NO314851B1 - Anlegg for bortföring av forurenset masse, samt anvendelse - Google Patents

Description

■ANLEGG FOR BORTFØRING AV FORURENSET, EKSEMPELVIS PARTIKKELFORMET MASSE SOM LIGGER PÅ SJØBUNNEN, SAMT EN ANVENDELSE AV ET SÆREGENT VÆSKE-/GASSFORMIG TRANSPORTMEDIUM FOR NEVNTE MASSE

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et anlegg for bortfø-ring av forurenset, eksempelvis partikkelformet masse som ligger på sjøbunnen. Anlegget er av den art som fremgår av den innledende del av patentkrav 1.

Oppfinnelsen angår et anlegg som blant annet kan anvendes for å gjennomføre arbeidsoperasjoner slik som de er beskrevet i -søknaden, men som også vil kunne anvendes under oppnåelse av spesielle fordeler som knytter seg til denne oppfinnelse i tilknytning til lignende fremgangsmåter for fjerning av uli-ke, forurensede masser fra sjøbunnen.

Anlegget ifølge oppfinnelsen er av den art som oppviser en konstruktiv oppbygging som angitt i den innledende del av første apparatkrav.

Anlegget kan være anvendelig og nyttig for en rekke bortfø-ringsoperasjoner hvor forurensede, særlig partikkelformede masser skal tas opp fra sjøbunnen og transporteres vekk,

blant annet i miljøforbedrende øyemed ved å høyne sjøbunnens og sjøvannets kvalitet, i den hensikt å bedre forholdene for det marine dyre- og planteliv. Imidlertid er den foreliggende oppfinnelse i første rekke knyttet til to hovedoppgaver, nem-lig fjerning av borekaks på sjøbunnen rundt sjøbaserte platt-former, og fjerning av annet forurenset, partikkelformet materiale og masse fra sjøbunnen i fjorder og havnebasseng.

Disse spesifikt angitte anvendelser er imidlertid ikke begrensende for oppfinnelsens beskyttelsesomfang slik den er angitt i patentkravene, som dog angir at bunnfelt masse som skal fjernes er forurenset og at det for fjerningen benyttes et væske-/gassformig transportmedium.

I overensstemmelse med oppfinnelsen har man derved tatt sikte på å anvise et anlegg av den art som er angitt i etterfølgen-de patentkrav l's ingress, hvor man - sammenlignet med tradi-sjonell og annen kjent teknologi - oppnår vesentlige fordeler så vel økonomisk som når det gjelder kapasitet og effektivitet.

Disse formål er ifølge den foreliggende oppfinnelse realisert ved at anlegget er bygget konstruktivt opp i overensstemmelse med den karakteriserende del av krav 1.

I henhold til oppfinnelsen går man derved frem slik at væskeformig, eventuelt gassformig, transportmedium for forflytting av nevnte forurensede masse fra sjøbunnen til et, eventuelt midlertidig, tømmested, normalt over sjøoverflaten, hvilket transportmedium som er blitt forurenset ved kontakten med nevnte forurensede masse, resirkuleres, idet det inn i det frie, nederste endeparti av en sugeslange for bortføring av masse på sjøbunnen, sprøytes returvæske (eller -gass) i oppadrettet stråleform i kort avstand fra ytterenden av nevnte sugeslange som manøvreres for eksempel fra en fjernstyrt un-dervannsfarkost (ROV) og øverst er koplet sammen med et sti-gerør for den videre, oppadrettede transport av forurenset masse av partikkelformet fast materiale ved hjelp av - bortsett fra første gangs sirkulasjon - likeledes forurenset transportvæske (eller -gass). Bruk av resirkulert, forurenset transportmedium har vist seg å ikke ha noen som helst negativ innvirkning på prosessen. Ifølge oppfinnelsen legges forholdene til rette for kontroll/styring av blandingsforholdet mellom masse og transportmedium (vanligvis væske). Blandingen av partikkelformet masse og transportvæske vil i overflateposisjon bli underkastet sikting og separering, og de forurens-ninger som resirkulert transportvæske inneholder har således en mindre partikkelstørrelse enn dem som holdes tilbake av vibrasjonsoldets sikter og består vanligvis av væskeformige forurensningsstoffer.

