DE4431424C2 - Process for removing mercury from pipes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Quecksilber aus Rohren, die für Rohrleitungen bei der Gewinnung von Erdgas eingesetzt werden.The invention relates to a method for removal of mercury from pipes used for piping natural gas production.

Bei der Gewinnung von Erdgas treten neben dem Erdgas Nebenprodukte aus der Lagerstätte in die für die Gewinnung des Erdgases eingesetzte Rohrleitung aus. Im Laufe des Betriebes korrodieren diese Rohrlei­ tungen an ihrer Innenseite. An der Rohrwandung bilden sich Korrosionsprodukte, Risse und Vertiefungen. Au­ ßerdem kommt es zu Inkrustationen und Ablagerungen von aus der Lagerstätte stammenden Nebenprodukten. An solchen Fehlstellen und Ablagerungen setzt sich Quecksilber fest, das ebenfalls mit dem Erdgas aus der Lagerstätte in die Rohrleitung gelangt.When extracting natural gas occur next to the Natural gas by-products from the deposit into the for the pipeline used to extract the natural gas out. These pipes corrode during operation on the inside. Form on the pipe wall corrosion products, cracks and depressions. Au In addition, incrustations and deposits occur by-products from the deposit. Such defects and deposits settle Mercury solid, which also with the natural gas from the Deposit in the pipeline.

Nach Beendigung der Ausbeutung einer Lagerstätte müssen die Rohrleitungen, die von der Bohrung zu den Aufbereitungs- bzw. zentralen Verteilungsstationen führen, wieder entfernt werden. Solche Rohrleitungen sind oft viele Kilometer lang. Eine wirtschaftliche Ent­ sorgung bzw. Wiederverwertung der Rohre erfordert eine Reinigung der Rohre von Schadstoffen.After the exploitation of a deposit has ended the pipelines going from the bore to the Processing or central distribution stations lead, be removed again. Such pipelines are often many kilometers long. An economic ent supply or recycling of the pipes required cleaning the pipes of pollutants.

Es ist bekannt, derartige Rohrleitungen mit Hochdruckwasser oder mechanisch zu reinigen. Anhaftungen von Quecksilber in Mikroris­ sen können dabei jedoch nicht zuverlässig beseitigt werden. Nachteilig ist außerdem, daß das Reinigungsgut sowie das Spül­ wasser wegen der Schadstoffbelastung auf Deponien gelagert wer­ den müssen, was zu zusätzlichen Kosten führt.It is known, such pipelines with high pressure water or mechanically cleanable. Mercury buildup in microris However, sen cannot be reliably eliminated. Another disadvantage is that the items to be cleaned and the washing water stored in landfills due to pollution must, which leads to additional costs.

Aus der DE 42 10 455 C1 sind zwei Verfahren zum Entfernen von Quecksilber aus Erdgasleitungen bekannt. Bei dem ersten Verfah­ ren muß die Leitung zunächst durch kalt ausgeführte Schnitte in einzelne Rohre zerlegt werden. Anschließend bringt man jedes Rohr in eine Schräg- oder Vertikallage und läßt den Inhalt an Fest- und Flüssigstoffen in ein unter das niedrigere Rohrende gestelltes Gefäß auslaufen. Dann werden die Rohrenden durch Stopfen verschlossen und man transportiert das Rohr zu einer Ausdampfstation, in der man durch Leitungsstutzen in den Stopfen das Rohr mit Inertgas füllt, das mit Inertgas gefüllte Rohr erhitzt und dabei vorhandene Quecksilberverbindungen spaltet und das vorhandene Quecksilber verdampft. Schließlich wird das er­ hitzte, Quecksilberdampf enthaltende Inertgas in einen Kondensa­ tor übergeführt, in dem man das quecksilberdampfhaltige Inertgas so weit abkühlt, bis das Quecksilber aus dem Inertgas ausfällt.DE 42 10 455 C1 describes two methods for removing Mercury known from natural gas pipelines. In the first procedure Ren the line must first in cold cuts individual pipes can be disassembled. Then you bring each Pipe in an inclined or vertical position and leaves the content on Solids and liquids in a below the lower pipe end run out of the placed vessel. Then the pipe ends are through Plug closed and you transport the pipe to one Evaporation station, in which one plugs into the stopper the tube fills with inert gas, the tube filled with inert gas heated and thereby splits existing mercury compounds and the existing mercury evaporates. Eventually he will heated inert gas containing mercury vapor into a condenser Tor transferred in which one contains the inert gas containing mercury vapor cools down until the mercury precipitates out of the inert gas.

