DE202009007693U1 - Mischeinrichtung für eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser mit Acrolein - Google Patents

Mischeinrichtung für eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser mit Acrolein Download PDF

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Abstract

Mischeinrichtung für eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser mit Acrolein umfassend:
eine Mischdüse (24) mit einem sich in Strömungsrichtung verengenden Einlasskonus (96), der einen Zuleitungsstutzen für den Anschluss einer Druckwasserleitung (22) hat, mit einem sich in Strömungsrichtung erweiternden Auslasskonus (94), der einen Abflussstutzen für den Anschluss einer Zufuhrleitung (29) zur Zufuhr der wässrigen Acroleinlösung von der Mischeinrichtung zu einem Bestimmungsort hat, sowie mit wenigstens einen in einen Unterdruckbereich der Mischdüse (24) mündenden Saugstutzen (30), der mit einer Acroleinlösungs-Zufuhrleitung (34) von einer Reaktoreinrichtung (36, 46) zur Erzeugung einer wässrigen Acroleinlösung verbunden ist, und eine Druckerhöhungspumpe (20), die stromauf von der Mischdüse (24) angeordnet und mit einer Ballastwasser-Zweigleitung (14, 18) verbunden ist, die eine Zweigleitung von eine Hauptballastwasserleitung (2) für einen Teilstrom des Ballastwassers ist, wobei die Leistung der Druckerhöhungspumpe (30) in Abhängigkeit von der Verengung des Einlasskonus (96) der Mischdüse (24) so dimensioniert ist, dass bei Nennleistung der Druckerhöhungspumpe...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung für eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser mit Acrolein.
  • Es ist bereits bekannt, dass Ballastwasser auf Schiffen desinfiziert werden kann durch den Einsatz von Acrolein. Schon eine Zugabe von 5 bis 15 ppm Acrolein zum Ballastwasser können Bakterien, Algen, Zebra-Muscheln und anderen Organismen des Zooplanktons abgetötet und damit kann der Transfer von einem Hafen zum anderen sicher unterbunden werden. Der Vorteil des Acroleineinsatzes ist die Nachhaltigkeit insbesondere gegenüber Larven von Zebramuscheln, und die Tatsache, dass das Acrolein sich nach einigen Tagen von selbst abbaut, d. h. beim Ablassen des Ballastwassers im Zielhafen tritt keine erneute Belastung des Hafenbeckens durch dieses Biozid auf.
  • Diesen Vorteilen steht gegenüber, dass die Handhabung, der Transport und die Lagerung vom reinem Acrolein auf Schiffen nicht durchgeführt werden kann, weil Acrolein eine hochgiftige Flüssigkeit mit Tränengaswirkung darstellt und das Bordpersonal gezwungen wäre, die Handhabung dieses Biozids nur mit vollständiger ABC-Schutzbekleidung und unter Verwendung von Gasmasken durchzuführen.
  • Wässrige Lösungen von Acrolein sind nicht giftig und lassen sich sicher handhaben, jedoch beträgt die Haltbarkeit dieser Lösungen nur wenige Tage, so dass der Einsatz auf Schiffen wegen der logistischen Probleme unmöglich ist.
  • Aus DE-GM 20 2007 004 912 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der das Ballastwasser mittels einer Druckerhöhungspumpe durch eine Wasserstrahlpumpe gepumpt wird und die Unterdruckzone der Wasserstrahlpumpe hydraulisch über ein Stellventil verbunden ist mit einem Reaktionsgefäß, welches außen angebrachte separate Zulauföffnungen für Acroleinacetal, Säure und Hydrolysewasser aufweist. In dem Reaktionsgefäß wird eine wässrige Acroleinlösung erzeugt, die in der Wasserstrahlpumpe dem Ballastwasser zugemischt wird, sodass die Organismen in dem Ballastwasser durch das Acrolein abgetötet werden. Bei der Vorrichtung nach DE-GM 20 2007 004 912 kann Acroleinacetal direkt eingesetzt werden, ohne dass eine Vormischung mit einem Lösungsmittel erforderlich ist. Das gleiche gilt für die als Katalysator eingesetzte Säure, die ohne vorherige Verdünnung mit Wasser in die Vorrichtung dosiert werden kann. Das Hydrolysewasser wird aus dem Bordwassernetz entnommen. Obwohl mit dieser Verrichtung die Probleme der Handhabung, des Transports und der Lagerung vom reinem Acrolein auf Schiffen gelöst werden, gibt es mit zunehmenden Durchsatzanforderungen Probleme hinsichtlich des Wirkungsgrades der Mischeinrichtung.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine im Aufbau einfache Mischeinrichtung für eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser mit Acrolein bereit zu stellen, deren Wirkungsgrad auch bei großen Durchsatzmengen optimiert ist.
