EP2928988A2 - Verfahren zur aufbereitung von schweröl - Google Patents

Verfahren zur aufbereitung von schweröl

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EP2928988A2
EP2928988A2 EP13802049.0A EP13802049A EP2928988A2 EP 2928988 A2 EP2928988 A2 EP 2928988A2 EP 13802049 A EP13802049 A EP 13802049A EP 2928988 A2 EP2928988 A2 EP 2928988A2
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EP
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oil
treated
heavy
temperature
centrifuge
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Christian Bruns
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GEA Mechanical Equipment GmbH
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    • C10G2400/04—Diesel oil

Definitions

  • the present invention relates to a process for the treatment of heavy oil on board ships, for use as fuel, in particular for a diesel engine.
  • Diesel manufacturers are even to comply with even lower upper limits of 20 ppm or even 15 ppm or 10 ppm or even 5 ppm. This can be achieved in particular on board ships with the least possible effort.
  • a known plant for the treatment of heavy oil on board ships shows Fig. 2.
  • Output temperature TO is first freed of coarse solids in a strainer 103, such as a sieve. Then, the heavy oil is passed with a pump 104 through a heat exchanger 105, in which it is heated to a temperature of up to 98 °.
  • the refined heavy oil phase - the "pure oil" - OIL2 is diverted from the separator 107 for further use by a discharge line 10, where it may be directed to an intermediate tank (not shown) or directly sent to combustion in a diesel engine
  • Heat exchanger 104 is preferably used as the heat energy releasing medium
  • the invention solves this problem by a method having the features of claim 1 and the independent claim 11.
  • the at least temporary or permanent increase of the separation temperature according to claim 1 improves the separation efficiency.
  • lower and at the higher temperatures of more than 100 ° C or more than 105 ° C or more than 1 10 ° C or even more than 1 15 ° C in each case even lower cat-fines in pure oil can be achieved.
  • the optional heating in two stages is particularly advantageous. On the one hand, it is necessary to increase the temperature to the very high separation temperature only immediately before the actual separation process.
  • the multiple and especially two-stage heating of the heavy fuel oil to be treated makes it possible to use the "pure oil” heated to the separating temperature and from the at least one centrifuge, in particular the (three-phase) separator, to flow through a heat exchanger in countercurrent Heat to be delivered to the "feed fuel” to be cleaned in order to heat it to a first temperature T1, which is still lower than the separation temperature T2. This reduces the total amount of heat necessary for heating the heavy oil to the separation temperature T2 and keeps the clean oil temperature in the subsequent pipes below the temperature T2 of otherwise possibly more than 100 ° C.
  • Sensor device determines the cat fines content (Cat Fines OUT), f) the one or more certain cat-fines content from step d) and / or e) are used as actual variables of a control process and it is or will be based on the determined actual variables with a control device regulating particular the
  • FIG. 1 shows a plant according to the invention for the treatment of heavy oil.
  • Fig. 2 is an already known plant for the treatment of heavy oil
  • FIG. 4 shows a tank arrangement for storing heavy oils with a
  • a heavy oil OIL1 which flows into and out of a tank HT1, is first freed of coarse solids in a strainer 3, such as a sieve, through a line 1 (in which a valve 2 is connected here).
  • the heavy fuel oil to be treated OIL1 - preferably by means of a pump 4 - from a tank T1, in which it has an outlet temperature TO, for example 40 ° to 60 ° C, passed through a first heating device, in particular a first heat exchanger 5A, in which it on a first relative to the outlet temperature higher temperature T1> TO of preferably less than 95 °, in particular 60 ° to 80 ° C, is heated.
  • a first heating device in particular a first heat exchanger 5A, in which it on a first relative to the outlet temperature higher temperature T1> TO of preferably less than 95 °, in particular 60 ° to 80 ° C, is heated.
  • the heated to the first temperature T1 heavy oil is by a
  • This temperature T2 is greater than 98 ° C, preferably greater than 100 ° C, in particular greater than 105 ° C and preferably even greater than 1 10 ° C.
  • Separation temperatures of up to 125 ° appear to be useful at the present time, the range between 100 ° and 15 ° C. being particularly preferred, since in this area the outlay on equipment is still easy to control, but on the other hand particularly good separation results with regard to the separation of the catalyst. Fines can be achieved.
  • the heavy oil OIL1 heated to the second temperature T2 is passed directly into at least one centrifuge, here a three-phase separating separator 7, in which a wastewater phase W is separated from the heavy oil, which flows off through a discharge 8 and into which it is cleaned of a solid phase S, which is discharged through a discharge line 9.