Bei dem zweiten in der DE 42 10 455 C1 beschriebenen Verfahren wird die Rohrleitung nicht in einzelne Stücke zerlegt, sondern abschnittsweise gereinigt. Dazu muß die Rohrleitung zunächst zu beiden Seiten der zu reinigenden Rohrstrecke abgesperrt werden, z. B. durch Absperrblasen. Anschließend werden die Gase aus der abgesperrten Rohrstrecke evakuiert und durch ein Inertgas er­ setzt. Dann wird die Rohrstrecke abschnittsweise erhitzt und dabei mit dem Inertgas unter Normaldruck oder unter Unterdruck gespült, wonach man dem Inertgas den in ihm vorhandenen Queck­ silberdampf durch Kondensation entziehen kann. Dabei findet die Kondensation in einer außerhalb der Rohrleitung angeordneten Behandlungskammer statt. Zum Erwärmen der Rohrstrecke kann eine auf einem Fahrzeug montierte Wärmequelle benutzt werden, die außen an der Rohrstrecke entlang bewegt wird. Dazu muß eine Grube um die zu behandelnde Rohrstrecke ausgehoben werden.In the second method described in DE 42 10 455 C1 the pipeline is not broken down into individual pieces, but cleaned in sections. To do this, the pipeline must first be closed be shut off on both sides of the pipe section to be cleaned, e.g. B. by shut-off bubbles. Then the gases from the cordoned off pipe section and he evacuated by an inert gas puts. Then the pipe section is heated in sections and thereby with the inert gas under normal pressure or under negative pressure purged, after which the inert gas contains the mercury present in it can remove silver vapor by condensation. The Condensation in an outside of the pipeline Treatment chamber instead. One can be used to heat the pipe section heat source mounted on a vehicle, which is moved along the outside of the pipe section. To do this, a Pit around the pipe section to be treated.

Beide vorbekannten Verfahren sind aufwendig und teuer. Während bei dem ersten Verfahren die Rohrleitung in einzelne Rohrab­ schnitte zerlegt werden muß, kann auch beim zweiten Verfahren nur abschnittsweise vorgegangen werden, wobei die Rohrleitung zu beiden Seiten der zu reinigenden Rohrstrecke abgesperrt werden muß. Bei dem zweiten Verfahren muß zudem noch das vorhandene Gas aus der abgesperrten Rohrstrecke evakuiert werden.Both previously known methods are complex and expensive. While in the first method, the pipeline into individual pipes cuts must be disassembled, can also be the second method can only be carried out in sections, with the pipeline closed be shut off on both sides of the pipe section to be cleaned got to. In the second method, the gas present must also be used be evacuated from the closed pipe section.

Daß Ablagerungen, Schadstoffe und Inkrustationen durch mechani­ sche Reinigung von der Innenwandung einer Rohrleitung abgelöst werden und weggefördert werden können, ist beschrieben in Stein, D., Niederehe, W.: Instandhaltung von Kanalisationen, 2. Aufl., Berlin: Ernst, Verlag für Architektur und technische Wissen­ schaften, 1992, ISBN 3-433-01177-X, S. 243, 244.That deposits, pollutants and incrustations through mechani Cleaning removed from the inside of a pipe and can be carried away is described in stone, D., Niederehe, W .: Sewer maintenance, 2nd ed., Berlin: Ernst, publishing house for architecture and technical knowledge shaft, 1992, ISBN 3-433-01177-X, pp. 243, 244.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Entfernen von Quecksilber aus Rohren, die für Rohrleitungen bei der Gewinnung von Erdgas eingesetzt werden, zu schaffen, das einfach und ko­ stengünstig durchzuführen ist.It is an object of the invention to provide a method for removing Mercury from pipes used for piping in extraction of natural gas are used to create that simple and knockout is inexpensive to carry out.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This problem is solved by a method with the features of claim 1. Advantageous refinements result from the subclaims.