  • Zur Lösung der Aufgabe umfasst die erfindungsgemäße Mischeinrichtung für eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser mit Acrolein eine Mischdüse mit einem sich in Strömungsrichtung verengenden Einlasskonus, der einen Zuleitungsstutzen für den Anschluss einer Druckwasserleitung hat, mit einem sich in Strömungsrichtung erweiternden Auslasskonus, der einen Abflussstutzen für den Anschluss einer Leitung zur Zufuhr der wässrigen Acroleinlösung von der Mischeinrichtung zu einem Bestimmungsort hat, sowie mit wenigstens einen in einen Unterdruckbereich der Mischdüse mündenden Saugstutzen, der mit einer Acroleinlösungs-Zufuhrleitung von einer Reaktoreinrichtung zur Erzeugung einer wässrigen Acroleinlösung verbunden ist, und eine Druckerhöhungspumpe, die stromauf von der Mischdüse angeordnet und mit einer Ballastwasser-Zweigleitung verbunden ist, die eine Zweigleitung von eine Hauptballastwasserleitung für einen Teilstrom des Ballastwassers ist, wobei die Leistung der Druckerhöhungspumpe in Abhängigkeit von der Verengung des Einlasskonus der Mischdüse so dimensioniert ist, dass bei Nennleistung der Druckerhöhungspumpe in dem Bereich der Mischdüse zwischen dem Einlasskonus und dem Auslasskonus eine Wasser-Strömungsgeschwindigkeit von 20 bis 25 m/sec zu erreichen ist.
  • Aus den Strömungsgleichungen nach Bernoulli und Venturi ist der Zusammenhang zwischen der Strömungsgeschwindigkeit von Wasser beim Austreten aus einer Verengung, den Dimensionen eine Leitung für die Strömung und dem Druck sowie der Strömungsgeschwindigkeit vor einer Düse bekannt. Daher kann aus den bekannten Dimensionen der Ballastwasserleitung und den Dimensionen der Mischdüse der Druck berechnet werden, der erforderlich ist, damit die Wasser-Strömungsgeschwindigkeit von 20 bis 25 m/sec am Austritt des Einlasskonus erreicht wird. Diese Wasserströmungsgeschwindigkeit des austretenden Wassers bewirkt in vorteilhafter Weise, dass die über die Acroleinlösungs-Zufuhrleitung zugeführte Acroleinlösung plötzlich, das heißt innerhalb von Millesekunden, soweit verdünnt wird, dass das Acrolein in der Lösung bis zu mehreren Tagen stabil bleibt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerhöhungspumpe auf eine Leistung von 45 kW bei einem Durchsatz von 500 m3/h und einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 bis 3 m/sec in einer Zuflussleitung und einer Abflussleitung der Druckerhöhungspumpe ausgelegt ist. Diese Dimensionierung der Druckerhöhungspumpe ist insoweit vorteilhaft, dass ein Hauptballastwasserstrom von ca. 5000 m3/h behandelt werden kann, wenn die Mischeinrichtung einen Durchsatz von 500 m3/h hat.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskonus der Mischdüse einen Konuswinkel zwischen 18 und 22 Grad und er der Auslasskonus der Mischdüse einen Konuswinkel zwischen 9 und 11 Grad aufweist. Diese Bereiche der Konuswinkel für den Einlasskonus und den Auslasskonus sind vorteilhaft in den Fällen, in denen die Wasserströmung einen gewissen Anteil an Festkörperteilchen hat, wie beispielsweise bei Ballastwasser, wobei sich einerseits ein guter Wirkungsgrad der Mischdüse und andererseits eine lange Standzeit der Mischdüse ergibt.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskonus der Mischdüse einen Konuswinkel von 20 Grad und der Auslasskonus der Mischdüse einen Konuswinkel von 10 Grad aufweist. Diese Werte für die Konuswinkel des Einlasskonus und des Auslasskonus haben sich in Versuchen als optimal für den speziellen Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung für eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser mit Acrolein erwiesen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskonus ein Durchmesserverhältnis in Strömungsrichtung von Einlass zu Auslass, d. h. eine Verengung, von etwa 2:1 und der Auslasskonus Durchmesserverhältnis in Strömungsrichtung von Einlass zu Auslass, d. h. eine Erweiterung, von etwa 1:2 aufweist, und dass der Durchmesser des Einlasskonus an seinem Einlass und der Durchmesser des Auslasskonus an seinem Auslass gleich groß ist wie der Durchmesser der angeschlossenen Rohrleitung. Diese Dimensionierung des Einlasskonus und des Auslasskonus in Verbindung mit dem Durchmesser der angeschlossenen Rohrleitung wird zu einem guten Wirkungsgrad einerseits und zu einer möglichst geringen Bauhöhe der Mischdüse andererseits.