FI68285C - Foerfarande och anlaeggning foer aotervinning av pao vatten fltande olja - Google Patents

Description

ΓΒ1 m,KUULUTUSJULKAISU

•iSil ™ 11 UTLÄGGNINGSSKRIFT 684 8 5 C Patentti myönnetty 12 08 1985 εψζζ^)) ' ' Patent oeddelat

(51) Kv.lk.>t.Cl.* E 02 B 15/0A

SUO H I— FI N LAN D (21) Patenttihakemus — Patentansöknlng 792223 (22) Hakemlspiivl — Ansökningsdag 16.0 7. 79 (23) Alkupiivi — Glltlghetsdag 16.07.79 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offentlig 28 01 80

Patentti- ja rekisterihallitus NShtäviksipanon J. kuul.julkalsun pvm.- , ratent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skrlften pubilcerad yu .UH .03 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird prioritet 27.07.78 Ruotsi-Sverige(SE) 7808179_1 (71)(72) Gert Garin, Kulladalsgatan 12 A, S-21A 6A Malmö,

Per Winbladh, DaIgardsvägen k, S-2k0 20 Furulunds Station, Ruotsi-Sver ige(SE) (7M) Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (5*0 Menetelmä ja laitos öljyn keräämiseksi veden pinnalta - Förfarande och anläggning för Itervinning av pä vatten flytande olja Tämä keksintö koskee menetelmää ja laitosta vedenpinnalle vuotaneen öljyn keräämiseksi.

Tankkerin yhteentörmäyksen tai karilleajon yhteydessä tai vahingon sattuessa merenpohjasta tapahtuvaa öljyä talteenotettaessa pääsee yleensä öljyä vedenpinnalle. Tämän päivän suurten tankkereiden osalta aiheuttaa öljynpäästö tuhoisia vahinkoja rannoille ja linnuille sekä kalastukselle.

Erittäin suuren onnettomuuden sattuessa ei tämän hetken tekninen valmius riitä öljyn talteenottamiseksi. Valmiutta on pienten onnettomuuksien ja päästöjen varalta, mutta selviäminen suurista onnettomuuksista vaatii tällä hetkellä vielä tuntematonta tekniikkaa.

Vedenpinnalla kelluvia öljylauttoja voidaan torjua kemiallisilla aineilla Öljyn upottamiseksi ja sen tuhoamiseksi. Tällöin saadaan suurin kustannuksin meri vapaaksi öljylautoista, mutta sen sijaan poh-jakasvillisuuteen joutuu suuria ravinnemääriä. Tämä aiheuttaa suuria 2 , „ . „ ............ 68285 muutoksia ekologisessa järjestelmässä.

Suurissa onnettomuuksissa öljynpäästöt ovat hyvin suuria, mikä vastaa suurta taloudellista arvoa.

Vedenpinnalle vuotaneen öljyn mekaaniseksi keräämiseksi käytetään nykyisin puomeja öljylautan saartamiseksi ja öljyn keräämiseksi niin, että sen paksuus kasvaa riittävästi jotta se voitaisiin poistaa mekaanisesti vedenpinnalta, öljyn nostaminen tapahtuu tämän jälkeen imurin tai kuorimislaitteiden, sk. skimmer'ien avulla.

GB-patenttijulkaisussa 947 026 on esitetty tällainen laite. Tämä laite toimii sinänsä tyydyttävällä tavalla, mutta sen hyötysuhde on liian alhainen käytettäväksi suurten öljyvuotojen yhteydessä.

Eräs ongelma, joka on ratkaistava öljyä vedenpinnalta kerättäessä on se, että Öljy on levinnyt ohueksi kerrokseksi suurelle alueelle, öljyn tehokkaaksi keräämiseksi on välttämätöntä, että öljykerroksen paksuutta lisätään. Tämä tapahtuu tavallisesti V-vuotoon sijoitettujen öljypuomien avulla. Puomien ympäröimä öljy kerääntyy V:n kärkeen, jolloin sen paksuus kasvaa.