Erfindungsgemäß werden die Rohre, die für Rohrleitungen bei der Gewinnung von Erdgas eingesetzt werden und zu einer Lagerstätte führen, gereinigt, bevor die Rohrleitung nach Ausbeutung der Lagerstätte auseinandergenommen wird. Dazu wird an einer Öff­ nung, die sich an einer von der Lagerstätte entfernten Stelle der Rohrleitung befindet, ein Fluid in die Rohrleitung einge­ bracht und durch die Rohrleitung zu der Lagerstätte geleitet. Geeignete Öffnungen können z. B. durch einfache Umbauten an Flan­ schen, durch Öffnen von Ventilen oder durch Auftrennen der Rohr­ leitung an einer gewünschten Stelle hergestellt werden. Zumin­ dest ein Teil der Rohrleitung wird im Bereich zwischen der Öff­ nung und der Lagerstätte erwärmt.According to the invention, the pipes that are used for pipes in the Extraction of natural gas can be used and to a deposit lead, cleaned before the pipeline after exploitation of the Deposit is disassembled. For this, at an opening tion that is located at a location away from the deposit of the pipeline, a fluid is inserted into the pipeline brought and piped to the deposit. Suitable openings can e.g. B. by simple modifications to Flan by opening valves or by opening the pipe line at a desired location. At least at least part of the pipeline is in the area between the public tion and the deposit warmed.

Durch die Temperaturerhöhung an der Rohrinnenseite steigt der Dampfdruck des abgelagerten Quecksilbers, und das Quecksilber geht in die gasförmige Phase über. Die Verdampfungsrate steigt mit dem Dampfdruck, also mit wachsender Temperatur. Bereits bei einer Temperaturerhöhung der inneren Wandung der Rohrleitung auf ca. 60°C läßt sich ein wirkungsvoller Reinigungseffekt erzielen.Due to the temperature increase on the inside of the pipe, the Vapor pressure of the deposited mercury, and the mercury goes into the gaseous phase. The evaporation rate increases with the vapor pressure, i.e. with increasing temperature. Already at a rise in temperature of the inner wall of the pipeline approx. 60 ° C an effective cleaning effect can be achieved.

Die abgelösten Quecksilberatome werden von dem zu der Lagerstätte strömenden Fluid erfaßt und treten am Rohrende zusammen mit dem Fluid in die Lagerstät­ te aus. So gelangen sie dorthin zurück, wo sie ursprüng­ lich herstammen. An der Lagerstätte können sie verblei­ ben, ohne daß Bedenken in ökologischer Hinsicht beste­ hen. Eine aufwendige Entsorgung von quecksilberbela­ steten Rückständen entfällt damit.The detached mercury atoms are from the fluid flowing to the deposit is detected and kicked at the end of the pipe together with the fluid into the deposit te out. So they get back to where they originally came from come from. They can remain at the deposit ben without ecological concerns hen. Elaborate disposal of mercury bela This eliminates constant residues.

Als Fluid kann ein Gas eingesetzt werden, z. B. Was­ serdampf, der auch unter Druck eingeführt werden kann, oder von einem Kompressor erzeugte Preßluft.A gas can be used as the fluid, e.g. B. What steam, which can also be introduced under pressure can, or compressed air generated by a compressor.

Die Verwendung eines flüssigen Fluids, z. B. Wasser, ist ebenfalls denkbar. Auch in diesem Fall lösen sich bei Temperaturerhöhung die Quecksilberatome von der Rohrwandung ab und werden dann in Richtung auf die Lagerstätte zu von der Flüssigkeit wegtransportiert.The use of a liquid fluid, e.g. B. water, is also conceivable. In this case, too Temperature increase the mercury atoms from the Pipe wall and are then towards the Deposit to transported away from the liquid.

Die Rohrleitung kann im Bereich zwischen der Öff­ nung und der Lagerstätte auf verschiedene Weisen er­ wärmt werden. Eine Möglichkeit ist, ein erwärmtes Fluid zu verwenden, z. B. warmes Wasser oder heißes Gas, das beim Durchströmen der Rohrleitung deren in­ nere Wandung erwärmt. Eine Alternative stellt das Be­ fahren der Rohrleitung mit einem Gasbrenner dar, so daß die Rohrleitung abschnittsweise erwärmt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein durch Gasdruck vorwärtsgetriebener, mobiler Molchbrenner verwendet, der sich in der Rohrleitung auf die Lager­ stätte zu bewegt. Weitere Möglichkeiten bestehen im Einsatz von Induktionswärme oder von elektrischen Heizungen. Auch Kombinationen verschiedener Tem­ peraturerhöhungsverfahren sind denkbar.The pipeline can be in the area between the public and the deposit in different ways be warmed. One option is a heated one To use fluid, e.g. B. warm water or hot Gas that flows into the pipeline as it flows through it inner wall warmed. The Be drive the pipeline with a gas burner, so that the pipeline is heated in sections. In a preferred embodiment is a by Gas pressure powered, mobile pig burner used in the pipeline on the bearings would be too moved. Other options exist in Use of induction heat or electrical Heaters. Combinations of different tem temperature increase procedures are conceivable.