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mischdüse einen weiteren Saugstutzen hat, der mit einem Tank für einen Zersetzungsbeschleuniger über eine Rohrleitung verbunden ist. Damit kann in vorteilhafter Weise nicht nur die Acroleinlösung sondern auch zusätzlich ein Zersetzungsbeschleuniger in der Mischdüse mit dem von der Druckerhöhungspumpe zugeführten Strömungsmittel zusammengeführt und gemischt werden. Der Anschluss des Tanks für einen Zersetzungsbeschleuniger an die Mischdüse ist ferner vorteilhaft insoweit, als die Zufuhr des Zersetzungsbeschleunigers unabhängig von anderen Funktionen der Mischeinrichtung oder der Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser mit Acrolein erfolgen kann.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlasskonus und dem Auslasskonus ein Zwischenstück vorgesehen ist. Dieser Aufbau der Mischdüse bedeutet, dass die Mischdüse in einer vorteilhaften modularen Technik zusammengesetzt werden kann, so dass Wartung und der Ersatz von Teilen der Mischdüse einfach durchgeführt werden kann.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück den Saugstutzen für die Acroleinlösung und den Saugstutzen für den Zersetzungsbeschleuniger aufweist. Damit werden in vorteilhafter Weise die Acroleinlösung und der Zersetzungsbeschleuniger in den Niederdruckbereich der Mischdüse auf gleicher Höhe eingeführt und mit der Ballastwasserströmung in der Mischdüse vermischt.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Ballastwasser-Zweigleitung eine zur physikalischen Abtrennung von suspendierten Feststoffen des Ballastwasser-Teilstroms dienende Trenneinrichtung vorgesehen ist, die in Strömungsrichtung des Ballastwassers vor der Mischdüse angeordnet ist. Eine derartige Trenneinrichtung sorgt dafür, dass die Standzeit der Druckerhöhungspumpe und die Standzeit der Mischdüse erhöht wird, da das in diesen Baueinheiten fließende Wasser weniger Fremdstoffe enthält und damit weniger Abrieb verursacht.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinheit einen Zentrifugalkraft-Abscheider und/oder einen Schlammfilter aufweist. Zentrifugalkraft-Abscheider, beispielsweise Hydrozykloneinrichtungen, und Schlammfilter können mit dem großen Durchsatz betrieben werden, mit dem in diesem speziellen Anwendungsfall zu rechnen ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen
  • 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer vollständigen Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser mit Acrolein,
  • 2 schematisch die Ringdüse in der Seitenansicht zeigt,
  • 3 schematisch die in eine Ballastwasserrohrleitung eingesetzte Ringdüse zusammen mit der Mischblende zeigt, und
  • 4 schematisch eine Mischdüse für die Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser mit Acrolein.
  • 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser mit Acrolein, bei der die erfindungsgemäße Mischeinrichtung eingesetzt wird. Wie aus 1 zu ersehen ist, fließt ein Hauptballastwasserstrom (Volumen/Zeiteinheit) BW von mit Acrolein zu behandelnden Ballastwassers durch eine Hauptballastwasserleitung 2 zu einer Zufuhreinrichtung, die eine Ringdüse 4 mit einem Düsenring 5 aufweist, an dessen Innenseite eine Vielzahl von unter gleichen Abständen angeordnete Düsenöffnungen 6 vorgesehen sind.
  • Ferner umfasst die Zufuhreinrichtung eine Strömungs-Störeinrichtung, die in Richtung des Hauptballastwasserstroms stromab von der Ringdüse 4 liegt. Die Strömungs-Störeinrichtung kann eine Verengung, eine Strömungsleiteinrichtung oder ein sonstiges Hindernis sein, wodurch der von der Ringdüse kommende Hauptballastwasserstrom verwirbelt und damit vermischt wird.