  • the clarification of solids and the separation of the water from the oil phase can also be done in two successive centrifuges (clarifier and phase separator). According to FIG. 2, there is also a process water supply P at the separator 7
  • the oil from the exit from the second heat exchanger to the inlet to the centrifuge requires only a very short time, so that it flows directly from the second heating device, here the second heat exchanger 5B, into the
  • Centrifuge here a three-phase Trennseparator 107 is passed or arrives. It is advantageous in this procedure that the heavy oil can not lose heat before reaching the centrifuge or heat to a practically relevant extent, which would worsen the treatment process.
  • the treated heavy oil phase - hereinafter referred to as OIL2 or synonymously also "pure oil” - is discharged through the outlet 10 from the separator 7 to the other
  • the pure oil before being introduced into a tank or in a
  • the internal combustion engine is first used as the heat energy dissipating medium of the first heat exchanger 5A and passed therethrough to
  • heavy oil leaving the separator 7 is advantageously used to heat the heavy oil to the first temperature T1 in the first heat exchanger 5A and, on the other hand, to cool the heated pure oil so that it can be stored more easily.
  • the energy recovery significantly increases the efficiency of the treatment process, as the energy consumption for
  • Heating the heavy oil is lowered to the Separiertemperatur total.
  • the second heat exchanger 5B can be used as the heat energy dissipating medium in particular saturated steam HT or another suitable medium with which then only the heavy oil from the first temperature T1 must be heated to the second temperature T2.
  • the determined measured values are then advantageously forwarded to a processing unit, not shown here, which is used as a control and control device for controlling the system shown in FIG. 1 and which regulates in particular the separating temperature T1 and / or the flow rate with the pump 4 on the basis of the determined actual variables established.
  • the regulation can be carried out as described above, but alternatively, if appropriate, also in real time with online measurements of the cat-fines content.
  • the treatment process can be precisely regulated.
  • the above-mentioned cat-fines content which is to be kept below a desired actual value, can be used as controlled variables, the actual fuel consumption of the internal combustion engine as the actual value and / or the actual water level in a clean oil tank.
  • Processing methods are regulated as a function of one or more of the following measured variables or actual variables:
  • the described - at least temporary increase - the separation temperature to more than 98 ° C improves the separation efficiency and allows the achievement of lowest cat-fines content.
  • the proportion of abrasive cat-fines can be easily reduced below engine builder limits, which may well be well below 20ppm or even below 15ppm or 10ppm or lower. With further increased temperature, the result of the separation process is further improved, but at temperatures up to 1 15 ° C the apparative
  • the heavy oil preferably in several stages to the separation temperature T2 of more than 98 °, in particular more than 100 ° C. or 105 ° C. or more, and to perform the separation process at this separation temperature T2.
  • the multi-stage economy is further increased because there is the possibility of energy recovery. It is also conceivable, the heavy oil directly in only a single heating device on the
  • Fig. 3 shows a particularly advantageous tank arrangement with several tanks, which are connected in a particularly advantageous manner with each other and with the system of Figure 2.
  • Fig. 3 the heat exchanger and further details of FIG.
  • two setting tanks ST1, ST2 are provided here and two service tanks ST3, ST4, into which, depending on requirements, either pure oil OIL2 or heavy fuel oil OIL1 to be treated can be introduced.
  • the line 10 therefore branches into all these tanks ST1 to ST4.
  • the tanks ST1 to ST4 further each have at least one derivative. These derivatives can be opened in each case with valves V1 to V4 in the desired manner.
  • This arrangement is particularly flexible to handle and offers opportunities for storage of oils of various qualities as well as for the preparation of oils that have been stored in the tanks for a long time by the oil first "in a circle "is led out of the tanks, then" pre-treated "at a lower temperature to 98 ° C, for example, and then returned to the same tank.
  • the embodiment of FIG. 4 largely corresponds to that of FIG. 3, but is supplemented by an overflow-dependent pump control.
  • the service tanks ST3 and ST4 have at least one overflow line 201, 202 to the service tanks ST1 and ST2.
  • overflow lines 201, 202 are preferably in the lower region of
  • FIC Flow Indicator
  • control device 203 which here only or u.a. the flow rate in the overflow lines used as actual size, which they are taken into account in the control of the pump 204 advantageously used with.

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Abstract

Verfahren zur Aufbereitung von Schweröl an Bord von Schiffen, der als Brennstoff, insbesondere für einen Dieselmotor zu nutzen ist, mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen von aufzubereitendem Schweröl (OIL1); b) Weiterleiten des bereitgestellten aufzubereitenden Schweröls (OIL1) aus Schritt a) mit wenigstens einer Pumpe (4) in eine Zentrifuge (7), wobei das aufzubereitende Schweröl vor dem Erreichen der Zentrifuge (7) erwärmt wird, und zwar zumindest zeitweise oder dauerhaft auf eine Separiertemperatur T2 von mehr als 98° C und c) Abtrennen einer wässrigen Phase (W) und einer Schlammphase (S) von einer Reinölphase (OIL2) in der Zentrifuge (7).

