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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Behältern,
insbesondere von Tanks, Kessel- und Tankwagen, von brennbaren, flüchtigen oder verdampfbaren
Stoffen unter explosionsgeschützten Bedingungen.
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Es sind bereits Verfahren zum Reinigen von Behältern bekannt, bei
denen die Behälter mittels Waschflüssigkeit, z. B. Wasser, Lauge oder Lösungsmitteln,
gereinigt werden, wobei diese Waschflüssigkeiten in der Regel durch entsprechend
geeignete Einrichtungen, wie z. B. bewegliche, rotierende oder schwenkbare Düsen,
auf die Innenwände des Behälters gesprüht oder gespritzt werden. Solche und ähnliche
Verfahren und Vorrichtungen zur Reinigung von Behältern sind z. B. in DE-PS 1 557
572, DE-PS 1 811 719, DE-AS 2 036 242, DE-OS 2 626 651 und DE-OS 2 645 401 beschrieben.
Bei anderen bekannten Verfahren erfolgt die Reinigung mittels Lösungsmitteldämpfen
oder Wasserdampf.
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Diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß gasförmige Emissionen
nicht ausgeschlossen werden können und die eingesetzten Reinigungsflüssigkeiten
stark verschmutzt werden, so daß aufwendige Nachbehandlungen erforderlich werden,
wie eine nachgeschaltete Abwasserreinigung,
Destillation oder Abfallverbrennung.
Bei der Anwendung von Wasserstrahlwäschen besteht außerdem die Gefahr der elektrostatischen
Aufladung und damit der Entzündung des im Behälter befindlichen brennbaren Gemisches.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Reinigung von Behältern, insbesondere von Tanks, Kessel- und Tankwagen, von
brennbaren flüchtigen oder verdampfbaren Stoffen zu schaffen, das die Nachteile
der bekannten Verfahren ganz oder zumindest weitgehend vermeidet und insbesondere
eine wirtschaftliche Arbeitsweise unter explosionsgeschützten Bedingungen durchzuführen
gestattet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur
Reinigung von Behältern von brennbaren flüchtigen oder verdampfbaren Stoffen, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß die Reinigung des Behälters unter Anwendung von
warmem Intertgas in der Weise durchgeführt wird, daß a) das in einem Verbrennungsofen
durch Verbrennen von Brennstoff mit Luft erzeugte Inertgas über einen Wärmeaustauscher,
in dem dem Inertgas Wärme entzogen wird, und einen Kühler, in dem das Inertgas auf
die erforderliche Temperatur weiter abgekühlt wird, dem zu reinigenden Behälter
zugeführt wird, b) das Intergas durch den Behälter
in geeigneter
Weise hindurchströmt, wobei es mit aus dem Behälter zu entfernenden brennbaren,
flüchtigen oder verdampfbaren Stoffen beladen wird, wonach das so beladene Inertgas
aus dem Behälter in geeigneter Weise abgezogen und im Wärmeaustauscher durch heißes
Inertgas aus dem Verbrennungsofen aufgeheizt und dann über eine Leitung in den Verbrennungsofen
zurückgeführt wird, c) das heiße, beladene Inertgas im Verbrennungsofen mit über
eine Leitung zugeführter Luft und ggf. mit über eine Leitung zugeführtem Brennstoff
vermischt wird und die mit dem Inertgas mitgeführten brennbaren Stoffe, ggf. zusammen
mit zugeführtem Brennstoff, thermisch nachverbrannt werden, und d) das Inertgas
zusammen mit den gebildeten gasförmigen Oxydationsprodukten im Kreislauf entsprechend
den Stufen (a) bis (c) geführt wird, wobei anfallendes Überschußgas über einen Regler
und eine Leitung in die Atmosphäre abgelassen wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine überraschend
einfache Kombination von Reaktionsschritten aus, die sehr effektiv ist und mit einem
relativ geringen apparativen Aufwand durchgeführt werden kann. Der besondere Vorteil
des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Reinigung in einem geschlossenen
Kreislauf mit warmem Inertgas, d. h. in einer explosionssicheren
Atmosphäre,
erfolgt und die mit dem Inertgas ausgetragenen brennbaren Stoffe direkt anschließend
thermisch nachverbrannt werden. Die Inertgaserzeugung und die thermische Nachverbrennung
erfolgen in dem gleichen Verbrennungsofen, wobei die Verbrennungswärme der ausgetragenen
brennbaren Stoffe gleichzeitig zur Erzeugung von Inertgas genutzt wird. Die dabei
auftretende Überschußwärme kann zur Warmluft- oder Warmwassergewinnung genutzt werden,
evtl. auch zur Dampferzeugung oder Wärmeträgeraufheizung.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß unter den angewandten explosionssicheren Bedingungen mit hohen Dämpfebeladungen
des Inertgases gearbeitet werden kann, so daß die mitgeführte Menge an brennbaren
Stoffen im Verbrennungsofen in der Regel zur Unterhaltung der thermischen snachverbrennung
ausreicht.
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Es ist daher normalerweise kein zusätzlicher Brennstoff für die Nachverbrennung
der aus dem Behälter entfernten brennbaren Stoffe und für die Inertgaserzeugung
erforderlich. Diese Einsparung an Brennstoff verbessert ebenfalls die Wirtschaftlichkeit
des erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens.
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In der folgenden Tabelle sind beispielhaft die adiabatischen Temperaturerhöhungen
durch die Dämpfebeladung aufgelistet.
