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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Innenreinigung eines Tanks,
insbesondere Rohöltanks, wobei
in dem Rohöltank
ein Ölsumpf
und ein aus dem Ölsumpf
ausdiffundiertes Gasgemisch vorhanden ist, das ein kohlenwasserstoffhaltiges
Gas aufweist.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine für
diesen Zweck vorgesehene Vorrichtung und ein für diesen Zweck vorgesehenes
Reinigungsfahrzeug.
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Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Innenreinigen eines Tanks, insbesondere
eines Rohöltanks,
sind allgemein bekannt.
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Rohöltanks werden
zum Lagern größerer Mengen
Rohöl mit
einem Fassungsvermögen
von ca. 100.000 m3 eingesetzt. Derartige
Rohöltanks können bspw.
als Schwimmdeckeltanks ausgeführt sein,
bei denen ein scheibenförmiges
Dach auf dem Rohöl
schwimmt, welches sich bei einem Zu- oder Abfluss von Rohöl in vertikaler
Richtung auf- bzw. abbewegen kann.
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Im
Laufe der Jahre bilden sich am Boden derartiger Rohöltanks Ablagerungen,
die durch Absinken schwerer Bestandteile des Rohöls entstehen und als „Gatch" oder Rohölsumpf bezeichnet
werden. Die Ablagerungen haben häufig
eine sedimentartig feste Konsistenz und eine vergleichsweise glitschige
Oberfläche.
Art und Stärke
der Ablagerungen hängen
unter anderem von der gelagerten Rohölsorte, der Lagermenge, der
Umschlaghäufigkeit
und der Tankgröße ab. Die
Ablagerungen müssen
in regelmäßigen Abständen entfernt
werden, wozu in der Regel zunächst
das Rohöl
abgelassen wird und dann die Ablagerungen mechanisch von dem Tankboden abgetragen
werden.
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Nach
Ablassen des Rohöls
stellt sich über dem
Rohölsumpf
ein Gas- und/oder Dampfgemisch ein. Das Gas- und/oder Dampfgemisch
weist aus dem Rohölsumpf
ausdiffundierte Gase auf, die in der Regel flüchtige Kohlenwasserstoffverbindungen
umfassen. Der Gehalt des kohlenwasserstoffhaltigen Gas- und/oder
Dampfgemisches im Innenraum des Tankes kann nach Ablassen des Rohöls bis zu 30.000
ppm. betragen. Bevor die Arbeit des Abtragens erfolgen kann, muss
das sich über
dem Rohölsumpf
eingestellte Gas- und/oder
Dampfgemisch abgesaugt werden. Dies ist notwendig, da die Arbeit des
Reinigens üblicherweise
von Reinigungspersonal verrichtet wird und aus Arbeitsschutzgründen die gesundheits
schädigenden
Gase aus dem Innenraum des Tankes entfernt werden müssen. Bevor Personal
zur Reinigung in den Tank hinein kann, muss die Konzentration der
Kohlenwasserstoffe in dem Innenraum des Tankes kleiner als 2000
ppm. sein, wie es in den Arbeitsschutzvorschriften vorgeschrieben
ist.
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Auch
beim Einsatz von Reinigungsfahrzeugen, bei denen es sich in der
Regel um roboterartige Kettenfahrzeuge handelt, ist das Vorhandensein
eines Gasgemisches nicht gewünscht,
da dieses Gasgemisch in der Regel entzündbar ist, wenn es mit Sauerstoff
in Verbindung kommt.
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Aus
EP 1 498 190 A1 ist
ein Verfahren zum Reinigen eines Öltanks für brennbare Flüssigkeiten bekannt,
bei dem der Tank unter Belassung eines Restsumpfes, hauptsächlich gebildet
von Schlamm und Restflüssigkeit,
insbesondere Restöl,
geleert wird und Gase aus dem oberhalb des Restsumpfes vorhandenen
Gasraums abgesaugt und verbrannt werden. Um im Gasraum vorhandenes
Gas energetisch zu verwerten und um aus dem Restsumpf wirtschaftlich
vertretbar verwendbare Stoffe zu gewinnen, wird dabei aus der Verbrennung
der aus dem Gasraum abgesaugten Gase gewonnene Energie dem den Restsumpf
bildenden Schlamm und der Restflüssigkeit
zugeführt.