Kerääntynyt öljy pumpataan pumppujen avulla vedenpinnalta erotus-säiliöön, jossa öljy ja vesi voivat erottua tai asettua. Vesi lasketaan takaisin mereen.

Norjalaisessa kuulutusjulkaisussa 129 469 on esitetty sellainen laitos, jota voidaan käyttää yhdessä öljypuomien kanssa tai erillisesti. Laitos käsittää suppilonmuotoisen kelluvan kappaleen, joka kelluu siten, että suppilon suu sijaitsee suurin piirtein veden ja öljyn välisellä rajaviivalla. Suppiloon kerääntynyt öljyseos pumpataan putkien ja letkujen kautta vedenpinnan yläpuolella olevaan ero-tussäiliöön. Kelluva kappale on nk. puolisubmerssista tyyppiä ja sen syväystä säädetään painolastisäiliön ja sopivan venttiilielimen avulla. Kelluva kappale seuraa oleellisesti aaltojen liikkeitä.

Tämän patenttijulkaisun mukaisessa laitoksessa on kuitenkin se epäkohta, että öljyn ja veden seos on pumpattava ylöspäin vedenpinnan yläpuolelle erotussäiliöön. Tämä seos on yleensä vaikeasti pumpattavissa, mikä tekee tämän menetelmän vähemmän käyttökelpoiseksi.

Ruotsalaisessa patenttijulkaisussa 7309585-3 (kuulutusjulkaisussa 401 941) on esitetty laite öljyn keräämiseksi, joka käsittää pri-määripatolaitteen, jossa on useita erillisten patolaattakellukkeiden kannattamia patolaattoja patoaukkojen muodostamiseksi, jotka sijaitsevat öljyn ja veden rajaviivalla. Pinnalla oleva ja sopivimmin puomien avulla kerätty öljy tulee primääripatolaitteeseen patoaukkojen kautta ja sen annetaan asettua padossa. Koko pato ympäröidään tai- 68285 puvan arkkimateriaalin avulla siten, että pato sopeutuu aaltojen liikkeiden mukaan. Padon taipuisassa pohjassa on aukkoja erotetun veden ulosvirtausta varten. Taipuisa arkkimateriaali muodostaa padon reunat siten, että ne ulottuvat oleellisesti vedenpinnan yläpuolelle veden sisäänvirtauksen estämiseksi muuta kautta kuin patoaukkojen läpi. Ei myöskään tämä laitos voi estää aaltojen haitallista vaikutusta öljyn ja veden erotteluun padossa.

Nyt ko. keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ja laitos vedenpinnalle vuotaneen öljyn keräämiseksi talteen ja siten merellä tapahtuneiden öljykatastrofien jälkivaikutusten pienentämiseksi. Kerääminen tapahtuu keksinnön mukaan täysin mekaanisesti, josta syystä kerätty öljy voidaan käyttää uudestaan ja voidaan estää kemiallisten aineiden turhaa levittämistä.

On tunnettu tosiasia että öljy, kun se saavuttaa rannikon, kerääntyy rauhallisiin lahtiin, jossa sen paksuus voi kasvaa huomattavaksi. Rauhalliselle lahdelle on tunnusomaista, että maa ympäröi sitä ainakin kolmelta puolelta, ja neljäs sivu on avoin merelle päin. Lahti on lisäksi suhteellisen matala ja sen pohja nousee hitaasti.

Nämä olosuhteet toteutetaan uudelleen tämän keksinnön mukaan öljyn keräämiseksi suurempaan paksuuteen.

Keksinnön mukaan on saatu aikaan menetelmä vedenpinnalle vuotaneen öljyn keräämiseksi laitteistolla, joka käsittää ainakin yhden suljetun säiliön, joka sisältää öljyn ja veden sekoitusta sekä mahdollisesti tietyn ilmamäärän ja on upotettu veteen niin, että sen yläpinta on vedenpinnan alapuolella tai lähellä sitä, jolloin säiliön asema säädetään säiliön yhteyteen sijoitetuilla painolastisäiliöillä, säätösäiliöillä sekä trimmisäiliöillä; sekä kauluksen, joka ulottuu säiliöstä ylöspäin vedenpinnan yläpuolelle, jolloin öljy, joka on säiliön yläpinnan yläpuolella saatetaan virtaamaan reunuksen yli, joka sijaitsee öljyn ja veden rajapinnassa ja ympäröi säiliön yläpinnassa olevaa aukkoa, sekä mainitun aukon läpi säiliön sisäosaan, minkä jälkeen seoksen annetaan erottua säiliössä ja erotettu vesi poistetaan ulos, sekä erotettu öljy mahdollisesti johdetaan paikalla olevaan säiliöalukseen.