Um das Fluid auf die Lagerstätte zu zu bewegen, können Pumpen verwendet werden. Eine Pumpe kann z. B. außerhalb der Öffnung, an der das Fluid eingespeist wird, angeordnet sein, falls erforderlich aber auch inner­ halb der Rohrleitung. Alternativ kann das Fluid einem unter Druck stehenden Vorratsbehälter entnommen werden, z. B. Preßluft dem Druckbehälter eines Kom­ pressors.To move the fluid to the deposit pumps can be used. A pump can e.g. B. outside the opening where the fluid is fed will be arranged, but if necessary also internally half of the pipeline. Alternatively, the fluid can pressurized reservoir removed be, e.g. B. compressed air the pressure vessel of a com pressors.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden zusätzlich zu der Entfernung von Quecksilber auch Ablagerungen und/- oder Inkrustationen sowie die darin enthaltenen Schadstoffe von der Innenwandung der Rohrleitung abgelöst und zurück in die Lagerstätte gefördert. Das Ablösen geschieht durch mechanische Reinigung, z. B. mit Hilfe von durch die Rohrleitung gezogenen Bürstengeräten, Druckwasser, Sandstrahlen, usw. Zur Förderung dient ein Transportfluid, das mit dem zur Entfernung des Quecksilbers angewandten Fluid identisch sein kann. Als Transportfluid bietet sich im Falle des Einsatzes von Druckwasser das Wasser selbst an, beim Sandstrahlen die dabei verwendete Preßluft. Die mechanische Reinigung kann durch Wär­ mezufuhr unterstützt werden, wobei sich die erwünsch­ te Temperaturerhöhung der Innenwandung der Rohr­ leitung mit den weiter oben bereits erläuterten Mitteln erreichen läßt. Vorzugsweise wird zunächst eine mecha­ nische Reinigung durchgeführt. Anschließend erfolgt ei­ ne Erwärmung der Rohrleitung, um Quecksilberverun­ reinigungen zu beseitigen, wobei von einer Öffnung aus­ gehend ein Fluidstrom durch die Rohrleitung auf die Lagerstätte zu geleitet wird, wie bereits beschrieben. Das Fluid kann dabei so ausgewählt sein, daß die bei der mechanischen Reinigung anfallenden Stoffe gleichzeitig zur Lagerstätte gefördert werden. Alternativ könnten diese Stoffe zuvor zur Lagerstätte transportiert worden sein. Als Ausgangspunkt sowohl für die mechanische Reinigung als auch für die Beseitigung des Quecksilbers kann dieselbe Öffnung an der Rohrleitung dienen.In a preferred embodiment of the method are in addition to the removal of mercury also deposits and / or incrustations as well as the contained pollutants from the inner wall detached from the pipeline and returned to the deposit promoted. The detachment is done by mechanical Cleaning, e.g. B. with the help of through the pipeline drawn brushes, pressurized water, sandblasting, etc. A transport fluid is used for conveying the one used to remove the mercury Fluid can be identical. It offers itself as a transport fluid in the case of using pressurized water, the water even when sandblasting the one used Compressed air. The mechanical cleaning can be done by heat supply are supported, with the desired te temperature increase of the inner wall of the pipe Management with the means already explained above can be achieved. A mecha is preferably used first African cleaning done. Then there is egg ne heating of the pipeline to avoid mercury pollution Eliminate cleanings, taking from an opening a fluid flow through the pipeline onto the Deposit is directed to, as already described. The fluid can be selected so that the mechanical cleaning materials at the same time are promoted to the deposit. Alternatively, you could these substances have previously been transported to the deposit be. As a starting point for both mechanical Cleaning as well as for the elimination of mercury can serve the same opening on the pipeline.

Abschließend, d. h. nach der Erwärmung zum Entfer­ nen des Quecksilbers, kann die Rohrleitung ein weiteres Mal mechanisch gereinigt werden, wobei wiederum die abgelösten Bestandteile von einem geeigneten Trans­ portfluid zu der Lagerstätte gefördert werden.In conclusion, d. H. after heating to remove the mercury, the pipeline can be another Times are cleaned mechanically, again the detached components from a suitable trans portfluid to the deposit.

Auf diese Weise werden alle Rohrverunreinigungen an den Ursprungsort zurücktransportiert. Beim Ausein­ andernehmen der Rohrleitung fallen keine Schadstoffe mehr an. Die Rohre können problemlos zum Aufbau einer neuen Rohrleitung verwendet werden.This way all pipe contaminants  transported back to the place of origin. When out no pollutants fall when the pipeline is removed more. The pipes can easily be used for construction a new pipeline can be used.

