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Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von mit Kohlenwasser-
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stoffen und insbesondere öl bzw. Derivaten hiervon verschmutzten Feststoffteilchen
~ Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von mit Kohlenwasserstoffen
und insbesondere öl bzw. Derivaten hiervon verschmutzten Feststoffteilchen, wie
Sand, Kies, Erdreich, Schlamm oder dergleichen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
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Reinigungsverfahren und Vorrichtungen dieser Art, insbesondere solche,
die im Bedarfsfalle am Ort des Verschmutzungsanfalles eingesetzt werden können,
sind bisher nicht bekannt. Mit öl-oder Kohlenwasserstoffverbindungen verschmutzte
Feststoffteilchen werden daher heute in Müllverbrennungsanlagen unter Zumischung
von Hausmüll verbrannt oder in Behältnissen auf Sondermülldeponien verwahrt.
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Bei der Verbrennung unter Zumischung von Hausmüll entsteht als Abfallprodukt
eine mit Ruß- und Rückstandspartikeln aus dem öl versetzte Schlacke, deren Lagerung
auf offenen Deponien in größeren Mengen aufgrund der Gefahren für das Grundwasser
langfristig nicht zu vertreten ist. Auch ist die Menge der bei der Verbrennung anfallenden
Schlacke aufgrund der nicht verbrennbaren Quarzanteile erheblich, wodurch bei einer
derartigen Entsorgung erhöhte Lagerkapazitäten erforderlich sind.
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Eine Lagerung der ölverschmutzten Feststoffteilchen auf Sondermülldeponien
ist ebenfalls unbefriedigend, da der hierfür zur Verfügung stehende Raum heute tereits
begrenzt ist und für hochwertigere Abfälle freigehalten werden muß.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vollkommen neuartige
Verfahrensweise sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieser Verfahrensweise zu
schaffen, mit der ohne großen kostenverursachenden und apparativen Aufwand auch
große Mengen von Feststoffteilchen, wie Sand, Kies, Erdreich, Schlamm oder dergleichen
von durch Kohlenwasserstoffe und insbesondere öl bzw. Derivaten hiervon hervorgerufene
Verschmutzungen befreit werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Verfahrensweise gelöst,
bei der die Verschmutzungen durch Zuführung eines Demulgators von den Feststoffteilchen
abgelöst und die Feststoffteilchen abgetrennt werden.
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Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensweise dieser Art werden
die Verschmutzungen in einer mit einem Demulgator versetzten Flüssigkeit von den
Feststoffteilchen abgelöst und die Feststoffteilchen durch Sedimentation abgetrennt.
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Dieser bevorzugten Verfahrensweise liegt der Gedanke zugrunde, die
Verschmutzungen über den Demulgator in einem Flüssigkeitsbad von den Feststoffteilchen
abzulösen und gegebenenfalls aufzu trennen und die bewirkten Anderungen physikalisch-chemischer
Natur zur Abtrennung der Feststoffteilchen von den Verschmutzungen über einen Sedimentationsprozeß
auszunutzen. Eine derartige Verfahrensweise ermöglicht eine kostengünstige Reinigung
mit außergewöhnlich geringem apparativem Aufwand.
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Die erfindungsgemäße Verfahrensweise eignet sich sowohl für ortsfeste
als auch für mobile Anlagen. Im Falle einer mobilen Anlage kann diese ohne weiteres
in Kombination mit be-
kannten Reinigungsgeräten eingesetzt werden.
In einem solchen Falle ist erstmalig auch eine unmittelbare Rückführung der Feststoffteilchen
nach abgeschlossenem Reinigungsprozeß zur Entnahmestelle möglich.
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Für eine Vielzahl von Anwendungsfällen reicht es aus, die erfindungsgemäße
Verfahresnweise einstufig einzusetzen. Für besondere Anwendungsfälle ist es jedoch
auch möglich, eine mehrstufige Arbeitsweise vorzusehen, d.h. mehrere nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren arbeitende Anlagen hintereinander zu schalten.