Menetelmälle on tunnusomaista, että rauhallisen lahden muodostavat säiliön yläpinta, joka on vedenpinnan alapuolella tai lähellä sitä, ja kaulus, joka ympäröi säiliötä ainakin 180 ° alueella, mutta jättää yhden sivun vapaaksi, jonkavuoksi aallot tai pintavirtaukset, jotka liikkuvat laitteistoa kohti, kuljettavat vedenpinnalla olevan 4 68285 öljyn sisään säiliön yläpinnan yli ja työntävät veden pois "rauhallisen lahden" pohjassa ja aikaansaavat öljyn kerääntymisen.

Säiliö on submerssista tai puolisubmerssista tyyppiä, josta syystä tuuli ja aallot vaikuttavat siihen suhteellisen vähän niin, että erotus voi tapahtu suhteellisen häiriöttä. Lisäksi vältytään öljyn tarpeettomasta pumppaamisesta erilliseen erotussäiliöön, koska öljy virtaa itsestään alas säiliön sisätilaan.

Rauhallisen lahden aikaansaaminen aiheuttaa sen, että saadaan aikaan esierottaminen ja -kerääminen jo ennen öljyn virtaamista säiliöön.

Keksinnön kohteena on myös laitteisto vedenpinnalle valuneen öljyn keräämiseksi talteen. Laitteisto käsittää ainakin yhden suljetun säiliön, joka sisältää öljyn ja veden sekoitusta sekä mahdollisesti tietyn ilmamäärän ja joka on upotettu veteen niin, että sen yläpinta on vedenpinnan alapuolella tai lähellä sitä, jolloin säiliö käsittää painolastisäiliöitä, säätösäiliöitä sekä trimmisäiliöitä; sekä kauluksen, joka ulottuu ylöspäin säiliöstä, jolloin käsittää edelleen reunan, joka ympäröi säiliön yläpinnassa olevaa aukkoa, ja sijaitsee öljyn ja veden rajapinnassa niin, että öljyä voi virrata reunan yli ja mainitun aukon läpi säiliön sisään, jossa öljyn ja veden seoksen annetaan erottua ja erotettu vesi poistetaan ulos ja erotettu öljy mahdollisesti johdetaan paikalla olevaan säiliöalukseen.

Laitteistolle on tunnusmerkillistä, että mainittu kaulus ulottuu ylöspäin säiliön reunoista vedenpinnan yläpuolelle ja ympäröi säiliötä ainakin 180 ° alueella, mutta jättää yhden sivun vapaaksi vedenpinta-alueen ympäröimiseksi, sekä yhdessä säiliön yläpinnan kanssa muodostaa "rauhallisen lahden", minkävuoksi aallot tai pintavirtaukset, jotka liikkuvat laitteistoa kohti, kuljettavat vedenpinnalla olevan öljyn sisään säiliön yläpinnan yli ja työntävät veden pois "rauhallisen lahden" pohjassa ja aikaansaavat öljyn kerääntymisen.

Säiliön reuna on jaettu segmentteihin, joka voidaan nostaa ja laskea erillisesti. Säiliön yläpinta on suppilonmuotoinen ja sen keskellä on aukot seoksen sisäänvirtausta varten. Useita säiliöitä voidaan liittää yhteen submerssista tai puolisubmerssista tyyppiä olevaksi alukseksi, joka alus käsittää keulaosan ja peräosan ja vesitiiviin laidan ainakin toisella puolella, jotka yhdessä säiliöiden yläpintojen kanssa muodostavat mainitun rauhallisen lahden. Aluk 5 68285 sen laidat voivat olla alaslaskettavat kummallakin puolella siitäkin huolimatta, että kulloinkin käytetään vain toista laitaa. Säiliöt on järjestetty tavanomaisiksi säiliöiksi runkoon ja ne täytetään kuten edellä on esitetty ja ne voidaan tarvittaessa tyhjentää säiliö-alukseen.

