HU208289B - Apparatus first for gaining the vapour remaining during the emptying in the space of closed tanks containing environment contaminating load - Google Patents

Description

A találmány tárgya berendezés zárt tartályok terében ürítés során bennmaradó gőzök kinyerésére, ürítendő tartályt töltendő tartállyal összekötő töltő vezetékkel, a töltendő tartály terével gőzvezetéken át összekötött hűtőcsapdával, a hűtőcsapda és a töltővezeték közé beiktatott kondenzátum vezetékkel, folyékony halmazállapotú semleges gáz forrással, amely gázvezetéken át az ürítendő tartály terébe csatlakozik és a hűtőcsapdán van keresztülvezetve, továbbá bemenetével kivezetésen át a hűtőcsapda teréhez kapcsolódó, legalább egy cserélhető betétet tartalmazó szűrőegységgel, amelynek kimenete a szabadba van vezetve. A berendezés elsősorban környezetszennyező rakományt tartalmazó tartályok áttöltésénél hasznosítható olyan anyagoknál, amelyek gáz halmazállapotban környezetre veszélyesek, vagy kömyezetszennyezőek vagy hasznos nyersanyagként visszanyerhetők.

A vegyszereket gyakran nemcsak tartályokban tárolják, hanem tartálykocsikban is szállítják, például a gyártótól a fogyasztóhoz, a gyártótól a közbeiktatott raktározóhoz és onnan a fogyasztóhoz vagy más vonalon, ahol az erre a célra alkalmazott tartálykocsik üzemeltetői rá vannak kényszerítve arra, hogy járműveikkel egymástól igencsak eltérő termékeket szállítmányozzanak. Ha egy ilyen jellegű tartályt kiürítenek, akkor annak gázterében illóanyagok, gyakran a tartályban szállított rakomány maradványai képződnek, amelyek aztán legkésőbb a tartály újbóli megtöltése alkalmából eltávoznak a tartályból. Ez a gyakorlatban úgy néz ki, hogy a tartályokat üres állapotban történő szállításuk során gyakran kinyitják, hogy tartalmukat a környező levegő valamint a menetszél kifújja és a maradvány gőzök a légtérbe jutva ott szétoszoljanak. Ha a tartályt nem ürítik ki teljesen, az is előfordulhat, hogy a tartály újbóli megtöltése során az újonnan betöltött rakomány az előzőleg szállított rakomány maradvány gőzeivel veszélyes vegyületet alkot, amely nemcsak mérgező, hanem például rosszabb esetekben erősen tűz- és robbanásveszélyes vegyület is lehet.

Ezt a gondolatmenetet kissé megfordítva a tartályba újonnan betöltött anyag a tartály térfogatának megfelelő gőzmennyiséget igyekszik kinyomni a tartályból, hacsak a tartály nem a csökkenő térfogat miatt növekvő nyomású gőzök ereje ellenében töltendő fel. Az ilyenkor elillanó gőzök felfogására fejlesztették ki például a benzintartályok feltöltésénél alkalmazott úgynevezett gázátfejtési eljárást, azaz a kiszoruló maradvány gőz térfogatot a tartálykocsi kiürülő terébe vezetik át a nyomáskiegyenlített állapot biztosítására. Ez a gázátfejtési eljárás mindaddig előnyös, amíg ugyanaz a tartálykocsi mindig ugyanazt a rakományt szállítja.

Ha a szállítandó termék megváltozik - és általában ez a gyakoribb, mivel gazdaságosan nem oldható meg, hogy egy szállítótartály mindig csak ugyanannak az anyagnak a szállítására legyen felhasználva -, az említett gázátfejtési eljárás nem alkalmazható. Ennek az a magyarázata, hogy a gáznemű anyag a szállítótartályban szennyezné az újonnan szállítandó anyagot. Legrosszabb esetben vegyi reakciók, robbanások is bekövetkezhetnek. Ennek elkerülésére a szállítótartályokat általában átöblítik, illetve semlegesítik, amennyiben a tartálykocsi belsejében vízzel oldható maradványanyagok találhatók. Szerves oldószereknél erre azonban legtöbbször nincs lehetőség, mert ezek általában nem oldódnak vízben. Ezenkívül szennyezett vizek keletkeznek, melyek környezetre ártalmatlanná tétele ugyancsak bonyolult és költséges eljárásokat von maga után.