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Eine hinsichtlich der Kosten und des apparativen Aufwandes besonders
vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens wird dann erreicht, wenn die Feststoffteilchen
in Wasser durch Schwerkraftsedimentation abgetrennt und die Verschmutzungen von
der Wasseroberfläche abgezogen werden.
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Bei nach einem derartigen Verfahren arbeitenden Anlagen sind Zentrifugiereinrichtungen
oder dergleichen nicht erforderlich, da für den Abscheidevorgang die Schwerkraft
ausgenutzt wird. Auch sind die Kosten für die Waschflüssigkeit aufgrund der Verwendung
von Wasser relativ gering.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verfahrensweise
wird das Wasser in eine kontrollierte, im wesentlichen nach oben gerichtete Strömung
versetzt. Diese Strömung erhöht die Verweildauer der mit Verschmutzungen behafteten
Feststoffteilchen in der Reinigungsflüssigkeit und intensiviert aufgrund der Wirbelbildung
und der erhöhten Flüssigkeitsreibung den Wascheffekt. Allerdings ist es erforderlich
die Strömungsgeschwindigkeit den zu reinigenden Feststoffteilchen genau anzupassen,
damit nach dem Ablösen der Verunreinigungen die Auftriebswirkung der entgegen der
Schwerkraft gerichteten Strömung den Sedimentationsprozeß nicht stört.
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Grundsätzlich kann eine derartige Strömung in verschiedenster Weise
erzeugt werden. Eine technisch besonders einfache und sehr wirkungsvolle Möglichkeit
besteht jedoch darin, die Strömung durch Umwälzen oder durch gerichtetes Einblasen
von Gas bzw. Luft zu erzeugen.
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Im Falle einer unmittelbaren Rückführung der Feststoffteilchen nach
abgeschlossenem Reinigungsprozeß zur Entnahmestelle, ist es vorteilhaft, das Wasser
mit einem biologisch abbaubaren Demulgator- zu versetzen.
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Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn als Demulgator nichtionogene
und anionaktive Tenside im Gemisch mit aromatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen
und Glykolderivate verwendet werden. Ein besonders vorteilhafterDemulgator dieser
Art ist unter dem Handelsnamen "OIL-CREP" erhältlich (Hersteller Fa. Plochina-Chemie
Weiß KG in 7310 Plochingen/N.).
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Der Einsatz eines derartigen Demulgators hat den Vorteil, daß neben
der emulsionstrennenden und seperierenden Eigenschaft die Struktur der abgelösten
bl- oder Kohlenwasserstoffverbindungen erhalten bleibt, so daß ohne großen chemischen
Aufwand eine Aufbereitung und Weiterverwendung in der petrochemischen Industrie
ermöglicht wird.
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Bei einer besonders einfach ausgebildeten Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens, welche einen Behälter für die mit dem Emulgator versetzte Flüssigkeit
aufweist, ist erfindungsgemäß über dem Flüssigkeitsspiegel eine Beschickungseinrichtung
und über dem Boden des Behälters eine Abfördereinrichtung für die Feststoffteilchen
vorgesehen. Diese errichtung besitzt ferner in der Höhe des Flüssigkeitsspiegels
an mindestens einer Seite des Behälters eine überlaufrinne zum Abschöpfen der Verschmutzungen.
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Als Beschickungseinrichtung eignet sich grundsätzlich jegliche Art
von Vorrichtung, die einen gleichmäßigen Eintrag der verschmutzten Feststoffteilchen
in die Flüssigkeit ermöglicht.
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Besonders gute Ergebnisse bei technisch einfachem Aufbau
werden
jedoch in einem solchen Falle mit einem Schüttelrost erzielt. Zur Aussonderung von
Feststoffen ist es dabei zweckmäßig am Ende des Schüttelrostes auf der der Beschickungsseite
entgegengesetzten Seite eine quer zur Beschickungsrichtung angeordnete Förderschnecke
anzuordnen.