  • Eine bevorzugte Form der Strömungs-Störeinrichtung ist eine in 1 gezeigte Mischblende 8, durch die das aus der Ringdüse 4 austretende Ballastwasser strömt. Durch die Mischblende 8 wird der freie Querschnitt der Hauptballastwasserleitung 2 verengt, und es wird ein hydraulischer Überdruck vor der Blende 8 erzeugt, der zu einer Turbulenz in der Ballastwasserströmung führt, die zu der schnellen und guten Durchmischung des Hauptballastwasserstroms BW mit einem mit Acrolein vorbehandelten Ballastwasser führt.
  • Durch die Düsenöffnungen 6 fließt gleichzeitig ein Strom (Volumen/Zeiteinheit) BA von mit Acrolein behandeltem Wasser radial nach innen und trifft auf den Hauptballastwasserstrom BW. Die vollständige sofortige Vermischung des Hauptballastwasserstroms BW und des mit Acrolein vorbehandelten Wasserstroms BA mittels der Mischblende 8 liefert als Summe den Ballastwasserabfluss BWB.
  • Die Vorrichtung umfasst ferner eine Zweigleitung 10, die stromab von eine Ballastwasser-Speisepumpe (nicht gezeigt), durch die Ballastwasser in die Ballastwassertanks des Schiffes eingespeist wird, und stromauf von der Zufuhreinrichtung von der Hauptballastwasserleitung 2 abzweigt und durch die der Ballastwasser-Behandlungsvorrichtung ein Ballastwasser-Teilstrom BT zugeführt wird. Die Zweigleitung 10 führt zu einer Trenneinrichtung 12, die zur physikalischen Abtrennung des Schlammanteils bzw. von suspendierten Feststoffen des Ballastwasser-Teilstroms BT dient. Ein Regelventil 14 ist in der Zweigleitung 10 vorgesehen, um die Menge des in die Trenneinrichtung 12 eintretenden Ballastwasser-Teilstroms BT einzustellen. Ein in der Trenneinrichtung 12 abgetrennter Schlammwasserstrom BZ verlässt die Trenneinrichtung 12 über eine Austrittsleitung 16. Die Trenneinrichtung 12 führt eine physikalische Abtrennung von suspendierten Feststoffen aus dem Ballastwassers-Teilstrom BT mittels Zentrifugalkraft und/oder Filtration durch.
  • Der vermittels der Trenneinrichtung 12 vorher physikalisch gereinigte Ballastwasser-Teilstrom BV fließt durch eine Klarwasserleitung 18 zu einem Saugstutzen einer Druckerhöhungspumpe 20. Von der Druckerhöhungspumpe 20 führt eine Druckwasserleitung 22 zu einer Mischdüse 24, um den aus der Druckerhöhungspumpe 20 austretenden, vorher physikalisch gereinigten Wasser-Teilstrom BV einem Zuflussstutzen 26 der Mischdüse 24 zuzuführen, in welcher der Wasser-Teilstrom BV mit wässriger Acroleinlösung gemischt und so verdünnt wird, dass die Acroleinlösung über einen Zeitraum von einigen Tagen stabil bleibt bzw. dass sich das Acrolein in der Acroleinlösung nicht zersetzt.
  • Die Leistung der Druckerhöhungspumpe 20 ist in Abhängigkeit von der Verengung des Einlasskonus der Mischdüse so dimensioniert ist, dass bei Nennleistung der Druckerhöhungspumpe in dem Bereich der Mischdüse zwischen dem Einlasskonus und dem Auslasskonus eine Wasser-Strömungsgeschwindigkeit von 20 bis 25 m/sec zu erreichen ist. Die Druckerhöhungspumpe 20 ist auf eine Leistung von 45 kW bei einem Durchsatz von 500 m3/h und einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 bis 3 m/sec in einer Zuflussleitung und einer Abflussleitung der Druckerhöhungspumpe ausgelegt.