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Aus
EP 0 589 698 A1 ist
ein System zum Reinigen eines Tanks und zum Rückgewinnen und Behandeln von
Tankrestflüssigkeit
bekannt mit einer ersten Systemeinheit, die ausgestattet ist mit
einer Saugvorrichtung zum Absaugen und Entladen von Tankrestflüssigkeit,
einer zweiten Systemeinheit, die ausgestattet ist mit einem Öl-Wasser-Abscheider zum
Abscheiden von Öl
von der entladenen Restflüssigkeit,
einer Vorrichtung zum Behandeln des abgeschiedenen Öls und Mittel
zum Einspeisen einer Waschflüssigkeit
in den Tank, einer dritten Systemeinheit, die mit einem Schutzgasgenerator
ausgestattet ist, und ersten, zweiten und dritten Beförderungsmitteln
um die erste, zweite und dritte Systemeinheit dem zu behandelnden
Tank zuzuführen.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Reinigung eines Rohöltanks
bereitzustellen. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, ein derartiges
Reinigungsfahrzeug bereitzustellen.
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Bei
einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch
gelöst,
dass das Gasgemisch zunächst
aus dem Tank abgesaugt wird und dass gleichzeitig zugelassen wird,
dass ein inertes Gas in den Tank zugeführt wird, dass der Energiegehalt
des abgesaugten Gasgemisches bestimmt wird, dass das Gasgemisch
einem Verdichter zum Verdichten des Gasgemisches zugeführt wird,
falls der Energiegehalt des Gasgemisches einen Grenzwert übersteigt,
um das Gasgemisch in dem Verdichter zu verdichten, und dass das
Gasgemisch einer Verbrauchereinheit zugeführt wird, falls der Energiegehalt
des Gasgemisches den Grenzwert unterschreitet.
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Unter
Gasgemisch wird im Folgenden stets ein Gas- und/oder Dampfgemisch
verstanden, welches eine Mischung aus flüchtigen Kohlenwasserstoffverbindungen
und/oder Dampf aufweist. Unter dem Dampf ist ein Stoff in einem
gasförmigen
Aggregatzustand zu verstehen, der gleichzeitig auch noch als Flüssigkeit,
hier als Rohöl,
vorhanden ist, wobei das Gas und die Flüssigkeit in Kontakt miteinander stehen.
In der Regel ist die Flüssigkeit
in Form von kleinen Flüssigkeitströpfchen in
dem Gas gemischt. Die Zusammensetzung des Gasgemisches ist in der Regel
nicht bekannt und unterliegt Schwankungen. Es ist vorteilhaft den
Energiegehalt des Gasgemisches zu bestimmen, um das Gasgemisch möglicherweise
einer weiteren Verwendung zuzuführen.
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Die
Bestimmung des Energiegehaltes kann eine Ermittlung eines Brennwertes
und/oder eine reine Mengenbestimmung eines Volumenanteils der brennbaren
Bestandteile beinhalten. Die Bestimmung des Volumenanteils von brennbaren
Gasen im Gasgemisch kann beispielweise mit chromatographischen Verfahren
erfolgen, wie der Gaschromatographie, oder berührungslos mit Infrarotsensoren.
Der Brennwert kann beispielsweise durch Messung der Wärmetönung bestimmt
werden, indem ein kleines Messvolumen verbrannt wird und die dabei
freiwerdende Wärme
bestimmt wird.
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Das
Gasgemisch mit einem hohen Energiegehalt weist in der Regel einen
hohen Anteil von brennbaren Gasen auf. Da der Rohölsumpf eine
Mischung unterschiedlich fester Kohlenwasserstoffverbindungen aufweist,
umfasst das Gasgemisch in der Regel eine Mischung von unterschiedlichen,
flüchtigen
brennbaren Komponenten, wie Methan, Ethan, Propan, Butan und Ethan.
Da bei der Verbrennung eines schwereren Kohlenwasserstoffes wie
beispielsweise Butan mehr Energie pro Mol frei wird als bei dem
leichten Methan, bestimmt sich der Energiegehalt des Gasgemisches
sowohl durch die Menge an brennbaren Kohlenwasserstoffen, als auch
durch deren Zusammensetzung.
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Ein
Beispiel für
ein einfaches brennbares, kohlenwasserstoffhaltiges Gasgemisch ist
beispielsweise Erdgas, das brennbare Bestandteile, hauptsächlich Methan,
und nicht brennbare Bestandteile, hauptsächlich Kohlendioxid und Edelgase,
aufweist. Entsprechend dem Energiegehalt wird Erdgas in L-Gas mit
einem niedrigen Energiegehalt auf Grund eines niedrigen Anteils
von Methan von ungefähr 79,8–87 Volumenprozent
und H-Gas mit einem hohen Energiegehalt auf Grund des hohen Anteils
von Methan von ungefähr
87–99,1
Volumenprozent eingeteilt. Dies entspricht einem Brennwert von ungefähr 10 kWh/kg
für L-Gas
und von ungefähr
14 kWh/kg für
H-Gas, wobei der Brennwert die gesamte Wärmemenge ist, die bei einer
vollständigen
Verbrennung des Gasgemisches frei wird. Der Wert von 87 Volumenprozent
Methan kann daher bspw. bei Erdgas als erfindungsgemäßer Grenzwert
herangezogen werden.