Description

Verfahren zur Aufbereitung von Schweröl
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Schweröl an Bord von Schiffen, für eine Verwendung als Brennstoff insbesondere für einen Dieselmotor.
Nach dem Online Lexikon WIKIPEDIA sowie im Sinne dieser Anmeldung ist ein „Schweröl" (englisch Heavy Fuel Oil, HFO) ein Rückstandsöl aus der Destillation oder aus Crackanlagen der Erdölverarbeitung und dient als Kraftstoff für große Dieselmotoren, wie sie zum Beispiel in Schiffen und für Dampflokomotiven mit Ölhauptfeuerung oder in Kraftwerken zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Die internationale Handelsbezeichnung eines solchen Öles ist: Marine (Residual) Fuel Oil (MFO;„Marines Rückstandsöl"), manchmal wird auch die US-Bezeichnung Bunker C verwendet.
Es ist bekannt, Schweröle - insbesondere um die ISO 8217 einzuhalten - vor der Verbrennung in Dieselmotoren oder in anderen Aggregaten direkt an Bord von Schiffen durch ein Klären von Feststoffen - insbesondere von abrasiven schweren und durch Sedimentation bzw. im Zentrifugalfeld vom Schweröl abtrennbaren Feinstoffen mit einem vorgegeben Mindestdurchmesser D (in Abhängigkeit vom jeweiligen Verbrennungsmotor, beispielsweise: D = 10μιτι; nachfolgend Kat- Feinstoffe insbesondere„Catalyst Fines" oder„Cat-Fines" genannt, insbesondere Aluminium- oder Silizium(verbindungen) wie z.B. Si oder SiO2) - und ein Abtrennen einer wässrigen Phase aufzubereiten. Dabei soll der Anteil der sogenannten abrasiven Kat-Feinstoffe im aufzubereitenden Schweröl als Ausgangsstoff des
Standes der Technik und auch des erfindungsgemäßen Verfahrens möglichst bereits unter einem oberen Grenzwert unterhalb von 60 mg/kg (ppm) liegen. Sodann soll dieser Gehalt an Kat-Feinstoffen deutlich gesenkt werden, insbesondere, damit die abrasiven Stoffe nicht den Dieselmotor schädigen. Nach Vorschriften der
Dieselbauer sollen diesbezüglich sogar noch deutlich niedrigere Obergrenzen von 20 ppm oder sogar 15 ppm oder 10 ppm oder sogar 5 ppm eingehalten werden. Dies ist insbesondere an Bord von Schiffen mit möglichst geringem Aufwand zu erreichen. Eine bekannte Anlage zur Aufbereitung von Schweröl an Bord von Schiffen zeigt Fig. 2.
Durch eine Leitung 101 (in die hier ein Ventil 102 geschaltet ist) aus einem nicht dargestellten Tank zufließendes, aufzubereitendes Schweröl OIL1 mit einer
Ausgangstemperatur TO wird zunächst in einem Schmutzfänger 103 wie einem Sieb von groben Feststoffen befreit. Sodann wird das Schweröl mit einer Pumpe 104 durch einen Wärmetauscher 105 geleitet, in welchem es auf eine Temperatur von bis zu 98° erwärmt wird.
Aus dem Wärmetauscher 105 wird das erwärmte Schweröl durch einen
Leitungsabschnitt 106 in eine Zentrifuge, hier einen Dreiphasen-Trennseparator 107, geleitet, in welchem von dem Schweröl eine Schmutzwasserphase W abgetrennt wird, die durch eine Ableitung 108 abfließt und in der es von einer Feststoffphase S gereinigt wird, welche die abrasiven Kat- Feinstoffe enthält und welche durch eine Ableitung 109 abgeführt wird. Die aufbereitete Schwerölphase - das„Reinöl" - OIL2 wird durch eine Ableitung 1 10 aus dem Separator 107 zur weiteren Verwendung abgeleitet. Dabei kann es in einen Zwischentank (hier nicht dargestellt) geleitet oder direkt der Verbrennung in einem Dieselmotor zugeleitet werden. Dem
Wärmetauscher 104 wird als Wärmeenergie abgebendes Medium vorzugsweise
Thermalöl oder Sattdampf ("Saturated oder Hot Steam" bzw. nachfolgend auch "HS" genannt) zugeleitet, dessen Wärmeenergie zur Erwärmung des Schweröls im
Gegenstrom dient. Dieses Verfahren soll weiter verbessert werden.
