Verfahren und Einrichtung zur Verhinderung der Innenkorrosion an Lager und/oder Transportbehältern, insbesondere bei der Heizöllagerung
Die Erfindung betrifft ein wartungsfreies Verfahren zur Verhinderung der Innenkorrosion an geschlossenen Lager- und/oder Transportbehältern, insbesondere bei Heizölbehältern, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein derartiges wartungsfreies Verfahren und die zugehörige Einrichtung sind notwendig, weil die Innenkorrosion, insbesondere an Heizölbehältern oder dgl., nicht allein wegen des Behälter- und Füllgutverlustes, sondern auch wegen der Gefahr einer Grundwasserverseuchung vermieden werden muss und die Überwachung der Wirksamkeit derartiger Einrichtungen Privatperso- nen nicht zugemutet werden kann.
Es ist, insbesondere bei der chemischen Industrie, bekannt, in den Füll- und Entlüftungsleitungen bei geschlossenen Lagerbehältern für feuchtigkeitsempfindliche Güter Lufttrocknungszonen einzubauen. Auch ist bekannt, Lufttrocknungsbehälter bei Transformatoren für deren Atemluft vorzusehen.
Diese bekannten Einrichtungen haben jedoch den Nachteil, dass neben der laufenden Überwachung des Trockenmittelzustandes auch eine laufende Auswechs lung des Trockenmittels und dessen Regeneration vorgenommen werden muss. Ein weiterer Nachteil ist, dass das mit dem Füllgut eingeschleppte Wasser nicht von der Trockenzone erfasst wird und es daher trotz der Luft- trocknung zur Innenkorrosion kommen kann.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Einrichtungen besteht darin, dass der durch die Lufttrockenzonen beim Füllvorgang rückströmenden Luft durch das geschichtete Trockenmittel ein erheblicher Widerstand entgegengesetzt wird, so dass die Füllgeschwindigkeit darunter leidet.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Verfahren und Einrichtungen zu beseitigen, d.h. das mit dem Füllgut eingeschleuste Wasser aus dem Lagerbehälter zu entfernen und ohne ständige Auswechslung des Trockenmittels einen wartungsfreien Betrieb der Trockeneinrichtung sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass beim Füllen des Behälters die entweichende Luft vor dem Kontakt mit einem in den Trockenzonen eingelagerten Adsorptionsmittel auf eine Temperatur erwärmt wird, durch die sie beim Vorbeistreichen an dem Adsorptionsmittel aus diesem Feuchtigkeit abführt und dadurch diese regeneriert und dass bei Beendigung des Füllvorganges das Erwärmen unterbrochen wird.
Ferner ist vorgesehen, dass das bei einer Füllgutentnahme zuviel entnommene Füllgut durch den mit trockener Luft gefüllten Raum über dem Füllgut fein verteilt wieder zurückgefördert und das über dem Füllgut liegende Luftpolster über die Trockenzonen umgewälzt wird.
In weiterer Vervollkommung des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Regeneration des Trockenmittels mittel- oder unmittelbar durch das Füllgut und/oder den Füllvorgang ausgelöst wird, indem während des Füllvorganges das Adsorptionsmittel direkt oder indirekt durch die aus dem Behälter rückströmende Luft auf die erforderliche Austreibungstemperatur erwärmt wird, und dass durch die durch Erwärmung in verstärktem Masse Feuchtigkeit aufnehmende Rückströmluft die freiwerdende Feuchtigkeit adsorbiert und ins Freie abführt.
Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Einrichtung vorgesehen, bei der erfindungsgemäss ein ein Adsorptionsmittel aufnehmender Trockenapparat gleichzei- tig als Regenerationsapparat ausgebildet und mit einer Wärmequelle versehen ist, die durch Schaltmittel derart gesteuert wird, dass sie während des Füllvorganges eingeschaltet und nach Beendigung desselben wieder ausgeschaltet wird.