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Die
Unterscheidung des Gasgemisches unter Verwendung eines Grenzwertes
für den
Energiegehalt des Gasgemisches ist vorteilhaft, da das Gasgemisch
mit einem hohen Energiegehalt einer weiteren Verwendung als Energielieferant,
beispielsweise als Brenngas in Heizungsanlagen, Müllverbrennungsanlagen
und zur Stromerzeugung in Gasturbinenkraftwerken, zugeführt werden
kann.
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Hierbei
ist es vorteilhaft, dasselbe zu verdichten. Das unter Umgebungsdruck
stehende Gasgemisch würde
ein zu großes
Volumen einnehmen und wäre
somit unter Lagerungsgesichtspunkten und logistischen Aspekten nicht
handhabbar. Deshalb wird das Gasgemisch in der Regel einem Verdichter zugeführt, der
das unter Umgebungsdruck stehende Gasgemisch komprimiert. Prinzipiell
ist es auch möglich
das abgesaugte Gasgemisch mit hohen Energiegehalt unter Umgebungsdruck
in entsprechenden Behältnissen
zwischenzulagern und dasselbe dann anschließend, Schrittweise dem Verdichter
zuzuführen,
je nachdem, wie die weitere Verwendung als Brenngas geplant ist.
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Unter
Verdichtung oder auch Kompression wird ein Vorgang verstanden, bei
dem die Dichte des Gasgemisches erhöht, bzw. dessen Volumen vermindert
wird. Dies ist möglich,
da Gase anders als Flüssigkeiten
kein festgelegtes Volumen besitzen und daher immer den gesamten
zur Verfügung
stehenden Raum vollständig
und gleichmäßig ausfüllen. Um eine
möglichst
große
Menge des Gasgemisches in einen Behälter zu bringen, also eine
hohe Dichte zu erhalten, wird das Gasgemisch auf ein Vielfaches des
unter Umgebungsdruck stehenden Gasgemisches, also stark, komprimiert.
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Ist
der Energiegehalt des Gasgemisches klein, ist das Gasgemisch nicht
als Brenngas zur Energiegewinnung verwendbar, und wird einer Verbrauchereinheit
zugeführt.
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In
einer Ausgestaltung des Verfahrens wird das Absaugen und das Verdichten
des Gasgemisches mittels einer Kompressoreinheit durchgeführt.
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Eine
Kompressoreinheit ist eine Arbeitsmaschine zum Absaugen und Verdichten
von Gasen und Dämpfen,
so dass das Gasgemisch mit derselben Einheit, aufweisend eine Pumpe
und einen Verdichter, aus dem Tank absaugt und komprimiert wird. Am
Ausgang der Kompressoreinheit steht das Gasgemisch unter einem vorgegebenen
Druck. Der Wirkungsgrad des Kompressors wird durch das Verhältnis des
Enddruckes zum Ansaugdruck verstanden. Bei einem Verhältnis von
Enddruck zu Ansaugdruck von drei spricht man von Verdichtern im
engeren Sinne. Ein vielfach verwendeter Kompressor zum Verdichten
von Gasgemischen ist bspw. ein Flüssigkeitsring-Kompressor.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens, wird das
verdichtete Gasgemisch in einen Druckbehälter abgefüllt.
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In
einem Druckbehälter
kann das Gasgemisch, das unter hohem Druck steht, sicher aufbewahrt
und/oder transportiert werden. Derartige Behälter, die einem hohen Gasdruck
standhalten, weisen vorzugsweise eine zylinderförmige oder kugelförmige Gestalt
auf. Bekannt sind bspw. Gaskessel, Gasometer und/oder zylinderförmige Gasflaschen. Hierin
kann das unter Druck stehende Gasgemisch bis zu Drücken von
einigen 100 bar über
längere
Zeit gespeichert werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist der Druckbehälter ein transportierbarer
Druckbehälter.
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Transportierbare
Druckbehälter
sind bspw. Druckgasflaschen, in der Regel mit einem Anschluss und
einer Ventileinheit zum Einfüllen
und Ablassen des in der Druckgasflasche gespeicherten Gasgemisches.