Laitos sijoitetaan öljylautan tuulelta suojatulle puolelle, so. sille puolelle, jota päin öljylautta ajautuu. Säiliön puolisubmers-sisesta tyypistä johtuen tuuli ja pintavirrat vaikuttavat siihen hyvin vähän, josta syystä öljylautta ajautuu säiliötä kohti. Kaulus kerää tällöin öljymäärän, jonka paksuus kasvaa rauhallisessa lahdessa. Tämän jälkeen öljy virtaa alas säiliöön omiasta painostaan. Ellei öljy ole riittävän viskoosista, voidaan alasvirtausta nopeuttaa syöt-töruuvin avulla. Säiliön alaosasta syötetään ylimääräinen vesi pois. Kun säiliö on täyttynyt riittävästi, öljyä lämmitetään sopivaan juok-sevuuteen sen erottamiseksi ja pumpataan säiliöön tai säiliöalukseen. Säiliö voi olla automaattisesti ohjattu tai kauko-ohjattu.

Seuraavassa on esimerkkeinä esitetty kaksi tämän keksinnön ra-kennemuotoa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää perspektiivistä poikkileikkausta keksinnön mukaisesta säiliöstä.

Kuvio 2 esittää sivukuvaa keksinnön mukaisesta puolisubmerssises-ta aluksesta osittain leikattuna kuvion 3 viivaa II-II pitkin.

Kuvio 3 esittää tasokuvaa kuvion 2 mukaisesta aluksesta.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen säiliö. Säiliö käsittää suljetun vaipan 1, jossa on alapinta 2, sivuseinämät 3 ja osittain suppilomainen yläpinta 4. Suppilomaista pintaa rajoittaa sivusuunnassa säädettävä reuna 5, jota voidaan säätää korkeussuunnassa pneumaattisten tai hydraulisten mäntien 6 avulla. Vaippa on ympäröity painolastitankeilla 14, ttimmi tankeilla 7 ja säätötankeilla 8 säiliön syväyksen ja kaltevuuden säätämiseksi. Vaippaa ympäröi ulkokau-lus 9, joka ympäröi säädettävää reunaa välimatkan päässä siitä. Ulko-kaulus 9 ympäröi säiliötä melkein kolmelta sivulta ja jättää neljännen sivun avoimeksi öljyn ja veden sisäänvirtaamista varten. Kerääntynyt öljy virtaa säädettävän reunan yli suppilomaiselle kokoojapöy-dälle 4 ja sen keskiosaan. Kokoojapöydän keskellä on aukko 10, jonka kautta öljy ja vesi voi virrata allaolevaan säiliöön. Säiliö on pääasiassa täynnä vettä. Kun öljyä ja vettä virtaa alas säiliöön pumpataan samanaikaisesti ylimääräistä vettä pois alhaalla olevan poistoaukon 11 kautta niin, että nestepinnan korkeus säiliössä pysyy vakiona. Säiliössä öljy saa erottua vedestä, jonka jälkeen öljyä 6 68285 pumpataan pois putkiliitoksen 12 kautta öljyalukseen tai toiseen säiliöön. Säiliö käsittää lisäksi lämmityslaitteen 13 öljyn lämmittämiseksi niin, että sen viskositeetti on sopiva pumpattavaksi. Poisto-aukko 12 ja tuloaukko 10 voidaan varustaa pumppulaitteilla ja taka-iskuventtiileillä virtauksen ohjaamiseksi säiliöön ja siitä ulos. Poistoaukko 11 käsittää tasoindikaattorin ja sulkuventtiilin, joka säätää säiliössä olevan nesteen määrää. Säiliön yläpinnan 4 alapuolella on pääasiassa vaakasuora välifeeinämä 31, joka yhdessä yläpinnan kanssa muodostaa nesteellä täytetyn säiliön 32. Säiliössä on lämmi-tyslaite 33 nesteen ja yläpinnan 4 mahdolliseksi lämmittämiseksi korkeampaan lämpötilaan kuin säiliön muu sisältö. Tällöin suppilomaisen pinnan 4 päällä olevan öljyn viskositeetti paranee ja virtaus aukon 10 kautta alas nopeutuu. Lämmityslaitteet 13 ja 33 voidaan kytkeä päälle eri ajankohtina tarpeen mukaan.