A leírtak vezetnek tehát a szándékos bűncselekmények megtételéhez. A szállító a rakomány kiürítése során az átvevőnél bejelenti a gázátfejtési eljárás alkalmazását, aminek utóbbinál jelentős költségvonzata is van, azonban menetközben nyitva hagyja a tartálykocsi betöltőfedelét, hogy a menetszél a tartályból kihajtsa a benne rekedt maradvány gőzöket. Ez pedig környezetvédelmi okokból a lehető legszigorúbban elkerülendő, legtöbb helyen törvény tiltja. Azonban nincs más használható megoldás, mivel a vízzel történő öblítés általában nem jár sikerrel. Ezért éghető folyadékoknál robbanásveszélyes levegő-gáz keverékek jöhetnek létre, melyeknél elég egy szikra a katasztrófa bekövetkeztéhez.

Benzingőzkeverék, pontosabban ilyen keverékben lévő benzin visszanyerésére a DE-A 2337055 számú szabadalmi leírás ad példát, amelynek értelmében a benzin-levegő keveréket úgy kell lehűteni, hogy az abban lévő szénhidrogének kondenzálódjanak, illetve kifagyjanak.

A DE-A 1251233 számú szabadalmi leírás olyan eljárást ismertet, amellyel viszonylag nagyipari technológia segítségével gőzök nyerhetők vissza úgy, hogy a gőzöket különböző hűtőfokozatokon vezetik keresztül. Az a módszer, ahogy adott esetben a felszabaduló térfogatot valamilyen anyaggal fel is töltik a gőzök viszszanyerése során, a leírásból nem tűnik ki, azonban a mellékletekből arra lehet következtetni, hogy ilyen anyagként a környezeti levegő kerül hasznosításra.

Az EP-0 198988 Al számú szabadalmi leírás elsősorban a petrolkémia területén alkalmazható eljárást és azt megvalósító elrendezést ír le, ahol a semleges gázzal végzett tartálykiürítés során a semleges gázt átszivattyúzzák a nagy térfogatú, nyitott tartályba és a két anyag keveredéséből létrejövő keveréket ellenáramú hőcserélőként kialakított hűtőcsapdán vezetik át annak érdekében, hogy a hűtőközegként a semleges gázzal kondenzált gőzöket folyékony állapotban egy külön tartályban tárolják. Az elrendezés hiányossága, hogy a semleges gázok, miután a hűtőcsapdán áthaladva felmelegednek, gáznemű halmazállapotban a nyitott tartályba kerülnek, ahonnan nem elhanyagolható részük a szabadba távozik, és a következő alkalommal gondoskodni kell pótlásáról. A környezeti paraméterek nem kellően megfontolt kiválasztása miatt a folyamat önmagától nem képes lezajlani, így számos szivattyú van beiktatva, ami lényegesen rontja a művelet hatásfokát.

Az US-PS 3972201 számú szabadalmi leírás illékony anyagok gőzeinek visszanyerésére alkalmas berendezést ír le. Egy tartály tere szivattyún át hőcserélőként kialakított hűtőcsapdához csatlakozik, amelynek egyik kimenete kondenzátumvezetéken és visszacsapószelepen át, másik kimenete (15) gázvezetéken át a tartály terébe van visszavezetve. Utóbbi közvetlenül 2

HU 208 289 Β technológiai elzárókon keresztül - szűrőegység aktívszenes betéteivel, illetve a szűrőegység előtt vákuumszivattyú szívóoldalával áll öszeköttetésben, és a vákuumszivattyú nyomóága a hűtőcsapda kondenzátumvezetékével van közösítve. Ez a berendezés a tartályhoz állandóan hozzárendelve azt hivatott megakadályozni, hogy a tartályból a tárolt anyag gőzei a környezetbe távozzanak és veszteségként jelentkezzenek, illetve a le nem csapódott gőzöket visszavezeti a tartály terébe és a szivattyú szívóágába, ahonnan újra a hűtőcsapdába jutnak. Ez a berendezés önmagában nem alkalmas anyagok egyik tartályból a másikba történő áttöltésénél a kipárolgási veszteség eredményes megszüntetésére vagy csökkentésére, hiszen a tartályból távozó gőzök ugyanoda kerülnek vissza, és más anyag betöltése esetén azzal keverednek, azt szennyezik. A hőcserélő üzemeltetése pedig külön energiát és hűtőközeget igényel, ami további kiadásokkal jár.

A találmánnyal célom olyan megoldás létrehozása, amely elősegíti a tartályokban lévő maradvány gőzök összegyűjtését és kinyerését, méghozzá úgy, hogy az erre a célra felhasznált berendezések és készülékek lehetőleg kis térfogatúak, egyszerűen kezelhetők legyenek annak érdekében, hogy a hagyományos tartálykocsiknál is használni lehessen őket függetlenül attól, hogy a tartály közúti vagy sínen közlekedő tartálykocsin van elhelyezve.