Hierbei ist die Verwendung von Druckgasflaschen vorteilhaft, da
diese in genormten Größen zur Verfügung stehen
und das unter Druck stehende Gasgemisch sicher an einen Ort transportiert
werden kann, an dem es zum Einsatz kommt, bspw. in einer Heizungsanlage.
Druckgasflaschen haben typischerweise ein Fassungsvermögen von
zehn bis einige hundert Liter.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Druckbehälter ein
fest installierter Druckbehälter
in unmittelbarer Nähe
des Tanks.
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Fest
installierte Druckbehälter
können
größere Mengen
des unter Druck stehenden Gasgemisches speichern. Fest installierte
Druckbehälter
sind beispielsweise Kugelgasbehälter
oder zylinderförmige
Gasometer mit einem Fassungsvermögen
von einigen tausend bis zehntausend Litern. Sie können je nach
Größe einzeln
neben einem Rohöltank
installiert werden. Es ist ebenfalls vorgesehen mehrere kleinere
Gasbehälter
in der Nähe
des Rohöltanks gruppiert
anzuordnen. Hierbei ist vorteilhaft, dass ein Gesamtspeichervermögen des
installierten Druckbehälters
durch Erweitern oder Verringern der Zahl der einzelnen Gasbehälter der
anfallenden Menge an Gasgemisch relativ flexibel angepasst werden
kann.
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In
einer weiteren günstigen
Ausgestaltung des Verfahrens wird der Sauerstoffgehalt des Gasgemisches
im Tank während
des Absaugvorgangs ermittelt.
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Das
kohlenwasserstoffhaltige Gasgemisch bildet, wenn es mit Sauerstoff
in Verbindung tritt, ein entzündbares
Gasgemisch. Deshalb ist es aus sicherheitstechnischen Gründen vorteilhaft,
den Sauerstoffgehalt des Gasgemisches im Tank zu überwachen.
Der Sauerstoff kann bspw. über
Lufteinbrüche während des
Absaugvorgangs in den Tank gelangen.
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In
einer weiteren günstigen
Ausgestaltung des Verfahrens, wird als inertes Gas Stickstoff verwendet.
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Stickstoff
geht keine chemische Verbindung mit dem kohlenwasserstoffhaltigen
Gasgemisch ein und würde
bei einem eventuellen Lufteinbruch den Sauerstoff ersetzen. Vorzugsweise
wird der Stickstoff unter leichtem Überdruck in den Innenraum des Tanks
geleitet. Stickstoff ist bekannt als Spülgas für Leitungssysteme, in denen
entzündbare
Gase zirkulieren.
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In
einer weiteren günstigen
Ausgestaltung wird als inertes Gas ein Edelgas verwendet.
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Edelgase
gehen ebenfalls keine chemische Verbindung mit ihrem Umgebungsmedium
ein und sind nicht toxisch. Typischerweise wird Argon eingesetzt.
Das Edelgas würde
bei einem Lufteinbruch den Sauerstoff ersetzen und so dafür sorgen,
dass kein entzündbares
Gasgemisch entsteht.
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In
einer weiteren günstigen
Ausgestaltung, wird das Gasgemisch aus der Verbrauchereinheit während des
Absaugvorgangs in den Tank zugeführt.
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Hierdurch
kann ein Unterdruck, der durch das Absaugen des Gasgemisches entsteht,
ausgeglichen werden und das in die Verbrauchereinheit geführte Gasgemisch
kann verwendet werden. Dies könnte
eine kostengünstige
Alternative zur Verwendung von inerten Gasen sein. Vorteilhaft ist
die Verwendung des Gasgemisches aus der Verbrauchereinheit deshalb,
da das Gasgemisch weiterhin ein reines kohlenwasserstoffhaltiges
Gasgemisch ist und keine Fremdgase wie Stickstoff oder Edelgase
aufweist.
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In
einer weiteren günstigen
Ausgestaltung wird das Gasgemisch aus der Verbrauchereinheit einer
Abfackeleinheit zugeführt,
um abgefackelt zu werden.
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Durch
die Abfackelung wird eine emissionsarme Verbrennung von Kohlenwasserstoffen
aus dem Tank erreicht, falls das Gasgemisch nicht mehr weiter verwendbar
ist. Hierzu wird das Gasgemisch in ein Kohlenwasserstoffluftgemisch
verwandelt, indem Luft und/oder reiner Sauerstoff zugeführt wird.