  • Die Mischdüse 24 hat ferner einen Abflussstutzen 28, der über eine Leitung 29 mit der Ringdüse 4 verbunden ist, und zwei Saugstutzen 30, 32. Die Druckerhöhungspumpe 20 ist so ausgelegt, dass über der Mischdüse 24, die als Wasserstrahlpumpe ausgebildet, eine Druckdifferenz von etwas 1 bis 1,5 bar zwischen dem Druck in dem Zuflussstutzen 26 der Mischdüse 24 und dem Druck in dem Abflussstutzen 28 der Mischdüse 24 erzeugt wird, sodass ein Unterdruckbereich in der Mischdüse entsteht, durch den die die Acroleinlösung angesaugt wird.
  • Das Volumen des Wasser-Teilstroms BV ist nahezu gleich der Differenz des von der Pumpe angesaugten Volumens des Wasser-Teilstroms BT minus dem Volumen des von der Trenneinrichtung 12 zur physikalischen Abtrennung von Feststoffen abgeschiedenen Schlammwasserstroms BZ.
  • Der eine Saugstutzen 30 ist über eine Leitung 34 mit einem Schlauchreaktor 36 verbunden, der einen Abflussstutzen 38 und einen Zuflussstutzen 40 aufweist. Der Zuflussstutzen 40 des Schlauchreaktors 36 ist über eine Leitung 42 mit einem Abflussstutzen 44 eines Generators 46 verbunden, der einen Acrolienderivat-Zuflussstutzen 48, einen Spaltkatalysator-Zuflussstutzen 50 and einen Wasser-Zuflussstutzen 52 aufweist.
  • Über den Akroleinderivat-Zuflussstutzen 48 wird dem Generator 46 in Abhängigkeit vom dem Volumen des Wasser-Teilstroms BT ein Volumenstrom A eines Acroleinderivates, vorzugsweise Acroleinacetal, zugeführt. Über den Spaltkatalysator-Zuflussstutzen 50 wird dem Generator 46 in Abhängigkeit von dem Volumenstrom A ein Volumenstrom K eines Spaltkatalysators zugeführt. Über den Wasser-Zuflussstutzen 52 wird dem Generator 46 in Abhängigkeit vom Volumenstrom A ein Reinwasserstrom W zugeführt. In einer an den Wasser-Zuflussstutzen 52 angeschlossenen Reinwasserleitung 54 ist ein Ventil 56 zur Steuerung des Wasserzuflusses vorgesehen.
  • Von dem Wasser-Zuflussstutzen 52 führt eine Zweigleitung 58 zu der Druckwasserleitung 22 und endet dort zwischen der Druckerhöhungspumpe 20 und der Mischdüse 24. Wenn das Ventil 56 in der Leitung 54 geöffnet und das Ventil 60 in der Leitung 58 geschlossen ist, erfolgt die Wasserzufuhr von einer (nicht gezeigten) Reinwasserquelle. Alternativ kann der Generator 46 auch statt mit dem Reinwasserstrom W über die Leitung 58 mit einem Teilstrom des Wasser-Teilstroms BV betrieben werden. Dazu wird das Ventil 56 geschlossen und das Ventil 60 geöffnet.
  • Die im Generator 46 durch Zusammenwirken von Wasser W, Spaltkatalysator K und Acroleinderivat A erzeugte, wässrige Acroleinlösung strömt aus dem Abflussstutzen 44 des Generators 46 in den Zuflussstutzen 40 des Schlauchreaktors 36, wo die Reaktion der Reaktionsbestandteile zu Ende geführt wird. Von dem Abflussstutzen 38 des Schlauchreaktors 46 fließt die wässrige Acroleinlösung durch die Leitung 34 in den Saugstutzen 30 der Mischdüse 32.
  • In der Mischdüse 24 trifft der Volumenstrom der bei dem Saugstutzen 30 zugeführten wässrigen Acroleinlösung mit dem durch den Anschlussstutzen 26 zugeführten, vorher physikalisch gereinigten Wasser-Teilstrom BV zusammen.
  • Der in der Mischdüse 24 entstehende Acroleinhaltige Wasserstrom verlässt die Mischdüse 24 durch den Austrittsstutzen 28 und gelangt über die Leitung 29 in die Ringdüse 4 wo die Vermischung mit dem Hauptballastwasserstrom BW erfolgt.
