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Verfahren zur Verrirlgerung der Explosionsw gefahr bei der Spritzwasser-Reinigung
von Öltanks Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, mit dem die
Explosionsgefahr bei der Spritzwasser-Reinigung von Öltanks, insbesondere von Öltanks
auf Tankschiffen, auf ein Minimum reduziert werden kann.
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Es ist bekannt, daß die in Öltanks nach dem Entladen zurückbleibenden
Öl- und Bitumenrückstände durch Ausgasen
flüchtiger Kohlenwasserstoffe
explosible Gas-Luftgemische bilden können. Ein leerer, jedoch nicht von derartigen
Rückständen gereinigter Tankraum, wie der Tankraum eines gelöschten Tankschiffes,
stellt daher eine außerordentliche Gefahrenquelle dar.
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Obwohl die Tankreinigung aus diesem Grunde sehr wichtig ist, haben
sich gerade bei der allgemein üblichen Spritzwasser-Reinigung, d.h. der Reinigung
des Tanks mit heißem Wasser, das mit scharfem Strahl gegen die Tankwände gespritzt
wird, häufig sehr heftige Explosionen ereignet.
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Verursacht werden diese Explosionen in den Tankräumen bei der Spritzwasser-Reinigung
durch die beim Aufprall des Wassers auf die Tankwände entstehenden Nebelwolken (Aerosolbildung)
und durch die damit verbundene Trennung elektrischer Ladungen; die positive bzw.
negative Aufladung der gebildeten Flüssigkeitströpfchen ist als sogenannte Wasserfall-Elektrizität
bekannt.
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Während die größeren Tropfen im Schwerefeld relativ schnell sedimentieren
und damit die elektrische Ladung am Schiffsboden neutralisieren, bleiben die kleinen
Nebeltröpfchen relativ lange in der Schwebe, so daß sich mit den Nebelwolken sogenannte
Raumlandungswolken ausbilden können. Dies führt dazu, daß sich in den riesigen Öltanks
von Tankschiffen Wolken mit überwiegend
positiver oder überwiegend
negativer Ladung ausbilden, die miteinander oder mit den Tankwänden in Kontakt kommen
und sich in einer Art Mikrogewitter entladen. Die dabei auftretenden Blitze sind
in der Lage, das zündfähige Luft-Kohlenwasserstoff-Gemisch zur Explosion zu bringen.
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Als Maßnahme zur Verringerung der Explosionsgefahr bei der Spritzwasser-Reinigung
ist bisher nur bekannt, bei den Reinigungsvorgängen äußerst vorsichtig zu verfahren
und häufig Beruhigungspausen einzulegen, während denen die Nebelwolken sedimentieren
und sich die Ladungen teilweise ausgleichen können. Dadurch wird jedoch der gesamte
Reinigungsvorgang zeitraubend und damit kostspielig.
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Außerdem läßt sich auf diesem bekannten Weg die Explosionsgefahr nur
in ungenügendem Maße verringern.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Explosionen bei der
Spritzwasser-Reinigung von Öltanks zu vermeiden oder zumindest die Gefahr solcher
Explosionen auf ein Minimum zu reduzieren. Dabei soll gleichzeitig erreicht werden,
daß der Reinigungsvorgang weniger vorsichtig, ohne Unterbrechungen und somit schneller
und mit geringeren Kosten durchgeführt werden kann.
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Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe durch ein Verfahren
gelöst
werden kann, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß die bei der Spritzwasser-Reinigung
in dem Tankraum entstehenden Nebelwolken mit Hilfe von Schall- oder Ultraschallsender
intensiv beschallt werden. Durch die Schalleinwirkungkoagulieren die Nebelwolken
in kurzer Zeit und die sich bildenden größeren Wassertröpfchen werden durch Gravitation
schnell niedergeschlagen, wodurch sich wiederum die elektrische Raumladung in dem
Tankraum in kurzer Zeit abbaut. Selbst bei vergleichsweise hohem Reinigungstempo
können nunmehr nur noch elektrische Raumladungen mit einem hinsichtlich der Explosionsgefahr
unkritischen Wert entstehen.
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Als Schall- oder Ultraschallsender können Hochleistungspfeifen oder
Sirenen verwendet werden.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung wird die Schallfrequenz
der Schall- oder Ultraschallsender so ausgewählt oder eingestellt, daß sich bei
Berücksichtigung der Tropfenverteilung der Nebelwolken und der Halleigenschaften
des Tankraumes eine optimale Koagulation der Nebelwoken im diffusen Schallfeld ergibt.
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Die Beschallung der Nebelwolken in dem Tankraum wird vorteilhafterweise
sowohl während als auch nach der Spritzwasser-Reinigung vorgenommen.
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Ferner ist bei der Durchführung des erflndullgsgemäZen Veifahrens
vorgesehen, die Schallintensitaft des diffusen Schallfeldes bei konstanter eingestrahlter
akustischer Leistung zu messen, daraus die mittlere Nebeldichte inl Tankraum zu
ermitteln und damit die erforderliche Beschallungsdauer bis zur ausrcictienden Koagulation
der Nebelwolken abzuleiten.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Erläuterung
hervor.
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Der Vorgang der akustischen Koagulation beruht auf dem unterschiedlichen
Mitschwingen großer und kleiner Trimpfchen in einem schallerfüllten Trägermedium
(Luft) und den daraus resultierenden aero-dyiiamischen Wechselwirkungskräften, die
zu einer Anziehung benachbarter mit unterschiedlicher Amplitude schwingender Tröpfchen
führen.
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Große Tropfen (Einfänger) bleiben aufgrund ihrer Trägheit gegenüber
den schwingenden Luftmolekulen praktisch in Ruhe, während kleine Tröpfchen an der
Bewegung der Luftmolekule voll teilnehmen. Dazwischen besteht wie bei Relaxationsvorgängen
ein Obergangsgebiet von Tröpfchen, die je nach Durchmesser mehr oder weniger stark
von der Schwingung erfaßt werden.
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Je nach der Häufigkeitsverteilung der auftretenden Tröpfchen
lassen
sich optimale Frequenzen - meist im Bereich zwischen 1 kllz und 30 kHz - berechnen,
die für die Koagulation besonders gut geeignet sind.
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Um in Tankräumen mit bis zu 35 000 m3 Fassungsvermögen mit einem technisch
vertretbaren Aufwand den gesamten nebelgefüllten Raum mit einem Schallpegel von
mindestens 120 dB zu erregen, muß man sich die Hallraum-Eigenschaften des leeren
Tankraumes zunutze machen. Durch den Einsatz mehrerer Hochleistungs-Schallpfeifen
oder -sirenen, die für den vorgesehenen Anwendungsfall bezüglich Frequenz und abgegebener
Schalleistung optimiert werden können, läßt sich der Hallraum nach einer gewissen
Einschwingzeit mit einem diffusen Schallfeld der erforderlichen Intensität füllen.
Der Leistungsverlust durch Abstrahlung der schallharten Tankwände wird vom Pfeifen-
bzw. Sirenenaggregat aufgebracht. Eine Lärmbelästigung kann bei geschlossenen Tankdeckeln
auf ein zumutbares Maß reduziert werden.
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Die Schall sender (Pfeifen bzw. Sirenen) können durch die gleichen
Luken in den Tankraum eingeführt werden, durch die die Wasserzuführung für die Reinigungsdüsen
erfolgt. Bei vorgegebener eingestrahlter Schallenergie des Pfeifen- bzw. Sirenenggregatskann
die Intensität des diffusen Schallfeldes bei entsprechender Eichung als Maß für
die Nebeldichte im Tankraum benutzt werden.