Die Lösung dieses Problems ist die Aufgabe der Erfindung.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie den nebengeordneten Anspruch 1 1 .
Die jedenfalls zeitweise oder dauerhafte Erhöhung der Separiertemperatur nach Anspruch 1 verbessert die Separiereffizienz. Derart können niedrigere und bei den höheren Temperaturen von mehr als 100 °C oder mehr als 105 °C oder mehr als 1 10 ° C oder sogar mehr als 1 15° C jeweils noch niedrigere Kat-Feinstoffgehalte im Reinöl erreicht werden.
Besonders vorteilhaft ist zudem die optionale Erhitzung in zwei Stufen. Einerseits braucht derart die Erhöhung der Temperatur auf die sehr hohe Separiertemperatur erst unmittelbar vor dem eigentlichen Separiervorgang zu erfolgen. Zudem erlaubt es die Mehr- und insbesondere Zweistufigkeit der Erwärmung des aufzubereitenden Schweröls, das auf die Separiertemperatur erhitzte und aus der wenigstens einen Zentrifuge, insbesondere dem (Dreiphasen-)Separator abgeleitete„Reinöl" dazu zu nutzen, einen Wärmetauscher zu durchströmen, um im Gegenstrom Wärme an den zu reinigenden„Zulaufkraftstoff" abzugeben, um diesen auf eine erste Temperatur T1 zu erhitzen, die aber noch niedriger ist als die Separiertemperatur T2. Dies reduziert die insgesamt zum Erwärmen des Schweröls auf die Separiertemperatur T2 notwendige Wärmemenge und hält die Reinöltemperatur in den nachfolgenden Rohrleitungen unter der Temperatur T2 von sonst womöglich mehr als 100 °C.
Mit der Erfindung des Anspruchs 1 1 wird zudem eine optimierte Regelung eines gattungsgemäßen aber auch eines erfindungsgemäßen Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 erreicht.
Geschaffen wird damit ein vorteilhaftes Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche oder Verfahren zur Aufbereitung von Schweröl an Bord von Schiffen, der als Brennstoff für einen Dieselmotor zu nutzen ist, mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen von aufzubereitendem Schweröl (OIL1 ); b) Weiterleiten des
bereitgestellten aufzubereitenden Schweröls (OIL1 ) aus Schritt a) insbesondere mit wenigstens einer Pumpe in eine Zentrifuge , wobei das aufzubereitende Schweröl vor dem Erreichen der Zentrifuge auf eine Separiertemperatur von - vorzugsweise - mehr als 98 °C erwärmt wird, und c) Abtrennen einer wässrigen Phase und einer Schlammphase von einer Reinölphase (OIL2) in der Zentrifuge, wobei ferner einer oder mehrere folgender Schritte d) bis f) durchlaufen wird/werden: d) im zulaufenden aufzubereitenden Schweröl - insbesondere vor dem Erwärmen - wird mit einer Sensoreinrichtung der Kat-Feinstoffgehalt (Cat Fines IN) bestimmt, e) im
ablaufenden gereinigten bzw. aufbereiteten Reinöl mit der oder einer zweiten
Sensoreinrichtung der Kat-Feinstoffgehalt (Cat Fines OUT) bestimmt, f) der oder die bestimmten Kat-Feinstoffgehalte aus Schritt d) und/oder e) werden als Istgrößen eines Regelungsprozesses verwendet und es wird oder werden anhand der ermittelten Istgrößen mit einer Regeleinrichtung regelnd insbesondere die
Separiertemperatur T2 und/oder die Durchlaufleistung der Pumpe eingestellt.
Vorzugsweise werden dabei als Istgrößen verwendet:
- aktueller Kraftstoffverbrauch der Motoren,
- aktuelles Kraftstoffniveau in einem Reinöltank,
- Kat-Feinstoffgehalt im zulaufenden oder ablaufenden Schweröl und/oder Reinöl und/oder aktuelle Servicetank-Überlaufmenge.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mit den nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage zur Aufbereitung von Schweröl;
Fig. 2 eine bereits bekannte Anlage zur Aufbereitung von Schweröl;
Fig. 3 eine Tankanordnung zur Lagerung von Schwerölen; und
Fig. 4 eine Tankanordnung zur Lagerung von Schwerölen mit einer
überlaufabhängigen Pumpenregelung.
Bei der Anlage der Fig.1 wird zunächst durch eine Leitung 1 (in die hier ein Ventil 2 geschaltet ist) aus einem Tank HT1 zufließendes, aufzubereitendes Schweröl OIL1 vorzugsweise in einem Schmutzfänger 3 wie einem Sieb von groben Feststoffen befreit.