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Die Abfördereinrichtung für die Feststoffteilchen kann grundsätzlich
ebenfalls in jeder beliebigen Weise ausgebildet sein. Eine besonders vorteilhafte
Ausgestaltung ergibt sich jedoch, wenn die Fördereinrichtung als einfaches Förderband
ausgebildet ist.
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Als Überlaufrinne zum Abschöpfen der Verschmutzungen eignen sich besonders
sogenannte 'Skimmer".
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Zur Erzeugung der im wesentlichen nach oben gerichteten Strömung ist
es vorteilhaft, in dem Behälter über der#Abfördereinrichtung im Abstand unterhalb
des Flüssigkeitsspiegels eine Vielzahl von Einblasdüsen anzuordnen. Diese Einblasdüsen
werden bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung von Einblasrohren
getragen und gespeist, die sich im wesentlichen parallel zum Flüssigkeitsspiegel
durch den Behälter hindurcherstrecken. Eine besonders gute Verteilung bei technisch
einfachem Aufbau wird dabei dann erreicht, wenn die Einblasrohre zur Bildung eines
Rohrrostes im Abstand parallel nebeneinander angeordnet sind.
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Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Demulgators in der Waschflüssigkeit
zu erzielen, ist es zweckmäßig den Demulgator im Bereich der Einblasdüsen in die
Flüssigkeit einzuspeisen. Zur Einspeisung eignen sich dabei besonders Einspeisdüsen,
die über Leitungsanordnungen mit einem Vorratstank in Verbindung stehen.
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Auch im Falle der Einspeisdüsen für den Demulgator ist es zeckmäßig,
wenn diese von Einspeisrohren getragen und gespeist werden, die sich im wesentlichen
parallel zum Flüssigkeitsspiegel
durch den Behälter hindurcherstrecken.
Eine gute Verteilung über den gesamten Behälterquerschnitt wird ohne großen technischen
Aufwand dann erreicht, wenn die Einspeisrohre zur Bildung eines Rohrrostes im Abstand
parallel nebeneinander angeordnet sind.
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Eine für den Verfahrenslauf besonders günstige Verteilung der Konzentration
wird erreicht, wenn die Einspeisrohre in einer Ebene über der Ebene der Einblasrohre
angeordnet sind. Zur besseren Vermischung ist es dabei zweckmäßig, daß die Einspeisrohre
in vertikaler: Richtung jeweils versetzt zu den Einblasrohren angeordnet werden.
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Vorrichtungen der erfindungsgemäßen Art können je nach Einsatzzweck
ein- oder mehrstufig ausgebildet sein. Im Falle einer mehrstufigen Ausbildung können
die einzelnen Stufen jeweils übereinander oder nebeneinander angeordnet werden.
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Bei einer insbesondere zur Reinigung von mit öl bzw. Derivaten hiervon
verunreinigten Sand geeigneten Vorrichtung ist es zweckmäßig, daß über einem Waschwasserbehälter
ein Schüttelrost zum gleichmäßigen Verteilen des verunreinigten Sandes über die
zur Verfügung stehende Wasserfläche angeordnet ist, daß innerhalb des Waschwasserbehälters
unterhalb des Wasserspiegels mit Einspeisdüsen versehene Ein-speisrohre zum Einblasen
von Wasser oder Luft zur Erzeugung einer im wesentlichen aufwärtsgerichteten Strömung
vorgesehen sind, und daß im Abstand unterhalb der Einblasrohre ein Förderband zum
Abtransport des gereinigten Sandes vorgesehen ist.
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Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis
ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitendes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
zum Reinigen von dit öl bzw. Derivaten hiervon verschmutztem Sand unter Gezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
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Fig. 1 zeigt schematisch in einer perspektivischen Ansicht die Sandreinigungsvorrichturig
in Verbindung mit einem herkömmlichen Strandreinigungsgerät, und Fig. 2 zeigt anhand
eines Prinzipschaubildes die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß
Figur 1.