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Das
brennbare Gasgemisch wird über
eine Leitung zu einer Spezialfackel geleitet. An einem Fackeleintritt
der Spezialfackel ist vorzugsweise ein Gebläse eingebaut, welches die Fackelgase
durch eine Flammen- und Rückschlagsicherung
in ein Fackelrohr drückt.
Somit ist eine Fackel so konzipiert, dass sowohl Gasgemische mit
hohem Kohlenwasserstoffgehalt als auch Gasgemische unterhalb der
unteren Zündgrenze
verbrannt werden können.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird ein
Druck, unter dem das Gasgemisch im Tank steht, während des Absaugvorgangs ermittelt.
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Dadurch
kann überwacht
werden, ob ein Unterdruck in dem Tank entsteht. Das gemessene Drucksignal
kann zur Steuerung der Gaszufuhr für das inerte Gas oder das Gasgemisch
aus der Verbrauchereinheit dienen, so dass der Innenraum des Tanks
stets unter Umgebungsdruck steht. Es kann auch vorgesehen sein,
einen leichten Überdruck
im Tank zu erzeugen, um Lufteinbrüche zu verhindern.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe ferner bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art
dadurch gelöst,
dass die Vorrichtung eine Pumpeneinheit mit einer Steuereinheit
und einer Pumpe zum Absaugen des Gasgemisches aus dem Tank, eine Messeinheit
zum Ermitteln des Energiegehaltes des Gasgemisches und/oder eine
Verdichtereinheit aufweist.
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Mittels
der Vorrichtung kann somit ein Gasgemisch, welches sich aufgrund
ausdiffundierter Kohlenwasserstoffe aus dem Ölsumpf am Boden des Rohöltanks gebildet
hat, einer weiteren Verwendung zugeführt zu werden, wobei mittels
der Messeinheit der Energiegehalt des Gasgemisches bestimmbar ist und
dieses bei einem hohen ermittelten Energiegehalt mittels einer Verdichtereinheit
verdichtbar ist.
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Vorteilhafterweise
kann das verdichtete Gasgemisch in Gasdruckbehälter abgefüllt werden, um einer weiteren
Verwendung als Energielieferant zugeführt zu werden. Ein nicht weiter
verwendbares Gasgemisch mit einem zu niedrigen Energiegehalt kann
einer Abfackeleinrichtung zugeführt
werden, um es unter Zufuhr von Luft und/oder Sauerstoff emissionsarm
abzufackeln.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist eine Messeinheit
zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes des Gasgemisches vorgesehen.
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Diese
Messeinheit zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes kann als Überwachungseinrichtung eingesetzt
werden, um zu überwachen,
ob das Gasgemisch einen hohen Sauerstoffanteil aufweist. Durch geeignete
Maßnahmen
kann verhindert werden, dass ein entzündbares Gasgemisch entsteht.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung weist die
Vorrichtung eine Zufuhreinheit für
ein inertes Gas in den Tank auf.
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Hierdurch
kann verhindert werden, dass bei einem entstandenen Unterdruck,
der durch das Absaugen des Gasgemisches aus dem Tank entstehen kann,
Luftsauerstoff in den Tank eindringt und so ein entzündbares
Gasgemisch entsteht.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Pumpe und der
Verdichter in einer Einheit als Kompressor ausgebildet.
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Mittels
des Kompressors kann das Gasgemisch aus dem Tank abgesaugt und komprimiert
werden, so dass das Gasgemisch mit kleinem Volumen gespeichert werden
kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist die
Messeinheit zur Ermittlung des Energiegehaltes und die Pumpeneinheit
und/oder die Verdichtereinheit auf einem Fahrzeug installiert.
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Das
Fahrzeug kann bei Bedarf in die Nähe des Rohöltanks gefahren werden. Der
Rohöltank kann
dann gereinigt werden, wobei zuerst mittels der Pumpeneinheit das
Gasgemisch aus dem Innenraum des Tankes gepumpt wird. Hierbei wird
der Energiegehalt des Gasgemisches mittels der Messeinheit ermittelt
und, falls der Energiegehalt einen Grenzwert übersteigt, das Gasgemisch einer
Verdichtereinheit zugeführt.
Das verdichtete Gasgemisch wird in Druckgasbehälter abgefüllt und steht dann einer weiteren
Verwendung zur Verfügung.
Hierdurch ist eine mobile, beweg bare Einheit geschaffen worden,
die nacheinander zur Reinigung von vielen Rohöltanks einer Tankanlage verwendet
werden kann.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe ferner bei einem Reinigungsfahrzeug zum Reinigen eines Tankes,
vorzugsweise eines Rohöltankes,
dadurch gelöst,
dass das Reinigungsfahrzeug eine Messeinheit zum Bestimmen des Energiegehalts
eines in dem zu reinigenden Tank befindlichen Gasgemisches und eine
Pumpeneinheit zum Abpumpen des Gasgemisches aus dem Tank aufweist.