Resirkulering av forurenset transportvæske gir seg utslag i store økonomiske besparelser. Ikke minst er det ved kjent \tekn-ikk kostbart å ta hånd om og rense/fjerne forurenset transportvæske. Et praktisk talt lukket kretsløp for strøm-mende transportvæske er fordelaktig for oppfinnelsens kapasitet og effektivitet.

Masseinnsugingsprosessen ved sjøbunnen kan underkastes audioovervåkning. Dette vil kunne la seg iverksette ved å an-bringe en hydrofon på sugeslangen, posisjonert i en viss avstand fra innsugingsenden.

Anlegget i henhold til oppfinnelsen omfatter en slange-/rørformet transportanordning med en langsgående utstrekning som svarer til den omtrentlige strekning fra massebortfø-ringsstedet på sjøbunnen og til et midlertidig tømme-/av-leveringssted, hvilken transportanordning fortrinnsvis er ba-sert på det såkalte "gassløftprinsipp" (hvor det kan benyttes trykkluft). Transportanordningen omfatter fortrinnsvis en ROV-manøvrert sugeslange som er innrettet til fra sjøbunnen å kunne suge inn forurenset masse ved sin frie ende, hvilken sugeslange i en passende avstand fra arbeidsstedet på sjøbun-nen bør være koplet til et stigerør, spesielt ved store dyp.

Ved store dyp som tilsvarer store løftehøyder henført til nevnte stigerør, bør stigerøret utformes med økende diameter (gradvis eller trinnvis) mot utløpet som befinner seg over overflateposisjon. Herved begrenses hastighet og trykkfall på grunn av gassekspansjon (gass tilført til stigerøret fra gassløft-rørledning).

Eksempelvis ved overgangen mellom den nedentil beliggende sugeslange og det overliggende stigerør i forlengelsen av sugeslangen, kan det være tilkoplet et gassløft i form av en til-førselsslange for komprimert gass, for eksempel trykkluft.

■^Tilførsels slangen er øverst koplet til en kompressor som er plassert over vannflaten.

Inn i massetransportslangens (sugeslangens) nedre endeparti rager det inn et nedre endeparti av en returslange for forurenset transportvæske (eller -gass). Enden av returslangen kan være forsynt med en stråledyse.

Til kompressoren kan det fra en oppsamlings- og separasjons-tank eventuelt føre en kanal/rør/slange for resirkulert gass for gassløftet. Denne kanal etc. kan eventuelt sløyfes dersom det ikke er påkrevd å resirkulere denne gassen.

Fra oppsamlingsbeholderen som enten er konstruert som separa-tor eller omfatter en separeringsanordning, fører dels et uttak for opptransportert forurenset masse som kan bestå av partikler med ulik størrelse, dels et uttak for overskuddsvæske, koplet til nevnte returvæskeslange for forurenset transportvæske.

Returslangen kan like under oppsamlings- og separeringsbeholderen være tilkoplet en grenrørledning med en stengeventil i umiddelbar nærhet av returslangen.

Dersom gassen som brukes til gassløftet ikke skal resirkuleres, kan oppsamlings- og separeringsbeholderen, som eventuelt består av flere deler, være åpen i toppen.

Over sjøoverflaten kan det i returslangen for forurenset transportvæske eventuelt være montert inn en pumpe.

Denne pumpen kan sløyfes dersom det hydrostatiske trykk fra høydeforskjellen er tilstrekkelig til å mate forurenset ."transportvæske nedover, slik at den ankommer ved nevnte dyse med tilfredsstillende strømningshastighet.

Den forannevnte dyse for innsprøyting av forurenset transportvæske i endepartiet av sugeslangen for masse på sjøbun-nen, kan være plassert i en innsnevring i sugeslangens endeparti, fortrinnsvis et stykke fra dennes frie ende. Derved kan det oppnås en venturieffekt for å øke slangens sugevirkning på massen. Dysen kan også plasseres eksentrisk i forhold til sugeslangeendens akse eller skråttstilt, hvorved det i slike tilfelle opprettes og opprettholdes en skruelinjeformet strømning som letter fremmatingen av massen.