  • Mit dem Saugstutzen 32 ist über eine Leitung 62 ein Tank 64 für Zersetzungsbeschleuniger verbunden. In der Leitung 62 sind eine Pumpe 66 und ein Absperrventil 68 in dieser Reihefolge zwischen dem Tank 64 und Saugstutzen 32 vorgesehen. Der Tank 64 ist durch die Leitung 63 mit dem Saugstutzen einer Pumpe 66 hydraulisch verbunden. An dem Druckstutzen der Pumpe 66 ist der Zuflussflansch des Absperrventils 68 angebracht. Der Abflussflansch des Absperrventils 68 ist mit dem Flansch des Saugstutzens 32 der Mischdüse 24 verbunden. Somit kann aus dem Tank 64 bei Bedarf mittels der Pumpe 66 über das Ventil 68 durch die Leitung 62 Zersetzungsbeschleuniger zu dem Vakuum-Stutzen 32 zudosiert werden.
  • Wie aus 2 ersichtlich ist, besteht der Düsenring 5 der Ringdüse 4 aus einem inneren Rohrabschnitt 70, der auf seinem Umfang mit mehreren Düsenöffnungen 6 versehen ist, sowie einem äußerem Rohrabschnitt 72 und zwei Flanschringen 74 und 76 gebildet ist. Die Flanschringe 74 und 76 sind zwischen dem inneren Rohrabschnitt 70 und dem äußeren Rohabschnitt 72 flüssigkeitsdicht eingeschweißt. In die Flanschringe 74 und 76 sind Stehbolzen 78 eingesetzt, die Gewinde haben, damit mit Hilfe von Muttern 79 (4) ein leichter Einbau in bestehende Ballastwasserleitungen erfolgen kann.
  • Wie aus 3 ersichtlich ist, ist die Ringdüse 4 durch die Stehbolzen 78 und die Muttern 79 direkt an Anschlussflanschen 80, 82 der Hauptballastwasserleitung 2 so angeschlossen, dass die Mischblende 8 in Flussrichtung des Hauptballastwasserstroms BW hinter den Düsenöffnungen liegt. Zwischen der Ringdüse 4 und den Anschlussflanschen 80, 82 sind Flachdichtungen 84, 86 vorgesehen. Zwischen der Ringdüse 4 und dem Anschlussflansch 80 der Hauptballastwasserleitung 2 ist die Mischblende 8 angeordnet und über zwei Flachdichtungen 88, 90 abgedichtet. Die Mischblende 8 wird beim Anziehen der Muttern 79 an den Stehbolzen 78 einfach eingeklemmt. Somit ergibt sich ein einfacher Anschluss der Ringdüse 4 in die auf dem Schiff vorhandenen Ballastwasserleitungen.
  • 4 zeigt schematisch eine Mischdüse 24. Die Mischdüse 24 umfasst einen Auslasskonus 94 und einen Einlasskonus 96 sowie ein Zwischenstück 98, das zwischen einem Flansch 100 an dem Auslassende des Einlasskonus 96 und einen Flansch 102 am Eintrittsende des Austrittskonus 94 angeordnet ist. Die Flansche 100, 102 und das Zwischenstück 98 sind, wie in 4 dargestellt ist, miteinander durch Schrauben 104 und Muttern 106 verschraubt. Der Einlasskonus 96 weist die Einlassmündung 26 für Ballastwasser auf, und der Auslasskonus 94 weist die Auslassöffnung 28 auf. Die Saugstutzen 30 und 32 in dem Zwischenstück 98 dienen zum Anschluss der Leitung 34 für Acroleinlösung bzw. der Leitung 62 für Zersetzungsbeschleuniger.
  • Wie in 4 gezeigt ist, hat der Einlasskonus 96 einen Öffnungswinkel von 20°, und der Auslasskonus 94 hat einen Öffnungswinkel von 10°. Der Einlasskonus 96 der Mischdüse 24 hat ein Durchmesserverhältnis in Strömungsrichtung S von Einlass zu Auslass, das heißt eine Verengung des Durchtrittsquerschnitts, von etwa 2:1 und der Auslasskonus hat ein Durchmesserverhältnis in Strömungsrichtung S vom Einlass zum Auslass, das heißt eine Erweiterung der Durchtrittsfläche, von etwa 1:2. Der Durchmesser des Einlasskonus 96 an seinem Einlass 26 und der Durchmesser des Auslasskonus 94 an seinem Auslass 28 ist gleich groß wie der Durchmesser der angeschlossenen Rohrleitung für Ballastwasser. Wenn die Druckerhöhungspumpe 20 auf 45 kW ausgelegt ist, wird, wenn die Druckerhöhungspumpe 20 bei ihrer Nennleistung arbeitet, bei einem Durchschnitt von 500 m3/h und einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 bis 3 m/sec die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit von 20 bis 25 m/sec am Auslassende des Einlasskonus 96 erreicht.