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Reinigungsfahrzeuge
werden zum Reinigen eines Tankes standardmäßig eingesetzt, wobei die Reinigungsfahrzeuge
den Ölsumpf
aus dem Innenraum des Tankes entfernen. Eine zusätzliche Installation einer
Pumpeneinheit und einer Messeinheit zum Bestimmen des Energiegehaltes
des abgesaugten Gasgemisches ist vorteilhaft, da das Gasgemisch vor
Ort abgesaugt werden kann und je nachdem, wie groß der gemessene
Energiegehalt ist, bspw. außerhalb
des Tankes abgefackelt oder verdichtet werden kann.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des Reinigungsfahrzeuges ist eine
Messeinheit zur Ermittlung eines Sauerstoffgehaltes des Gasgemisches
im Tank vorgesehen.
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Hierdurch
kann der Sauerstoffgehalt überwacht
und verhindert werden, dass das Gasgemisch sich in ein entzündbares
Gasgemisch verwandelt. Das Signal der Messeinheit kann bspw. zur
Steuerung einer Zufuhr eines inerten Gases verwendet werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Reinigungsfahrzeug
eine Vorrichtung zum Verdichten des Gasgemisches aufweist.
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Dadurch
können
die Verdichtung und vorzugsweise die Anfüllung des Gasgemisches in Druckgasbehälter auf
dem Reinigungswagen erfolgen. Dadurch ist eine mobile Einheit geschaffen,
mittels der der Tank gereinigt und das Gasgemisch in Druckgasbehälter zur
weiteren Verwendung bereitgestellt wird. Hierbei kann es sich bspw.
um ein Reinigungsfahrzeug handeln, das als mobile Einheit kleinere
Tanks oder Tanks auf schwimmenden Tankern etc. reinigt. Hierbei
weist das Reinigungsfahrzeug eine Vorrichtung zum Absaugen eines
Gasgemisches, eine Messeinheit zur Bestimmung des Energiegehaltes,
sowie einen Verdichter zum Verdichten des Gasgemisches und vorzugsweise
eine Möglichkeit
des Abfüllens
des verdichteten Gases in den Druckgasbehälter auf.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
der anderen Kombination oder in Alleinstellung verwendbar sind,
ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der Figuren der Zeichnung.
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Es
zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Absaugen eines
Gasgemisches aus dem Rohöltank
mit einer Abfackeleinheit und einer Verdichtereinheit zum Abfüllen des
Gasgemisches in Druckgasbehälter;
und
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2:
einen Rohöltank
in Schnittdarstellung.
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In 1 sind
ein Rohöltank 10 in
schematischer Darstellung sowie eine Vorrichtung 12 zum
Absaugen eines Gasgemisches aus dem Rohöltank gezeigt. Hierbei sind
die Darstellungen des Rohöltanks 10,
der perspektivisch gezeigt ist, und der Vorrichtung 12 nicht
maßstabsgerecht
dargestellt.
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Der
als Schwimmdachtank konstruierte Rohöltank 10 hat in der
Regel einen kreisförmigen Tankboden 13,
der umfangseitig von einer fest verbundenen Tankwandung 14 umschlossen
ist. Der Rohöltank 10 weist
ferner ein Tankdach 16 auf, das – bei gefülltem Rohöltank 10 – auf dem
eingefüllten Rohöl schwimmt
und in der zylindrischen Tankwandung 14 in einer mit dem
Pfeil 18 angedeuteten Vertikalrichtung auf- und abbewegbar
geführt
ist.
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Zur
Stabilisierung des Tankdachs 16 weist der Rohöltank 10 ferner
mehrere hier nicht dargestellte Tankdachstützen auf, die das Tankdach 16 tragen,
wenn kein Rohöl
in dem Rohöltank 10 vorhanden
ist. Der Rohöltank 10 weist
ferner umfänglich
an der Tankwandung 14 angeordnete Mannlöcher auf, von denen stellvertretend
nur ein Mannloch 20 gezeigt ist.
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Der
Rohöltank 10 weist
an der Tankwandung 14 eine Öffnung 22 auf, an
die die Vorrichtung 12, genauer gesagt, ein vorzugsweise
flexibler Schlauch 24 der Vorrichtung anschließbar ist.