Säiliön 1 toimintaperiaate ilmenee selvästi edelläolevasta, eikä siis vaadi mitään muuta lisäselvitystä.

Kuvioissa 2 ja 3 on esitetty useita tällaisia säiliöitä, jotka on liitetty yhteen puolisubmersslseksi alukseksi 20. Vedenpinta 21 peittää lähes täysin aluksen kannen. Alus 20 on varustettu keulalla 22 ja peräosalla 23. Keulassa ja peräosassa on käyttölaitteet 24 ja 25 aluksen asettamiseksi poikittain tuulensuuntaa vastaan. Alus käsittää lisäksi energiaa tuottavan yksikön 26, joka tuottaa energiaa säiliöiden 30 lämmityslaitteita ja käyttölaitteita 24 ja 25 varten.

Alus on myöskin varustettu tavanomaisilla välineillä, kuten potkurilla, moottorilla jne.

Alus on varustettu pystysuorilla luukuilla 27, jotka muodostavat alaslaskettavan tiiviin laidan. Luukut 27, keula 22 ja peräosa 23 sekä säiliöt 30 muodostavat yhdessä nk. rauhallisen lahden, johon öljy voi kerääntyä. Alukseen voidaan myöskin sijoittaa tavanomaiset puomit, joiden avulla tyynellä säällä keräämistehoa voidaan laajentaa.

Alus 20 sijoitetaan öljylautan suojapuolelle. Aluksen syväyksen takia alus pysyy paikallaan öljylautan suhteen, joka ajautuu alusta päin ja kerääntyy rauhalliseen lahteen. Koska öljy kelluu vedenpinnalla, kasvaa öljyn paksuus rauhallisessa lahdessa. Kerääntynyt öljy virtaa alas allaoleviin säiliöihin 30, kuten kuvion 1 yhteydessä on selvitetty. Kun kaikki säiliöt sisältävät yksinomaan öljyä, alus kuljetetaan sopivaan laitokseen kerätyn öljyn talteenottoa varten.

Alus voidaan myös tyhjentää jaksottaisesti öljynkuljetusalukseen.

Kerätty öljy voidaan käyttää uudestaan, jolloin säästetään mil-

. J ' LV

Claims (10)

1. Menetelmä vedenpinnalle vuotaneen öljyn keräämiseksi laitteistolla, joka käsittää ainakin yhden suljetun säiliön (1), joka sisältää öljyn ja veden sekoitusta sekä mahdollisesti tietyn ilmamäärän ja on upotettu veteen niin, että sen yläpinta (4) on vedenpinnan alapuolella tai lähellä sitä, jolloin säiliön asema säädetään säiliön yhteyteen sijoitetuilla painolastisäiliöillä (14), säätösäiliöillä (8) sekä trimmisäiliöillä (7)? sekä kauluksen (9), joka ulottuu säiliöstä ylöspäin vedenpinnan yläpuolelle, jolloin öljy, joka on säiliön yläpinnan yläpuolella saatetaan virtaamaan reunuksen (5) yli, joka sijaitsee öljyn ja veden rajapinnassa ja ympäröi säiliön yläpinnassa olevaa aukkoa (10), sekä mainitun aukon läpi säiliön sisäosaan, minkä jälkeen seoksen annetaan erottua säiliössä ja erotettu vesi poistetaan ulos, sekä erotettu öljy mahdollisesti johdetaan paikalla olevaan säiliöalukseen, tunnettu siitä, että rauhallisen lahden muodostavat säiliön yläpinta (4), joka on vedenpinnan alapuolella tai lähellä sitä, ja kaulus (9), joka ympäröi säiliötä ainakin 180 ° alueella, mutta jättää yhden sivun vapaaksi, jonkavuoksi aallot tai pintavirtaukset, jotka liikkuvat laitteistoa kohti, kuljettavat vedenpinnalla olevan öljyn sisään säiliön yläpinnan yli ja työntävät veden pois "rauhallisen lahden” pohjassa (4) ja aikaansaavat öljyn kerääntymisen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erotettu öljy tyhjennetään öljyaluk-seen tai vastaavaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säiliössä olevaa seosta lämmitetään 8 68285 ja että yläpintaa (4) lämmitetään niin, että pinnalla olevan öljyn juoksevuus kasvaa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säiliön syväys ja kaltevuus säädetään trimmitankeilla (7) sekä säätötankeilla (8) säiliön kallistumiseksi aaltoja päin ja että reunan (5) korkeutta säädetään säiliöön nähden.