A kitűzött feladat megoldása során olyan berendezést vettem alapul, elsősorban környezetszennyező rakományt tartalmazó zárt tartályok terében áttöltés során bennmaradó gáznemű anyagok kinyerésére, amelynek ürítendő tartályt töltendő tartállyal összekötő töltővezetéke, a töltendő tartály terével gőzvezetéken át összekötött hűtőcsapdája, a hűtőcsapda és a töltővezeték közé beiktatott kondenzátum vezetéke, folyékony halmazállapotú semleges gáz forrása van, amely gázvezetéken át az ürítendő tartály terébe csatlakozik és a hűtőcsapdán van keresztülvezetve, továbbá bemenetével kivezetésen át a hűtőcsapda teréhez kapcsolódó, legalább egy cserélhető betétet tartalmazó szűrőegysége van, amelynek kimenete a szabadba van vezetve. Ezt a találmány értelmében úgy feljesztettem tovább, hogy a hűtőcsapda az ürítendő vagy a töltendő tartályon, az abban tárolt anyag szintje fölött oldhatóan van rögzítve, és a kondenzátum vezeték zárószelepen át lejtősen van a töltővezetékbe csatlakoztatva.

A javasolt berendezés egy előnyös kiviteli alakja szerint a semleges gáz forrás folyékony halmazállapotú nitrogént tartalmaz.

A nitrogén alkalmazása azzal az előnnyel jár, hogy a nitrogén folyékony halmazállapotban nagy mennyiségben áll rendelkezésünkre és gáz halmazállapotú fázisa a folyékony halmazállapotú fázishoz képest hozzávetőlegesen 800-szorosára nő térfogatában. Ezen túlmenően a nitrogén meggátolja a robbanásokat és a környezet szempontjából teljesen ártalmatlan gáznak tekinthető. Mivel normális körülmények között a nitrogénatmoszféra levegővel nem lép vegyi reakciókba, például levegőre érzékeny oldószereknél így nem jön létre peroxid képződés sem.

Ugyancsak előnyös, ha a szűrőegység különböző maradvány anyagokhoz igazított paraméterekkel rendelkező, cserélhető, illetve zárószerveken át közösítetten a kivezetésre csatlakoztatott betéteket tartalmaz.

A kiürítendő tartály gázterének pótanyaggal történő feltöltése, valamint a feltöltendő tartály gázterében lévő maradványgőzök hűtőcsapdán keresztül történő kinyerése azzal a lényeges előnnyel jár, hogy a kiürítendő tartály részére teljesen közömbössé válik, hogy következő bevetése alkalmával ugyanazt a terméket vagy más terméket töltenek-e bele. A hűtőcsapdán átvezetett, abban lecsapódó áttöltött termék a felhasználóhoz újból eljut, úgyhogy a felhasználó oldalán a leszállított rakomány mennyiségi veszteséget nem mutat fel. Ugyanúgy, mint a gázátfejtési eljárásnál, a javasolt berendezéssel is nyomáskülönbségek fellépése nélkül tudunk tartályokat üríteni és feltölteni, ami azzal az előnnyel jár, hogy a berendezésben nincs szükség szivattyúk alkalmazására.

A gőzök hűtőcsapdán történő átvezetése ezenkívül azzal az előnnyel jár, hogy ezek az anyagok a hűtőcsapdában kondenzálódnak és adott esetben járulékosan kiszolgáltathatók a felhasználónak, hiszen az gyakorlatilag ezt a rakománymennyiséget is megfizette. Arra is lehetőség nyílik, hogy a hűtőcsapdában kilépő anyagokat ne a töltőcsőbe vezessük vissza, hanem kis térfogatú tárolókban felfogva más felhasználási célra továbbítsuk.

A találmány különleges előnye abban áll, hogy a tartály gázterét kitöltő semleges gáz hűtőanyagként úgyis rendelkezésre áll, és a hűtőközeg, miután a hűtőcsapdán átvezetett gőzt lehűtötte, megfelelő elpárolgás után a tartály terét kitöltő semleges gázként hasznosul. Ennek során az a felismerés játszik szerepet, hogy megfelelően megválasztott, környezeti szempontokból ártalmatlannak minősített semleges gáz elpárolgása során rendkívül nagy térfogatnövekedést szenved.

Előnyös a találmány értelmében, ha a szűrőegység különböző maradvány anyagokhoz igazított paraméterekkel rendelkező, cserélhető, illetve zárószerveken át közösítetten a kivezetésre csatlakoztatott betéteket tartalmaz.

A találmányt az alábbiakban a mellékelt rajz segítségével ismertetem részletesebben, amelyen a javasolt berendezés lehetséges kiviteli alakjának elvi vázlatát tüntettem fel függőleges metszetben.