Sodann wird das aufzubereitende Schweröl OIL1 - vorzugsweise mit Hilfe einer Pumpe 4 - aus einem Tank T1 , in welchem es eine Ausgangstemperatur TO von beispielsweise 40° bis 60° C aufweist, durch eine erste Erhitzungseinrichtung, insbesondere einen ersten Wärmetauscher 5A, geleitet, in welcher es auf eine erste relativ zur Ausgangstemperatur höhere Temperatur T1 > TO von vorzugsweise weniger als 95° insbesondere 60° bis 80° C, erwärmt wird.
Aus der ersten Erhitzungseinrichtung, insbesondere dem ersten Wärmetauscher 5A wird das auf die erste Temperatur T1 erwärmte Schweröl durch einen
Leitungsabschnitt 6 in eine zweite Erhitzungseinrichtung, vorzugsweise einen zweiten Wärmetauscher 5B, geleitet, in welchem es jedenfalls zeitweise oder dauernd auf eine im Vergleich zur ersten erhöhten Temperatur T1 noch höhere zweite Temperatur T2 erhitzt wird. Diese Temperatur T2 ist größer als 98° C, vorzugsweise größer als 100° C, insbesondere größer als 105° C und vorzugsweise sogar größer als 1 10°C. Sinnvoll erscheinen derzeit Separiertemperaturen von bis zu 125°, wobei der Bereich zwischen 100° und 1 15° C besonders bevorzugt wird, da in diesem Bereich der apparative Aufwand noch gut beherrschbar ist, aber andererseits besonders gute Trennergebnisse in Hinsicht auf die Abtrennung der Kat-Feinstoffe erzielt werden.
Aus dem zweiten Wärmetauscher 5B wird das auf die zweite Temperatur T2 erhitzte Schweröl OIL1 unmittelbar in wenigstens eine Zentrifuge, hier einen Dreiphasen- Trennseparator 7, geleitet, in welchem von dem Schweröl eine Schmutzwasserphase W abgetrennt wird, die durch eine Ableitung 8 abfließt und in der es von einer Feststoffphase S gereinigt wird, die durch eine Ableitung 9 abgeführt wird. Das Klären von Feststoffen und das Abtrennen der Wasser- von der Ölphase kann auch in zwei hintereinander geschalteten Zentrifugen (Klärer und Phasentrenner) erfolgen. Nach Fig. 2 ist zudem eine Prozesswasserversorgung P am Separator 7
vorgesehen.
Vorzugsweise benötigt das Öl vom Austreten aus dem 2. Wärmetauscher bis zum dem Einlauf in die Zentrifuge nur eine sehr kurze Zeit, damit es unmittelbar aus der zweiten Erhitzungseinrichtung, hier dem zweiten Wärmetauscher 5B, in die
Zentrifuge, hier einen Dreiphasen-Trennseparator 107 geleitet wird bzw. gelangt. An dieser Verfahrensweise ist vorteilhaft, dass das Schweröl vor dem Erreichen der Zentrifuge keine bzw. nicht in einem praktisch relevantem Maße Wärme verlieren kann, was den Aufbereitungsprozess verschlechtern würde. Die aufbereitete Schwerölphase - nachfolgend OIL2 oder synonym auch„Reinöl" genannt - wird durch die Ableitung 10 aus dem Separator 7 zur weiteren
Verwendung abgeleitet. Vorzugsweise wird das Reinöl vor dem Einleiten in einen Tank oder in einen
Verbrennungsmotor zunächst als das Wärmeenergie abgebende Medium des ersten Wärmetauschers 5A verwendet bzw. durch diesen hindurch geleitet, um
Wärmeenergie an das zulaufende aufzubereitende Schweröl abzugeben. Derart wird aus dem Separator 7 austretende Schweröl vorteilhaft dazu verwendet, um im ersten Wärmetauscher 5A das Schweröl auf die erste Temperatur T1 zu erhitzen und um andererseits das erwärmte Reinöl abzukühlen, so dass es insbesondere einfacher lagerbar ist. Die Energierückgewinnung erhöht deutlich die Wirtschaftlichkeit des Aufbereitungsverfahrens, da der Energieverbrauch zum
Erwärmen des Schweröls auf die Separiertemperatur insgesamt gesenkt wird. Im zweiten Wärmetauscher 5B kann als das Wärmeenergie abgebende Medium insbesondere Sattdampf HT oder ein anderes geeignetes Medium verwendet werden, mit dem dann lediglich noch das Schweröl von der ersten Temperatur T1 auf die zweite Temperatur T2 erhitzt werden muss.