5. Laitteisto patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, joka laitteisto käsittää ainakin yhden suljetun säiliön (1), joka sisältää öljyn ja veden sekoitusta sekä mahdollisesti tietyn ilmamäärän ja joka on upotettu veteen niin, että sen yläpinta (4) on vedenpinnan alapuolella tai lähellä sitä, jolloin säiliö käsittää painolastisäiliöi-tä (14), säätösäiliöitä (8) sekä trimmisäiliöitä (7); sekä kauluksen (9), joka ulottuu ylöspäin säiliöstä, jolloin käsittää edelleen reunan (5), joka ympäröi säiliön yläpinnassa olevaa aukkoa (10), ja sijaitsee öljyn ja veden rajapinnassa niin, että öljyä voi virrata reunan yli ja mainitun aukon läpi säiliön sisään, jossa öljyn ja veden seoksen annetaan erottua ja erotettu vesi poistetaan ulos ja erotettu öljy mahdollisesti johdetaan paikalla olevaan säiliöalukseen, tunnettu siitä, että mainittu kaulus (9) ulottuu ylöspäin säiliön reunoista vedenpinnan yläpuolelle ja ympäröi säiliötä ainakin 180 ° alueella, mutta jättää yhden sivun vapaaksi vedenpinta-alueen ympäröimiseksi, sekä yhdessä säiliön yläpinnan (4) kanssa muodostaa "rauhallisen lahden", minkävuoksi aallot tai pintavirtaukset, jotka liikkuvat laitteistoa kohti, kuljettavat vedenpinnalla olevan öljyn sisään säiliön yläpinnan yli ja työntävät veden pois "rauhallisen lahden" pohjassa ja aikaansaavat öljyn kerääntymisen.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitos, tunnet-t u poistoaukosta (12) erotetun öljyn poistamiseksi öljy-alukseen tai vastaavaan.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitos, tunnet-t u siitä, että säiliössä on yksi tai useampia lämmityslait-teita (13, 33) säiliössä olevan seoksen ja yläpinnan lämmittämiseksi . 9 68285

7 68285 joonia markkoja. Tämä keksintö ei rajoitu edellä esimerkkeinä selitettyihin rakennemuotoihin. Vain allaolevat patenttivaatimukset rajoittavat keksintöä.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitos, tunnet-t u siitä, että kaulus (9) ympäröi säiliötä ainakin 180 °:n verran, ja että reuna (5) on jaettu segmentteihin, jotka ovat erillisesti nostettavat ja laskettavat.

9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitos, tunnet-t u siitä, että säiliön yläpinta (4) on suppilomainen ja että sen keskellä on aukko (10) mainitun seoksen sisäänvir-tausta varten, jolloin aukon kautta tapahtuva virtaus on säädettävissä venttiili- ja/tai pumppulaitteella.

10. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitos, tunnet-t u siitä, että useita säiliöitä liitetään yhteen vedenalaisen tai osittain vedenalaisen tyyppiseksi alukseksi (20), joka käsittää keulan (22) ja peräosan (23), ja jonka toinen laite (27), keula (22) ja peräosa (23) yhdessä säiliöiden yläpintojen (30) kanssa muodostavat mainitun "rauhallisen lahden".