A találmány szerinti (1) berendezés alkotja lényegében a kapcsolatot (3) tartálykocsi ürítendő (2) tartálya, valamint további töltendő (4) tartály között, ahol a (2) tartály (5) kiömlőcsonkja a (4) tartály (6) betöltőcsonkjával áll (7) töltővezetéken át kapcsolatban.

Ezen túlmenően a berendezés részét alkotja tetszőleges, ismert kialakítású (8) hűtőcsapda is, melynek csupán jelképesen feltüntetett hűtőkígyója folyékony halmazállapotú (9) semleges gáz forrással, valamint a (2) tartály (11) gázterével áll vezetéken át összeköttetésben. A (8) hűtőcsapda (15) kivezetésen át (16) szűrőegységhez kapcsolódik, amely különböző maradvány anyagokhoz igazított paraméterekkel rendelkező, cserélhető, illetve zárószerveken át közösítetten a (15) kivezetésre csatlakoztatott (16’) betéteket tartalmaz.

HU 208 289 Β

A (4) tartály (12) terébe (13) gőzvezeték nyúlik bele, amely másik végével a (8) hűtőcsapda terébe torkollik. A (8) hűtőcsapda aljából, a (13) gőzvezeték beömlőnyílása alatt (14) kondenzátum vezeték van kiágaztatva, amely lejtősen - jelen esetben függőlegesen - egyetlen zárószelepen át közvetlenül a (7) töltővezetékbe torkollik.

A feltöltendő (4) tartály (12) teréből a betöltött anyag által kiszorított maradvány gőzök a (13) gőzvezetéken át a (8) hűtőcsapda terébe jutnak, ahol a hűtőkígyóban lévő folyékony semleges gáz által lehűlnek, kondenzálódnak és az így nyert kondenzátum a (7) töltőcső hosszánál rövidebb (14) kondenzátum vezetéken át visszafolyik a (7) töltővezetékbe és onnan a (4) tartály (12) terébe. A nem kondenzálódott gőzök a (15) kivezetésen át a (16) szűrőegységbe jutnak, és annak például a gőzök számára zárószerv megnyitásával hozzáférhetővé tett megfelelő (16’) betétjében megkötődnek vagy a környezetbe távoznak.

A (8) hűtőcsapdában folyékony nitrogén (N₂) áramlik a (9) semleges gáz forrás irányából. A (8) hűtőcsapdában felhevülő folyékony nitrogén gázneművé válik és a (2) tartály ürítése alatt annak (11) gázterébe, pontosabban (10) fejrészébe lép be.

A javasolt berendezés működése során a (2, 4) tartályok (11, 12) tere között soha nem áll fenn jelentős nyomáskülönbség.

Természetesen a találmány fent ismertetett példakénti kiviteli alakja számos változatban módosítható anélkül, hogy a találmány alapgondolatát megváltoztatnánk. így például javaslatunk nem csupán a (8) hűtőcsapda itt vázlatosan bemutatott térbeli elrendezésére korlátozódik, hanem az szilárdan beépített elemként a (4) tartály közelében is elhelyezhető, vagy a (3) tartálykocsi szerves részét alkotja.

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

Claims (3)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Berendezés elsősorban környezetszennyező rakományt tartalmazó zárt tartályok terében áttöltés során bennmaradó gőzök kinyerésére, ürítendő tartályt töltendő tartállyal összekötő töltővezetékkel, a töltendő tartály terével gőzvezetéken át összekötött hűtőcsapdával, a hűtőcsapda és a töltővezeték közé beiktatott kondenzátum vezetékkel, folyékony halmazállapotú semleges gáz forrással, amely gázvezetéken át az ürítendő tartály terébe csatlakozik és a hűtőcsapdán van keresztülvezetve, továbbá bemenetével kivezetésen át a hűtőcsapda teréhez kapcsolódó, legalább egy cserélhető betétet tartalmazó szűrőegységgel, amelynek kimenete a szabadba van vezetve, azzal jellemezve, hogy a hűtőcsapda (8) az ürítendő tartályon (2) vagy a töltendő tartályon (4), az ürítendő tartályban (2) tárolt anyag szintje fölött oldhatóan van rögzítve, és a kondenzátum vezeték (14) zárószelepen át lejtősen van a töltővezetékbe (7) csatlakoztatva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a semleges gáz forrás (9) folyékony halmazállapotú nitrogént tartalmaz.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szűrőegység (16) különböző maradvány anyagokhoz igazított paraméterekkel rendelkező, cserélhető, illetve zárószerveken át közösítetten a kivezetésre (15) csatlakoztatott betéteket (16’) tartalmaz.