Bis zum Erreichen einer genügenden Betriebstemperatur der Wärmetauscher kann zunächst bei einem Anfahren auch aufzubereitendes Schweröl eine Zeit im Kreislauf durch die beiden Wärmetauscher 5A und 5B und dann zurück in den Tank T1 geleitet werden (angedeutet durch die Leitung 13 und das Zweiwegeventil 14)
Es ist vorteilhaft, im zulaufenden aufzubereitenden Schweröl - beispielsweise vor dem Erwärmen - mit einer Sensoreinrichtung 1 1 Messungen des Kat- Feinstoffgehaltes in dem zum Separator zulaufenden aufzubereitenden Rohöl (Cat Fines IN) vorzunehmen. Vorzugsweise werden zudem auch im ablaufenden gereinigten bzw. aufbereiteten Reinöl - beispielsweise direkt im aus dem Separator ablaufenden Reinöl - mit derselben Sensoreinrichtung 1 1 oder mit einer zweiten Sensoreinrichtung 12 Messungen des Kat-Feinstoffgehaltes (Cat Fines IN) vorgenommen. Dabei kann beispielsweise der Anteil an Feinstoffen mit einem mittleren Durchmesser unterhalb eines Grenzwertes (insbesondere kleiner als 10 μιη) bestimmt werden. Diese Messungen müssen nicht direkt in Echtzeit erfolgen. Es können vielmehr auch Proben genommen werden (z.B. im Abstand von jeweils einigen Stunden) - die dann mit einer geeigneten Sensorgerätschaft - wie sie an sich im Handel erhältlich ist - auf den Kat-Feinstoffgehalt untersucht werden.
Die ermittelten Messwerte werden sodann vorteilhaft einer hier nicht dargestellten Recheneinheit zugeleitet, welche als Regelungs- und Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der in Fig. 1 dargestellten Anlage genutzt wird und welche anhand der ermittelten Istgrößen regelnd insbesondere die Separiertemperatur T1 und/oder die Durchlaufleistung mit der Pumpe 4 einstellt. Die Regelung kann wie vorstehend beschrieben erfolgen aber alternativ ggf. auch in Echtzeit mit online-Messungen des Kat-Feinstoffgehaltes.
Auf diese Weise kann das Aufbereitungsverfahren präzise geregelt werden.
Als Regelgrößen können insbesondere der erwähnte Kat-Feinstoffgehalt, der unterhalb eines Soll-Istwertes gehalten werden soll, der aktuelle Brennstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine als Istwert und/oder der Ist-Pegelstand in einem Reinöltank verwendet werden.
So ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr gut möglich, auf einfache Weise die Separiereffizienz der aktuellen Kraftstoffqualität (Kat-Feinstoffgehalt bzw. „Cat-Fines-Gehalt" im aufzubereitenden Schweröl je nach Vorgabegrenzwert) und der aktuellen Motorfahrweise anzupassen.
Eine Verringerung der Durchsatzleistung erhöht die Separiereffizienz. Zudem verringert sich auch der elektrische Energieverbrauch, wenn die Zulauf- Pumpendrehzahl reduziert wird. Es ist daher vorteilhaft, der Pumpe 4 eine Ansteuereinrichtung, insbesondere einen Frequenzumrichter, zuzuordnen, um auf einfache Weise die Zulaufpumpendrehzahl vorzugsweise regelnd verändern zu können. Derart kann auf einfache Weise die Durchsatzleistung bei dem
Aufbereitungsverfahren regelnd in Abhängigkeit von einer oder mehrerer folgender Messgrößen bzw. Ist-größen eingestellt werden:
b) an den aktuellen Kraftstoffverbrauch der Motoren
c) an das aktuelle Kraftstoffniveau in einem Reinöltank
d) an den momentanen Kat-Feinstoffgehalt („Cat-Fines-Gehalt" im Reinöl- Austritt).
Die beschriebene - jedenfalls zeitweise Erhöhung - der Separiertemperatur auf mehr als 98° C verbessert die Separiereffizienz und ermöglicht das Erreichen niedrigster Kat-Feinstoffgehalte. Der Anteil an abrasiven Kat-Feinstoffen kann auf einfache Weise unter von Motorenbauern vorgegebene Grenzwerte gesenkt werden, die auch deutlich unter 20ppm oder sogar unter 15 ppm oder 10 ppm oder niedriger liegen können. Mit weiter erhöhter Temperatur wird das Ergebnis des Trennvorganges weiter verbessert, wobei aber bei Temperaturen bis 1 15 ° C die apparativen
Anforderungen geringer sind als für noch höhere Temperaturen.