  • Der Einlasskonus 94 ist über einen Flansch 98 mit der Zufuhrleitung 29 zu der Ringdüse 4 verbunden. Der Einlassstutzen 96 ist über einen Flansch 110 mit der Leitung 18 für die Zufuhr von Ballastwasser verbunden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 202007004912 [0005, 0005]

Claims (10)

  1. Mischeinrichtung für eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser mit Acrolein umfassend: eine Mischdüse (24) mit einem sich in Strömungsrichtung verengenden Einlasskonus (96), der einen Zuleitungsstutzen für den Anschluss einer Druckwasserleitung (22) hat, mit einem sich in Strömungsrichtung erweiternden Auslasskonus (94), der einen Abflussstutzen für den Anschluss einer Zufuhrleitung (29) zur Zufuhr der wässrigen Acroleinlösung von der Mischeinrichtung zu einem Bestimmungsort hat, sowie mit wenigstens einen in einen Unterdruckbereich der Mischdüse (24) mündenden Saugstutzen (30), der mit einer Acroleinlösungs-Zufuhrleitung (34) von einer Reaktoreinrichtung (36, 46) zur Erzeugung einer wässrigen Acroleinlösung verbunden ist, und eine Druckerhöhungspumpe (20), die stromauf von der Mischdüse (24) angeordnet und mit einer Ballastwasser-Zweigleitung (14, 18) verbunden ist, die eine Zweigleitung von eine Hauptballastwasserleitung (2) für einen Teilstrom des Ballastwassers ist, wobei die Leistung der Druckerhöhungspumpe (30) in Abhängigkeit von der Verengung des Einlasskonus (96) der Mischdüse (24) so dimensioniert ist, dass bei Nennleistung der Druckerhöhungspumpe (20) in dem Bereich der Mischdüse (24) zwischen dem Einlasskonus (96) und dem Auslasskonus (94) eine Wasser-Strömungsgeschwindigkeit von 20 bis 25 m/sec zu erreichen ist.
  2. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerhöhungspumpe (20) auf eine Leistung von 45 kW bei einem Durchsatz von 500 m3/h und einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 bis 3 m/sec in einer Zuflussleitung und einer Abflussleitung der Druckerhöhungspumpe (20) ausgelegt ist.
  3. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskonus (96) der Mischdüse (24) einen Konuswinkel zwischen 18 und 22 Grad und er der Auslasskonus (94) der Mischdüse (24) einen Konuswinkel zwischen 9 und 11 Grad aufweist.
  4. Mischeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskonus (96) der Mischdüse (24) einen Konuswinkel von 20 Grad und der Auslasskonus (94) der Mischdüse (24) einen Konuswinkel von 10 Grad aufweist.
  5. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskonus (96) ein Durchmesserverhältnis in Strömungsrichtung von Einlass zu Auslass, d. h. eine Verengung, von etwa 2:1 und der Auslasskonus (94) Durchmesserverhältnis in Strömungsrichtung von Einlass zu Auslass, d. h. eine Erweiterung, von etwa 1:2 aufweist, und dass der Durchmesser des Einlasskonus (96) an seinem Einlass und der Durchmesser des Auslasskonus (94) an seinem Auslass gleich groß ist wie der Durchmesser der angeschlossenen Rohrleitung.
  6. Mischeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischdüse (24) einen weiteren Saugstutzen (32) hat, der mit einem Tank (64) für einen Zersetzungsbeschleuniger über eine Rohrleitung (62) verbunden ist.
  7. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlasskonus (96) und dem Auslasskonus (94) ein Zwischenstück (98) vorgesehen ist.
  8. Mischeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (98) den Saugstutzen (30) für die Acroleinlösung und den Saugstutzen (32) für den Zersetzungsbeschleuniger aufweist.
  9. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ballastwasser-Zweigleitung (14) eine zur physikalischen Abtrennung von suspendierten Feststoffen des Ballastwasser-Teilstroms dienende Trenneinrichtung (12) vorgesehen ist, die in Strömungsrichtung des Ballastwassers vor der Mischdüse (24) angeordnet ist.
  10. Mischeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinheit (12) einen Zentrifugalkraft-Abscheider- und/oder einen Schlammfilter aufweist.
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