Bei langen Rohrleitungen kann es vorteilhaft sein, das Reinigen abschnittsweise durchzuführen. Dabei fängt man an einer ersten Öffnung an, die am weitesten von der Lagerstätte entfernt ist. Bei diesem Verfahrens­ schritt werden, insbesondere wenn zur Temperaturer­ höhung erwärmtes Fluid benutzt wird, die der ersten Öffnung am nächsten liegenden Rohrleitungsbereiche am besten gereinigt. Anschließend werden das Fluid für die Quecksilberbeseitigung bzw. das Transportfluid zum Wegfördern der mechanisch abgelösten Bestandteile an einer zu schaffenden zweiten Öffnung, die der Lager­ stätte näher ist als die erste Öffnung, eingespeist bzw. eingebracht, usw. Die anfallenden Schadstoffe gelangen dabei immer zurück an die Lagerstätte.With long pipelines, it can be advantageous that Perform cleaning in sections. It starts one at a first opening that is farthest from the deposit is removed. With this procedure step, especially when the temperature Increased heated fluid is used, that of the first Opening closest pipeline areas best cleaned. Then the fluid for the mercury disposal or the transport fluid to Conveying away the mechanically detached components a second opening to be created, that of the warehouse is closer than the first opening, fed or introduced, etc. The resulting pollutants arrive always back to the deposit.

Claims (14)

1. Verfahren zum Entfernen von Quecksilber aus Rohren, die für Rohrleitungen bei der Gewinnung von Erdgas eingesetzt werden, wobei von einer Öffnung an der verlegten Rohrleitung an einer von der Lagerstätte entfernten Stelle ein Fluid durch die Rohrleitung zu der Lagerstätte geleitet wird und zumindest ein Teil der Rohrleitung im Bereich zwischen der Öffnung und der Lagerstätte erwärmt wird.1. Procedure for removing mercury from Pipes used for piping in extraction of natural gas are used, with one Opening on the installed pipeline at one of fluid away from the deposit the pipeline is routed to the deposit and at least part of the pipeline in the area warmed between the opening and the deposit becomes. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Fluid ein Gas ist.2. The method according to claim 1, characterized records that the fluid is a gas. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Fluid Preßluft aufweist.3. The method according to claim 2, characterized records that the fluid has compressed air. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Fluid eine Flüssigkeit ist.4. The method according to claim 1, characterized indicates that the fluid is a liquid. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flüssigkeit Wasser aufweist.5. The method according to claim 4, characterized records that the liquid has water. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß erwärmtes Fluid verwendet wird.6. Method according to one of the preceding An sayings, characterized in that heated Fluid is used. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrlei­ tung durch Befahren mit einem Gasbrenner er­ wärmt wird.7. Method according to one of the preceding An sayings, characterized in that the Rohrlei by driving with a gas burner is warmed. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rohrleitung von einem gasdruck­ getrieben, mobilen Molchbrenner erwärmt wird, der sich in der Rohrleitung auf die Lagerstätte zu bewegt.8. The method according to claim 7, characterized records that the pipeline from a gas pressure driven, mobile pig burner is heated, in the pipeline towards the deposit emotional. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Induktions­ wärme eingesetzt wird.9. Method according to one of the preceding An sayings, characterized in that induction heat is used. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid durch Pumpen in Richtung auf die Lagerstätte zu geleitet wird.10. Method according to one of the preceding An sayings, characterized in that the fluid by pumping towards the deposit is directed. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ablagerun­ gen, Schadstoffe und/oder Inkrustationen durch mechanische Reinigung von der Innenwandung der Rohrleitung abgelöst und von einem Transportfluid zu der Lagerstätte gefördert werden.11. Method according to one of the preceding An sayings, characterized in that deposition conditions, pollutants and / or incrustations mechanical cleaning of the inner wall of the Pipeline detached and from a transport fluid be promoted to the deposit. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mechanische Reinigung durch Wärmezufuhr unterstützt wird.12. The method according to claim 11, characterized is characterized by mechanical cleaning Heat supply is supported. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 nach der mechani­ schen Reinigung durchgeführt werden.13. The method according to claim 11 or 12, characterized characterized in that the process steps according to one of claims 1 to 10 according to the mechani cleaning. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß abschließend eine weitere mechani­ sche Reinigung erfolgt, wobei die abgelösten Be­ standteile von einem Transportfluid zu der Lager­ stätte gefördert werden.14. The method according to claim 13, characterized records that finally another mechani cal cleaning takes place, the detached Be components from a transport fluid to the warehouse be promoted.