Es ist besonders vorteilhaft, das Schweröl vorzugsweise in mehreren Stufen auf die Separiertemperatur T2 von mehr als 98 °, insbesondere mehr als 100 ° C oder 105 ° C oder mehr zu erhitzen und den Separiervorgang bei dieser Separier-Temperatur T2 vorzunehmen. Durch die Mehrstufigkeit wird die Wirtschaftlichkeit weiter erhöht, da die Möglichkeit zur Energiezurückgewinnung besteht. Denkbar ist aber auch, das Schweröl direkt in nur einer einzigen Erhitzungseinrichtung auf die
Separiertemperatur T2 zu erwärmen bzw. zu erhitzen.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens sei anhand der Ergebnisse eines beispielhaften Versuchsbetriebs an Bord eines Schiffes näher erläutert.
Dabei wurden an Bord eines Schiffes, welches mit einer Anlage nach Art der Fig. 2 ausgestattet ist, Messungen des Kat-Feinstoffgehaltes in dem zum Separator zulaufenden aufzubereitenden Rohöl (Cat Fines IN) und in dem aus dem Separator ablaufenden Reinöl (Cat Fines OUT) vorgenommen: Messung Durchfluss Separier- Feinstoffe Feinstoffe Effizienz
Nummer [l/h Temperatur Cat fines Cat fines [%]
[°C] [ppm] IN [ppm] OUT
1 7800 98 19 1 1 42
2 7800 105 21 6 71
3 2000 97 23 7 70
4 2000 1 10 23 3 90
Tabelle 1
Wie zu erkennen, lassen sich mit den Maßnahmen der hohen Separiertemperatur des Schweröls von mehr als 100° C, insbesondere mehr als 103° C - besonders bevorzugt 105 °C bis 1 10° C - und ergänzend - wenn notwendig und möglich - mit einer Senkung der Durchlaufleistung sehr gute Ergebnisse hinsichtlich niedriger Feinstoff- bzw. Cat-Fines-Gehalte erzielen. Fig. 3 zeigt eines besonders vorteilhafte Tankanordnung mit mehreren Tanks, die in besonders vorteilhafter Weise miteinander und mit der Anlage der Fig.2 verbunden sind. In Fig. 3 wurden die Wärmetauscher und weitere Details der Fig. 1 zur
Verbesserung der Übersicht nicht eingezeichnet. Dabei sind hier zwei Setztanks ST1 , ST2 vorgesehen und zwei Servicetanks ST3, ST4, in welche je nach Bedarf entweder Reinöl OIL2 oder aber aufzubereitendes Schweröl OIL1 eingeleitet werden kann. Die Leitung 10 verzweigt sich daher bis in all diese Tanks ST1 bis ST4. Die Tanks ST1 bis ST4 weisen ferner jeweils wenigstens eine Ableitung auf. Diese Ableitungen können jeweils mit Ventilen V1 bis V4 in gewünschter Weise geöffnet werden. Sämtliche Ableitungen münden auch in die Zuleitung 1 der Fig. 2. Diese Anordnung ist besonders flexibel handhabbar und bietet Möglichkeiten zur Lagerung von Ölen verschiedener Qualität sowie auch zur Voraufbereitung von Ölen, die seit längerem in den Tanks lagern, indem das Öl zunächst "im Kreis" aus den Tanks geleitet wird, dann z.B. bei einer niedrigeren Temperatur bis 98° C„voraufbereitet" wird, und dann zurück in den gleichen Tank geleitet wird. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 entspricht weitgehend dem der Fig. 3, ist aber um eine überlaufabhängige Pumpenregelung ergänzt. Dazu weisen die Servicetanks ST3 und ST4 wenigstens eine Überlaufleitung 201 , 202 zu den Servicetanks ST1 und ST2 auf.
Diese Überlaufleitungen 201 , 202 sind vorzugsweise im unteren Bereich der
Servicetanks ST3 und ST4 anzuordnen, um mögliche Sedimente in die Servicetanks ST1 und ST2 zurückführen zu können. In die Überlaufleitungen sind jeweils Durchflusseinrichtungen FIC geschaltet (FIC = Flow Indicator). Diese sind an eine Regeleinrichtung 203 angeschlossen, welche hier nur oder u.a. die Durchflussmenge in den Überlaufleitungen als Istgröße verwendet, die sie bei der Regelung der Pumpe 204 vorteilhaft mit verwendet mit berücksichtigt,. Die Durchsatzleistung einer Pumpe 104 wird durch eine in die Überlaufleitungen geschaltete Durchflusseinrichtung 203 geregelt (FIC = Flow Indicator).