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Wie aus Figur 1 hervorgeht, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1
mit einem herkömmlichen Strandreinigungsgerät 2 gekoppelt, welches den verunreinigten
Sand vom Untergrund aufnimmt und über ein Förderband 3 der Vorrichtung 1 zuführt.
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Von dem Förderband 3 gelangt der verunreinigte Sand auf eine Beschickungseinrichtung
4, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Schüttelrost ausgebildet ist. Dieser
Schüttelrost ist über einem Behälter 5 angeordnet, in dem sich mit einem Demulgator
versetztes Fässer befindet.
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Der Schüttelrost 4 ist etwas geneigt und besitzt auf seiner der Beschickungsseite
entgegengesetzten Seite eine quer zur Beschickungsrichtung angeordnete Forderschnecke
6. An die Förderschnecke 6 schließt sich auf der dem Schüttelrost entgegengesetzten
Seite eine ebenfalls etwas geneigte Ubergaberinne 7 an, unter deren freien Ende
ein Behälter 8 für Feststoffe angeordnet ist.
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In der Höhe des Wasserspiegels ist der Behälter 5 mit einer überlaufrinne
9 (Skimmer) ausgestattet, die über eine Leitung 10 mit einem Rückstandsöltank 11
und über eine Leitung 12 mit einem Entöler 13 herkömmlicher Bauart (Bilgenwasserentöler)
verbunden ist.
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Uber dem Boden 14 des Behälters 5 ist eine Abfördereinrichtung 15
in Form eines Förderbandes angeordnet, das sich im Betrieb langsam in Richtung des
Pfeiles 16 bewegt.
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In dem Behälter 5 sind unterhalb des Flüssigkeitsspiegels über dem
Förderband 15 Einblasrohre 17 angeordnet, die sich im wesentlichen parallel zum
Flüssigkeitsspiegel durch den Behälter hindurcherstrecken und zur Bildung eines
Rohrrostes im Abstand parallel nebeneinander angeordnet sind.
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Die Einblasrohre 17 sind zur Erzeugung einer im wesentlichen nach
oben gerichteten Strömung jeweils mit einer Vielzahl von Einblasdüsen (nicht dargestellt)
ausgestattet.
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Die Einblasrohre 17 münden an einem Ende in ein Versorgungsrohr 18,
welches mit einem Kompressor oder einer Pumpe 19 verbunden ist. Der Kompressor bzw.
die Pumpe 19 wird über einen Motor 20 angetrieben.
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über den Einblasrohren 17 sind - jeweils um einen halben Rohrabstand
gegenüber diesen versetzt ; Einspeisrohre 21 angeordnet. Diese Einspeisrohre 21
erstrecken sich ebenfalls im wesentlichen parallel zum Flüssigkeitsspiegel durch
den Behälter 5 hindurch und sind zur Bildung eines Rohrrostes im Abstand #arallel
nebeneinander angeordnet Die Einspeisrohre 21 tragen jeweils eine Vielzahl von Einspeisdüsen
(nicht dargestellt) zum Einspeisen des Demulgators Die Einspeisrohre21 sind über
ein Versorgungsrohr 22 mit-
einander verbunden, das über eine Dosierpumpe
23 und eine Leitung 24 mit einem Vorratstank 25 für den Demulgator in Verbindung
steht. Die Vorrichtung 1 ist ferner mit einem Vorratsbehälter 26 für das Wasser
ausgestattet, der über eine Leitung 27 und eine Dosierpumpe 28 mit dem Behälter
5 verbunden ist. Ferner ist der Vorratstank 26 über eine Rückführungsleitung 29
mit dem Entöler verbunden.