Et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelsesform er fremstilt i sterkt skjematisert form i vedføyde eneste tegningsfigur, hvor et anlegg for fjerning av forurenset masse fra sjøbunnen er vist i én anvendelig arbeidsposisjon.

I tegningsfiguren betegner 10 sjøbunnen og 12 havoverflaten, mens henvisningstallet 14 angir en haug av forurenset partikkelformet masse som oppviser innbyrdes avvikende partikkel-størrelser, for eksempel borekaks.

Anlegget for bortføring av forurenset masse fra sjøbunnen omfatter en sugeslange 16 som kan bestå av en forholdsvis lang, fleksibel slange og utgjør det nedre parti av et sammenheng-ende løp som likeledes omfatter et stigerør 18 som med sitt øvre parti rager over havoverflaten 12 og der har et to ganger 90° avvinklet parti, slik at stigerørets 18 (og dermed fellesløpet 16,18) utløp 20 er rettet nedover, inn i det øvre området av en oppbevarings- og separeringsbeholder 22.

^Stigerøret 18 kan ved store dyp, svarende til store løftehøy-der, være utformet med tiltagende diameter mot utløpet. Derved begrenses strømningshastighet og trykkfall på grunn av gassekspansjon.

Beholderen er utstyrt med et vibrasjonssold (forenklet vist i form av et skrånende sikt) 24 for separering av blandingen av transportvæske og forurenset masse fra haugen 14. Henvisningstallet 26 antyder et overgangsstykke mellom sugeslangen 16 og stigerøret 18. Hovedsaken er å opprette ett løp 16,18 som strekker seg fra arbeidsstedet på sjøbunnen 10 og til et bearbeidingssted, beholderen 22, over havoverflaten 12.

Gassløftet i stigerøret 18 er iverksatt ved hjelp av en til-førselsslange 28 for komprimert gass, eksempelvis og fortrinnsvis i form av trykkluft, fra en kompressor 30. Prinsip-pet for gassløft er velkjent: Gassen strømmer som følge av sin spesifikke vekt oppover i et avgrenset løp (18) og tar med seg væske og annet som måtte befinne seg i/bli tilført til nevnte løp.

Dersom det skal tas vare på denne komprimerte luften når den ankommer til beholderen 22 og man ønsker å resirkulere den, må beholderen 22 utføres med lukket topp, og det må opprettes en kanal 32 (stiplet) mellom beholder 22 og kompressor 30.

Fra beholderens 22 vibrasjonssold i form av en i lengderet-ningen skrånende sikteskive 24 fører det ut et uttak 34 for forurenset masse av partikkelformet tørrstoff, for eksempel borekaks fra haugen 14 på sjøbunnen 10. De forurensede massepartikler er brakt opp til overflateposisjon, og den videre transport er for så vidt uvedkommende for den foreliggende oppfinnelse. I tegningsfiguren er slik masse vist idet den forlater beholderen 22 og er på vei ut av uttaket 34. Denne masse vil selvsagt bli tatt-hånd om eksempelvis via en under-liggende renne for videre transport.

I utgangsposisjon antas det at beholderens 22 nedre område er fylt med et passe volum transportvæske.

Det i utgangsposisjon med transportvæske fylte, nedre området av beholderen 22 er tilkoplet et bunnavløp 36 som i første rekke er koplet til en nedhengende, meget lang slange/-rør-ledning 38 for transportvæske. Etter første gangs sirkulasjon igjennom anlegget er transportvæsken forurenset som følge av sin kontakt med forurenset masse og væsken utgjør deretter resirkulert transportvæske.

Slangen 38 blir derfor benevnt returslange for forurenset transportvæske.

Ved sitt nedre endeparti er returslangen 38 to ganger awink-let, og den rager med sin ytre ende 40 inn i sugeslangens 16 endeparti. Sugeslangen 16 er vist i en passe skråstilling i forhold til sjøbunnen 10, svarende til en hensiktsmessig stilling i forhold til massehaugen 14, og ytterste endeparti 40 av returslangen kan ha motsvarende skråning slik at re-turslangens 40 munning er anbrakt koaksialt i sugeslangens 16 nedre avsnitt.

Dysen i returs langens 38 awinklete endeparti 40 kan være plassert i en innsnevring (venturi) 42 i det omsluttende parti av sugeslangen 16 for å øke dennes sugeeffekt.