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Aufbereitung von Schweröl an Bord von Schiffen, der als Brennstoff, insbesondere für einen Dieselmotor zu nutzen ist, mit folgenden Schritten:
a) Bereitstellen von aufzubereitendem Schweröl (OIL1 ); b) Weiterleiten des bereitgestellten aufzubereitenden Schweröls (OIL1 ) aus Schritt a) mit wenigstens einer Pumpe (4) in eine Zentrifuge (7), wobei das aufzubereitende Schweröl vor dem Erreichen der Zentrifuge (7) erwärmt wird, und zwar zumindest zeitweise oder dauerhaft auf eine Separiertemperatur T2 von mehr als 98° C und
c) Abtrennen einer wässrigen Phase (W) und einer Schlammphase (S) von einer Reinölphase (OIL2) in der Zentrifuge (7).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine
Bedingung für das zeitweise Erwärmen des aufzubereitenden Schweröls auf die Separiertemperatur T2 aus Schritt b) darin besteht, dass der Gehalt an im Zentrifugalfeld abtrennbaren Kat-Feinstoffen (Cat-Fines-Gehalt) im zulaufenden aufzubereitenden Schweröl einen ersten oberen Grenzwert und/oder im ablaufenden Reinöl einen jeweiligen zweiten oberen
Grenzwert übersteigt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen im Schritt c) in einem einzigen Schritt erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen im Schritt c) in wenigstens zwei Teilschritten c1 ) und c2) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
aufzubereitende Schweröl OIL1 im Teilschritt c1 ) durch eine erste
Erhitzungseinrichtung, insbesondere einen ersten Wärmetauscher (5A), geleitet wird, in welchem es auf eine erste Temperatur T1 erwärmt wird und dass das aufzubereitende Schweröl im zweiten Teilschritt c2) danach in eine zweite Erhitzungseinrichtung, vorzugsweise einen zweiten
Wärmetauscher (5B), geleitet wird, in welchem es auf eine im Vergleich zur ersten Temperatur höhere zweite Temperatur T2 erhitzt wird, welche die Separiertemperatur ist.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das aufzubereitende Schweröl unmittelbar nach dem Erreichen der Separiertemperatur T2 in die Zentrifuge geleitet wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass Wärmeenergie des aus der Zentrifuge ablaufenden Reinöls (OIL2) zum Erwärmen des aufzubereitenden Schweröls (OIL1 ) genutzt wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wärmeenergie des aus der Zentrifuge
ablaufenden Reinöls (OIL2) in dem ersten Wärmetauscher (5A) an das aufzubereitende Schweröl (OIL1 ) abgegeben wird, um es auf die erste Temperatur T1 zu erwärmen.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Separiertemperatur T2 größer als 100° C, insbesondere größer als 105° C und besonders vorzugsweise größer als 1 10° C ist.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zulaufleistung der Pumpe (4) einstellbar ist.
1 1 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche oder Verfahren zur Aufbereitung von Schweröl an Bord von Schiffen, der als Brennstoff für einen Dieselmotor zu nutzen ist, mit folgenden Schritten:
a) Bereitstellen von aufzubereitendem Schweröl (OIL1 ); b) Weiterleiten des bereitgestellten aufzubereitenden Schweröls (OIL1 ) aus Schritt a) insbesondere mit wenigstens einer Pumpe (4) in eine Zentrifuge (7), wobei das aufzubereitende Schweröl vor dem Erreichen der Zentrifuge (7) auf eine Separiertemperatur von - vorzugsweise - mehr als 98 °C erwärmt wird, und
c) Abtrennen einer wässrigen Phase (W) und einer Schlammphase (S) von einer Reinölphase (OIL2) in der Zentrifuge (7),
dadurch gekennzeichnet, dass
ferner einer oder mehrere folgender Schritte durchlaufen wird/werden: d) im zulaufenden aufzubereitenden Schweröl - insbesondere vor dem Erwärmen - wird mit einer Sensoreinrichtung (1 1 ) der Kat- Feinstoffgehalt (Cat Fines IN) bestimmt,
e) im ablaufenden gereinigten bzw. aufbereiteten Reinöl mit der oder einer zweiten Sensoreinrichtung (12) der Kat- Feinstoffgehalt (Cat Fines OUT) bestimmt,
f) der oder die bestimmten Kat-Feinstoffgehalte aus Schritt d)
und/oder e) werden als Istgrößen eines Regelungsprozesses verwendet und es wird oder werden anhand der ermittelten Istgrößen regelnd insbesondere die Separiertemperatur T2 und/oder die Durchlaufleistung der Pumpe (4) eingestellt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
als Istgrößen verwendet werden:
- aktueller Kraftstoffverbrauch der Motoren,
- aktuelles Kraftstoffniveau in einem Reinöltank,
- Kat-Feinstoffgehalt im zulaufenden oder ablaufenden Schweröl und/oder Reinöl und/oder
- aktuelle Servicetank-Überlaufmenge.
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