An dem Schlauch 24 ist eine Messeinheit 26 zur
Messung eines Energiegehaltes eines im Rohöltank 10 befindlichen
Gasgemisches angeordnet, wobei die Messeinheit 26 in der
Regel einen Messfühler 28 und
eine Steuer- und Regelungseinheit 30 aufweist.
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An
den Schlauch 24 ist eine Verzweigung 32 angeschlossen,
wobei die Verzweigung 32 in eine erste Leitung 34 und
eine zweite Leitung 36 mündet. Die Verzweigung 32 weist
ein Ventil 37 auf, welches vorzugsweise ansteuerbar ist
und, je nachdem, welche der Leitungen 34 und 36 freigegeben
werden soll, gestellt wird.
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Hierbei
wird die Leitung 36 verschlossen, wenn das Gasgemisch in
die Leitung 34 strömen
soll, und umgekehrt. Das Ventil 37 ist vorzugsweise von einem
Ausgangssignal der Messeinheit 26 ansteuerbar. Es ist aber
auch möglich,
das Ausgangssignal der Messeinheit 26 einer hier nicht
dargestellten zentralen Steuereinheit der Vorrichtung 12,
die auch als Brenngasgewinnungsanlage bezeichnet wird, zuzuführen, die
dann das Ventil 37 steuert.
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Die
erste Leitung 34 führt
zu einer Verdichteranlage 38, in der das Gasgemisch verdichtet,
d.h. unter einen höheren
als den eingangsseitig anliegenden Druck verbracht, wird. Die zweite
Leitung 36 führt zu
einer Verbrauchereinheit 40. Die Verbrauchereinheit 40 weist
eine Abfackeleinheit 44 auf, in der das Gasgemisch kontrolliert
und emissionsarm abgefackelt werden kann.
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Mittels
einer dritten Leitung 42 kann das der Verbrauchereinheit 40 zugeleitete
Gasgemisch optional wieder in den Rohöltank 10 verbracht
werden. Die Leitung 42 wird dann vorzugsweise mit einer
Leitung 43 verbunden, die mit einem hier nicht dargestellten Reservoir
von inertem Gas verbunden ist. Beide Leitungen 42 und 43 sind
durch ein Ventil 45, welches ansteuerbar ist, verbunden.
Je nachdem, welches Gas dem Innenraum des Tanks zugeführt werden soll,
wird die eine Leitung freigegeben oder die andere. Die Leitung 43 kann
auch unabhängig
von der Leitung 42 mit dem Rohöltank 10 verbunden
sein.
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Die
Verdichteranlage 38 kann als Kompressoreinheit ausgeführt sein,
die eine Pumpeneinheit mit einer Pumpe 25 und eine Verdichteranlage 38 aufweist.
Am Eingang 46 der Verdichteranlage 38 wird das
angepumpte Gasgemisch zugeführt,
und am Ausgang 48 wird das Gasgemisch durch eine Leitung 50 einem
jeweiligen Druckgasbehälter 52 zugeführt.
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Hierbei
wird das Gasgemisch vorzugsweise in, als Druckgasflaschen 58 ausgeführte, Druckgasbehälter 52 abgefüllt. In
den Druckgasbehältern 52, 58 kann
das unter Druck stehende, komprimierte Gasgemisch mit einem hohen
Anteil von brennbaren Kohlenwasserstoffverbindungen einem Verbraucher zugeführt werden,
der das Gasgemisch bspw. in einer Heizungsanlage verbrennt und so
Energie aus dem Gasgemisch zieht. Es kann ferner vorgesehen sein,
die Druckgasflaschen 58 in einer Fabrik 56 zu verbrauchen
und/oder zu lagern und je nach Anforderungen an Kunden auszuliefern.
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In 2 ist
der Rohöltank 10 im
Längsschnitt gezeigt,
wobei das Rohöl
abgelassen ist. Am Tankboden 13 des Rohöltanks 10 ist ein
als „Gatch" bezeichneter Rohölsumpf 60 gezeigt,
der sich durch Ablagerungen von Verunreinigungen und aus schweren
Bestandteilen des Rohöls
im Laufe einer Benutzungszeit des Rohöltanks 10 gebildet
hat. Über
dem Rohölsumpf 60 bildet
sich ein Gasgemisch 62, welches flüchtige Kohlenwasserstoffverbindungen
aufweist. Hierbei handelt es sich in der Regel um ein Gas- und/oder Dampfgemisch 62,
welches in der Regel sowohl rein gasförmige Bestandteile, hauptsächlich flüchtige Kohlenwasserstoffverbindungen,
als auch Dampf mit als feinste Tröpfchen gelöstem Rohöl aufweisen kann. Die in 1 nicht
gezeigten Tankdachstützen
sind ebenfalls gezeigt und mit der Bezugsziffer 63 bezeichnet.