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Wird nun über das Förderband 3 angelieferter verunreinigter Sand auf
den Schüttelrost 4 gefördert, so verteilt dieser diesen Sand gleichmäßig über den
Wasserspiegel des darunter befindlichen Behälters 5. Sind in dem angelieferten Sand
Feststoffe größerer Abmessungen, wie beispielsweise Steine, Treibgut oder dergleichen
enthalten, so gleiten diese über den Schüttelrost hinweg in den Bereich der Förderschnecke
6, über die sie an die Ubergaberinne 7 und von dort an den Behälter 8 abgegeben
werden. Im Bedarfsfalle können in der unter dem Schüttelrost 4 befindlichen Verteilerzone
A noch weitere Verteilereinrichtungen angeordnet werden, um sicherzustellen, daß
der verunreinigte Sand gleichmäßig über die gesamte zur Verfügung stehende Spiegelfläche
des Behälters verteilt wird.
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Beim Auftreffen auf die Wasserfläche bzw. beim Eintritt in das Wasser
kommen die verunreinigten Sandpartikel mit dem in dem Wasser befindlichen Demulgator
in Verbindung, wodurch der an den Sandpartikeln anhaftende Ölfilm angelöst wird.
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Während dieses Vorganges wird über die Versorgungsleitung 18 Luft
(oder Wasser) in die Einblasrohre 17 eingespeist.
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Diese Luft (oder das Wasser) strömen über die nicht dargestellten
Einblasdüsen aus den Einblasrohren 17 aus und erzeugen eine im wesentlichen nach
oben gerichtete Strömung.
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In diese Strömung wird über die nicht dargestellten Ein-
speisdüsen
der Einspeisrohre 21 der Demulgator aus dem Vorratstank 25 in genau vorgegebener
Menge eingespeist. Im Verlaufe der Aufwärtsströmung wird der Demulgator mit der
Flüssigkeit vermischt und mit den gleichmäßig verteilten Sandpartikeln in Berührung
gebracht.
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Aufgrund der nach oben gerichteten Strömung findet unterhalb des Wasserspiegels
in der sogenannten Separationszone B eine Verwirbelung statt, die zu einem besonders
intensiven Kontakt der verunreinigten Sandpartikel mit den mit dem Demulgator versetzten
Wasser führt. Dadurch wird der Ölfilm abgelöst, welcher aufgrund seines relativ
niedrigen spezifischen #ewichtes auf schwimmt und an der Wasseroberfläche durch
die überlaufrinne 9 (Skimmer) abgezogen und dem Rückstandsöltank 11 über die Leitung
10 zugeführt wird.
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Durch das Ablösen des Ölfilmes erhöht sich das spezifische Gewicht
der Sandpartikel, wodurch diese absinken und in der Waschzone C dann restlos von
dem anhaftenden Ölfilm befreit werden. Aufgrund des zunehmenden spezifischen Gewichtes
sinken dann die gereinigten Sandpartikel zwischen den Einspeisrohren 21 und den
Einblasrohren 17 hindurch auf das Förderband 15, mit dem sie aus dem Behälter 5
herausgefördert und gegebenenfalls sogleich über einen weiteren Förderer 30 der
Entnahmestelle wieder zugeführt werden.
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Das sich im Rückstandsöltank 11 ansammelnde Öl wird entweder zur Entsorgung
abgeführt oder über eine Leitung 31 dem Entöler 13 zugeführt. Das im Entöler 13
gereinigte Wasser wiederum kann entweder über eine Leitung 32 dem Meer zugeführt
oder über die Rückführungsleitung 29 wieder dem Vorratstank 26 zugeführt werden.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Energie für den Antrieb
des Kompressors, des Entölers, der Beschickungs- und
Abfördereinrichtung
sowie für den Antrieb der Dosierpumpen über einen Generator 33 erzeugt, der die
Gesamtanlage unabhängig von einer externen Stromversorgung macht.
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- L e e r s e i t e -