!S

1 nevnte frie endeparti 40 av returslangen er det innmontert en dyse for injeksjon av transportvæsken. Dysen kan utgjøres av et munnstykke i hvilket det er satt inn en strålepumpe, for derved å iverksette en effektiv mating av masse fra haugen 14 og i det minste opp til et sted i sugeslang-en/stigerøret hvor gassen fra tilførselsslangen for komprimert luft i gassløftet begynner å gjøre seg gjeldende.

Til sugeslangen 16 er det nær overgangen 26 til stigerøret

18 påmontert en hydrofon 44, et undervannslytteapparat, for audioovervåkning av sugeprosessen.

Til returslangen 38 er det, like under beholderens 22 bunn, tilkoplet en grenledning 46 med stengeventil 48, hvorigjennom eventuell overskuddsvæske kan tappes av.

Umiddelbart nedstrøms grenledningen 46 er returslangen 38 tilkoplet en pumpe 50. Denne pumpen 50 kan sløyfes dersom det hydrostatiske trykket fra høydeforskjellen er tilstrekkelig høyt.

Claims (9)

1. Anlegg for bortføring av forurenset, eksempelvis partikkelformet masse fra sjøbunnposisjon, omfattende midler for i et oppadrettet løp (16,18) å iverksette en strøm av masse og et transportmedium til overliggende posisjon, fortrinnsvis over havoverflaten, hvor det oppadrettet løp i slange-/rørledningsutførelse (16,18) er tilordnet midler (28, 40) omfattende i det minste en gasstilførsels-slange/-rørledning (28) koplet til slange-/rørledningen (16,18) i en avstand over dennes nedre innsugingsende og avstedkommer en ejektor-/gassløfteffekt i slange-/rørledningen (16,18), karakterisert ved at anlegget omfatter en beholder (22) med sold/sikt (24) for fraskilling av opptransportert, forurenset, partikkelformet masse, hvilken beholder (22) har et slange-/rørformet nedadrettet returløp (38) for forurenset transportmedium (fluid), hvilket returløp (38) med sin i bruksstilling nederste ende (40) befinner seg inni nevnte slange-/rørlednings (16,18) innsugingsende.

2. Anlegg ifølge krav 1, karakterisert ved at returløpet (38) som transporterer forurenset tran- \ — sportmedium i resirkuleringsøyemed, ved sin i nevnte inn sugingsende beliggende utstrømningsende (40) er forsynt med en dyse for innsprøyting av returvæske med rettet strålevirkning.

3. Anlegg ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte dyse utgjøres av et munnstykke med innbygget strålepumpe.

4. Anlegg ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det til et nedre parti av nevnte slange-/rørledning (16,18) er montert et un-dervanns lytteapparat i form av en hydrofon (44) for audioovervåkning av masseinnsugingsprosessen.

5. Anlegg ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at den nedre del av nevnte masse-transportmedium-opptransporterende løp i slange-/rørledningsutførelse er en fleksibel, relativt lang slange (16) som ved sin øvre ende er koplet til et stigerør (18) som, særlig ved store dyp/løftehøyder, opp viser tiltagende diameter mot det øverst beliggende utløp (20).

6. Anlegg ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det mellom nevnte beholder (22) som er utformet med lukket topp, og en kompressor (30) for levering av komprimert gass, eksempelvis luft, fører en kanal (32), et rør eller en slange, for resirkulering av trykkgass anvendt i gassløftet.

7. Anlegg ifølge ett eller flere av de foregående krav, k~~a rakterisert ved at nevnte dyse/munnstykke befinner seg i en innsnevring (42) i sugeslangens (16) nede endeparti.

8. Anlegg ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at dysen/munnstykket er eksentrisk og/eller skråttstilt i forhold til sugeslange-endepartiets (16) lengdeakse.

9. Anvendelse av forurenset transportmedium, fortrinnsvis væskeformig transportmedium, i en prosess for opptran-sportering av forurenset, partikkelformet masse av fast materiale som befinner seg på sjøbunnen (10), hvor forurenset transportvæske resirkuleres i et i hovedsak lukket kretsløp som i det vesentlige er orientert vertikalt.