näher erläutert werden.

Beispiel 1

Aus einer Deponie 10 sind breiige bis stichfeste Teerrückstände mit Thixotropieeffekt flüssig zu bergen. Über dem Teerrückstand hat sich durch Wettereinflüsse eine Wasserschicht 9 von 2,1 m Höhe eingestellt. Die Mächtigkeit des mit 35% Feststoffen behafteten Teerrückstandes in der Deponie 10 beträgt 7,5 m. Durch eine geeignete Vorrichtung, im Anwendungsfall über eine Bergeschiene, wird eine mit flexiblen Druckschläuchen versehene Bergepumpe 1 durch die Wasserschicht 9 3,5 m in den Teerrückstand D eingefahren. Die über einen Frequenzregler stufenlos gesteuerte Bergepumpe 1 wird mit geringer Drehzahl (10%) angefahren. Der durch über dem Saugstutzen der Bergepumpe 1 anstehende statische Druck von über 0,5 bar und den durch die Bergepumpe 1 erzeugten Unterdruck von ca. 0,6 bar, wird die durch den Thixotropieeffekt entstehende Zusammenhaltekraft überwunden und das Bergeprodukt D beginnt zur Bergepumpe 1 zu fließen. Bei einer kontinuierlichen Bergemenge von 12 m/h setzt sich systematisch über die gesamte Deponie 10 der zerstörende Effekt der Thixotropie durch, sodaß sich über eine große Fläche die Absenkung sichtbar erkennen läßt. Der ursprünglich stichfeste Teerrückstand der Deponie 10 hat nach der Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens nach der Bergung eine Viskosität von 200 mm/s bei 25°C. Um eine erneute Erstarrung im Zwischenlager zu vermeiden, wird das Bergeprodukt D im Wärmeübertrager 7 auf 60°C aufgeheizt. Durch Zuschaltung des Macerators 6 und des Filters 8 sind die geforderten Teerqualitäten erreichbar.

Beispiel 2

In einem Becken 10 wird ein feststoffreicher Destillationsrückstand D, der bei 20°C eine kinmatische Viskosität von 8500 mm/s aufweist und sich thixotrop verhält. Über dem 4 m mächtigen abgelagerten Destillationsrückstand wurde eine Feststoffdecke 9 von 1 m aufgebracht, um die Geruchsbelastung durch die Ablagerung zu minimieren. Mit Hilfe einer Bergeschiene wird die Bergepumpe 1, die mit flexiblen Druckschläuchen versehen ist, durch die Feststoffabdeckung 9 in den Destillationsrückstand ca. 2,5 m tief eingefahren, ohne die Feststoffabdeckung 9 zu beseitigen. Die stufenlos geregelte Bergepumpe 1 ist am Saugstutzen mit einer Thixotropie-Bechervorrichtung 3 versehen, die mit dem Rotor direkt gekoppelt ist und in das Produkt D hinein ragt. Die Bergepumpe 1 wird mit einer niedrigen Drehzahl von ca. 20% der Nenndrehzahl angefahren. Durch den Brecher 3, der statischen Drucksäule und der Saugleistung der Bergepumpe 1 wird die Thixotropie des Destillationsrückstandes überwunden. Das Produkt D wird pumpbar, es hat eine kinematische Viskosität von 980 mm/s. Zur Reinigung des Produktes D wird dieses im Wärmeübertrager 7 auf 85°C aufgewärmt und der Filtereinrichtung 8 zugeführt. Die Bergeleistung beträgt 8 t/h.

Beispiel3

In einer Deponie 10 wird ein hochviskoses Harz D mit einer kinematischen Viskosität von 9900 mm/s gelagert. Über dem Harz D hat sich eine Wasserschicht von ca. 2,5 m Höhe gebildet. Die Bergevorrichtung mit der Bergepumpe 1 wurde über ein hydraulisch gesteuertes Hebelsystem in das Harz ca. 2 m tief eingefahren. Die frequenzgesteuerte Bergepumpe 1 fördert die mit Hilfe der Schallwellenvorrichtung 4 und unterstützt durch den Rührer 5 verflüssigten Harzmassen. Mit Veränderung der Pumpendrehzahl wird das Bergesystem gesteuert. Nach Einstellung der optimalen Parameter wurde eine Leistung von 12 t/h erreicht. Die Reinigung des flüssigen Harzes erfolgt nach Aufwärmung des Produktes D auf 75°C im Wärmeübertrager 7 über die Zentrifuge 8.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

Bergepumpe

2

Leitung

3

Brecher

4

Wellensender

5

Rührer

6

Macerator

7

Wärmeübertrager

8

Filter/Zentrifuge

9

Wasserschicht/Feststoffabdeckung

10

Deponie
AP Aufbereitetes Produkt
D Zu bergendes Produkt

Claims

1. Verfahren zur Bergung hochviskoser Produkte mit thixotropen Eigenschaften aus Deponien, Behältern, Gruben oder anderen offenen oder abgedeckten Lagerstätten und Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einer Bergepumpe (1) ausgerüstete Vorrichtung in das zu bergende Produkt so eintaucht, daß mittels der Bergepumpe (1) im Innern des zu bergenden Produktes (D) die Thixotropie des unmittelbar zu fördernden Produktes durch die Saugwirkung der Bergepumpe (1) und den über der Bergepumpe (1) wirkenden statischen Druck der Produktsäule ohne die Thixotropie der Produktsäule selbst zu zerstören überwunden, in der Bergepumpe (1) völlig aufgehoben und das flüssig gewordene und durch die Bergepumpe (1) geförderte Produkt über eine Leitung (2) abtransportiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Thixotropiezerstörung des Produktes durch einen an der Pumpenwelle angeordneten Brecher (3) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Thixotropiezerstörung des Produktes durch einen hochfrequenten Wellensender (4) erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Thixotropiezerstörung des Produktes durch einen vor oder neben der Bergepumpe (1) angeordneten Rührer (5) erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bergepumpe (1) drehzahlgeregelt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerung von Fremdstoffen und Klumpen durch eine Zerkleinerungseinrichtung (6) erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entfernung von Fremdstoffen eine Reinigungsstufe (8) nachgeschaltet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwärmung des zu bergenden Produktes durch einen Wärmeübertrager (7) erfolgt.