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T a b e l l e Adiabatische Verbrennungstemperaturerhöhung und Rauchgasmengen
in Abhängigkeit von der stündlichen Brennstoffmenge im Trägergasund der Zirkulationsgasmenge
VZ = 44,8 mN3/h VZ = 67,2 mN3/h VZ = 89,6 mN3/h Brennstoffmenge Adiabat.#t VR Adiab.#t
VR Adiab.#t VR kg/h K mN3/h K mN3/h K mN3/h 1 480,9 57,3 337,6 79,7 263,6 102,1
2 770,5 69,9 583,5 92,3 469,6 114,7 3 980,- 82,4 770,6 104,8 634,9 127,2 5 1252,-
107,5 1036,2 129,9 883,9 152,3 8 1484,- 145 1285,6 167,6 1134,- 189,9 10 1581,-
170 1397,7 192,6 1252,1 215,-15 1733,- 233 1581,7 255,4 1454,1 277,7 20 1821 295,7
1693,- 318,- 1581,7 340,5 Gültig für Brennstoff mit 84 Gew % C und 16 Gew % H2 und
Hu = 11630 Wh VZ = Zirkulationsgasmenge (mN3/h) VR = Gesamte Rauchgasmenge einschließlich
VZ Adiabat.#t = Adiabatische Verbrennungstemperaturerhöhung (K)
Ferner
ist das erfindungsgemäße Verfahren sehr umweltfreundlich und betriebssicher, weil
keine schädlichen gasförmigen Emissionen und keine flüssigen Abfälle anfallen.
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Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen
Vorrichtungen wie Verbrennungsofen, Wärmeaustauscher, Kühler, Spülvorrichtung für
das Inertgas im Behälter usw. sind dem Fachmann bekannt und können im Handel erworben
werden. Zur besseren Durchspülung des zu reinigenden Behälters wird das Inertgas
vorzugsweise durch ein Rohrverteilersystem in den Behälter eingeführt, so daß der
Inertgasstrom in zahlreiche Teilströme aufgeteilt wird, die auch entlegenere Teile
des Behälters durchströmen können, wodurch eine raschere und gründliche Reinigung
des Behälters ermöglicht wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine
noch stärkere Aufsättigung des inerten Trägergases dadurch erreicht, daß ein Teil
des aus dem Behälter abgezogenen beladenen Inertgasstroms über eine Beipaßleitung
in den Behälter zurückgeführt wird.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figur, die schematisch eine
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt, weiter erläutert.
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Im Verbrennungsofen 1 erfolgt zunächst durch Verbrennen von Brennstoff
aus Leitung 8 mit Luft aus Leitung 9 die Erzeugung des als Trägergas dienenden Inertgases.
Das heiße Inertgas durchströmt einen Wärmeaustauscher 2, wobei es einen Teil seiner
Wärme zum Aufheizen an das aus dem zu reinigenden Behälter 6 strömende, mit brennbaren
Produktdämpfen beladene inerte Trägergas abgibt. Ferner durchströmt das Inertgas
einen Kühler 3, in dem es mit Luft, Wasser oder einem anderen geeigneten Wärmeträger
auf die gewünschte bzw. zulässige Trägergastemperatur abgekühlt und dann in den
zu reinigenden Behälter 6 eingeführt wird. Hier belädt sich der Inertgasstrom mit
den zu entfernenden Produktdämpfen, nämlich mit brennbaren, flüchtigen oder verdampfbaren
Stoffen.
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Um die Reinigungswirkung zu erhöhen und eine bessere Durchspülung
des Behälters 6 zu erreichen sowie zur Erhöhung der Spülgasbeladung läßt man das
Inertgas vorzugsweise durch ein Rohrverteilersystem 12, z. B. durch eine Rohrspinne,
in den Behälter 6 einströmen. Eine weitere Verbesserung der Aufsättigung des inerten
Trägergases mit den zu entfernenden Produktdämpfen wird in einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß ein Teil des aus dem Behälter
6 abgezogenen beladenen Inertgasstroms über eine Beipaß-Leitung 11 in den Behälter
6 zurückgeführt wird.
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Das mit den brennbaren Dämpfen beladene Inertgas wird mittels des
Gebläses 7 aus dem Behälter 6 abgesaugt und im Wärmeaustauscher 2 durch Übertragung
von Wärme aus dem vom Verbrennungsofen 1 strömenden heißen Inertgasstrom aufgeheizt.
Der aufgeheizte beladene Inertgasstrom tritt anschließend über Leitung 10 in den
Verbrennungsofen 1 ein, wo die thermische Nachverbrennung der mitgeführten brennbaren
Stoffe mit Luft aus Leitung 9 erfolgt, wobei ggf. zur Unterstützung der Nachverbrennung
und zur Erzeugung ergänzender Mengen an Inertgas aus Leitung 8 Brennstoff zugeführt
werden kann.
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Wenn sich während des erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens eine
überschüssige Menge an inertem Trägergas gebildet hat, kann dieses Überschußgas
nach Passieren des Kühlers 3 über eine Zweigleitung und einen Regler 4 sowie Leitung
5 in die Atmosphäre abgelassen werden.
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Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich
durch eine einfache und wirksame Reinigung der Behälter von brennbaren, flüchtigen
oder verdampfbaren Stoffen sowie durch eine wirtschaftlich vorteilhafte Ausnutzung
der auftretenden Wärmemenge aus, wobei ein weiterer Vorteil darin besteht, daß das
erfindungsgemäße Verfahren nicht durch erforderliche Nachbehandlungen des eingesetzten
Reinigungsmittels belastet wird.
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