Das Tankdach 16 liegt auf den Tankdachstützen 63 auf,
wenn das Rohöl
aus dem Rohöltank 10 abgelassen
ist.
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Im
Folgenden sei kurz das Verfahren beschrieben, wie bei der Reinigung
des Rohöltanks 10 vorgegangen
wird: In dem Rohöltank 10 ist
mit der Zeit ein Rohölsumpf 60 entstanden,
der in der Regel Kohlenwasserstoffverbindungen aufweist, die als Feststoffe
abgelagert sind. Nach Ablassen des Rohöls liegt das Tankdach 16 auf
den Tankdachstützen 63 auf.
Darunter hat sich das Gasgemisch 62 gebildet. Das Gasgemisch 62 wird
mittels der Pumpe 25 abgesaugt und durch den Schlauch 24 der
Messeinheit 26 zur Messung des Energiegehaltes des Gasgemisches 62 zugeführt. Je
nachdem wie groß der Energiegehalt
des Gasgemisches 62 ist, wird das Ventil 37 derart
geschaltet, dass das Gasgemisch durch die Leitung 34 in
die Verdichteranlage 38 gelangt oder dass das Gasgemisch
in die Leitung 36 und damit in die Verbrauchereinheit 40 gelangt.
Hierbei wird das Ventil 37 derart gesteuert, dass bei einem
hohen Energiegehalt das Gasgemisch 62 der Verdichteranlage 38 zugeführt wird
und bei einem niedrigen Energiegehalt das Gasgemisch 62 der
Verbrauchereinheit 40 zugeführt wird.
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Die
Verdichteranlage 38 verdichtet das Gasgemisch 62,
so dass es in Druckbehältern 52, 58 abgefüllt werden
kann. Die Verbrauchereinheit 40 umfasst eine Abfackeleinheit 44,
in der das Gasgemisch 62 abgefackelt werden kann und ist
optional mittels der Leitung 42 mit dem Tank verbunden,
so dass das Gasgemisch mit niedrigem Energiegehalt dem Innenraum
des Tanks zugeführt
werden kann.
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Ferner
ist vorgesehen, dass die Messeinheit 26 einen Messfühler 28 zur
Bestimmung des Energiegehaltes des Gasgemisches 62 und
eine Sonde zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in dem Rohöltank 10 aufweist.
Der Energiegehalt kann mit unterschiedlichen Methoden ermittelt
werden. Hierbei kann der Begriff Messfühler 26 auch eine
komplexere Vorrichtung umfassen, wie beispielsweise einen Gaschromatographen
oder eine einen Infrarotsensor umfassende Vorrichtung zur Messung
der durch das Gasgemisch absorbierten Infrarotstrahlung einer bestimmten
Wellenlänge.
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Der
Sauerstoffgehalt kann einer Anzeigeeinheit, hier nicht dargestellt,
zugeführt
werden und zu Überwachungszwecken
dienen. Er kann aber auch dazu dienen, die Zufuhr von inertem Gas
in den Innenraum des Tankes zu steuern. Durch die Zuführung von
inertem Gas kann verhindert werden, dass das Gasgemisch 62 sich
in ein entzündbares
Gasgemisch verwandelt, wenn durch Leckagen bspw. Luft in den Tankinnenraum
des Rohöltanks 10 gelangt
ist.
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Es
ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 12 auf ein Fahrzeug
montierbar ist, wobei die Pumpe 25 und die Messeinheit 26 und/oder
der Verdichter auf dem Fahrzeug installiert werden. Mit dem Fahrzeug, welches
hier nicht dargestellt ist, können
mehrere Rohöltanks 10 von
derselben, auf dem Fahrzeug installierten Vorrichtung 12 versorgt
werden. Das Fahrzeug kann nacheinander neben den jeweiligen Tank, dessen
Gasgemisch 62 abgesaugt werden soll, verbracht werden und
dort während
der Dauer des Absaugens und/oder Verdichtens des Gasgemisches 62 installiert
bleiben, bevor es zum nächsten
Tank gefahren wird.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 12 auf einem
Reinigungsfahrzeug, welches zur Reinigung des Innenraums des Rohöltanks 10 in diesen
einbringbar ist, montiert ist. Hierbei kann sowohl die komplette
Vorrichtung 12, also auch lediglich die Pumpe 25 und/oder
die Pumpeneinheit und/oder die Messeinheit 26 auf dem Reinigungsfahrzeug
installiert sein.