Ferner ist vorgesehen, dass das Adsorptionsmittel m mehreren Schichten in übereinander angeordneten Kammern lose geschichtet ist, und dass die Kammerböden aus siebähnlichen elektrischen Heizgittern bestehen, und dass in der Fülleitung ein Strömungsschalter ur,d/oder ein Sicherheitsschalter angeordnet ist, wobei der Sicherheitsschalter mittel- oder unmittelbar durch einen Füllrohrverschluss betätigbar ist.
Ferner ist dem Luftraum über dem Füllgut eine Umlaufleitung zugeordnet, die durch den Trockenapparat über die Be- und Entlüftungsleitung wieder in den Luftraum führt.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Umlaufleitung über einen Rohrstutzen unterund oberhalb mehrerer Trockenkammern in den Trokkenapparat einmündet, und dass die Schichthöhe des Trockenmittels über dem Rohrstutzen so gross ist, dass der Gasdruck der einströmenden Umwälzluft kleiner ist als der Auflagedruck der Trockenmittelschicht.
Es ist weiter vorgesehen, dass die Kammerböden an einem gemeinsamen Träger angeordnet sind und mit diesem gemeinsam aus dem Gehäuse entfernt werden können. Die mit Gewindestutzen versehenen Böden des Trockenapparates sind mit den Gehäuseteilen mittels Ringkeil-Ringnut-Verbindungen zentrierbar und mittels Rohrschellen zu verbinden.
Ferner ist vorgesehen, dass der Strömungsschalter mit einem flachen Schalthebel versehen ist, der in den Strömungsraum der Einfülleitung ragt und dass der Sicherheitsschalter mit einem Schalthebel versehen ist und einer Verschlusseinrichtung zugeordnet ist.
In weiterer Ausbildung der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass dem Trokkenapparat eine Gebläseleitung und ein Handschaltmittel zugeordnet sind und letzteres gleichzeitig ein Luftgebläse und eine Heizeinrichtung ein- und ausschaltet.
Weitere Erfindungsmerkmale sind aus der Beschrei- bung, den Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich.
Das Verfahren und ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind nachstehend beschrieben und zeichnerisch dargestellt.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer vollautomatischen Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Trockenund Regenerationsapparat,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Füllrohrkopf mit Verschlusskappe und elektrischen Schaltmitteln und Fig.4 einen Querschnitt oberhalb eines Strömungsschalters in der Fülleitung.
Das wartungsfreie Verfahren zur Verhinderung der Innenkorrosion von geschlossenen Lager- und/oder Transportbehältern besteht aus folgenden Verfahrensstu- fen:
In der ersten Verfahrensstufe wird während der Füllgutentnahme die Belüftungsluft, die in den Lagerbe- hälter nachströmt, in bekannter Weise in einer Trockenzone, die mit einem Adsorptionsmittel, wie Silica Gel oder dgl., gefüllt ist, von der mitgeführten Feuchtigkeit befreit und füllt getrocknet den Raum über dem Füllgut aus.
In der zweiten Stufe fliesst durch dieses getrocknete Luftpolster zuviel gefördertes Füllgut vom Verbraucher in den Lagerbehälter fein verteilt zurück und gibt eventuell mit dem Füllgut eingeschlepptes Wasser an die getrocknete Luft ab.
In der dritten Stufe wird das über dem Füllgut lagernde Luftpolster, das sich mit dem vom Füllgut abgegebenen Wasser angereichert hat, durch die Trokkenzone in der Be- und Entlüftungsleitung umgewälzt und wieder getrocknet in den Lagerbehälter zurückgeför- dert.
In der nächsten Verfahrensstufe wird während eines Füllvorganges das Luftpolster durch die Be- und Entlüftungsleitung durch die Trockenzone ins Freie zurückgedrückt, dabei wird sie vor und/oder in der Trockenzone in einer Erwärmungszone über die Austreibungs- bzw.
Regenerationstemperatur, bei Silica Gel als Adsorptionsmittel auf 140 bis 2000C, erwärmt und treibt die vom Trocknungsmittel vorher adsorbierte Feuchtigkeit aus diesem heraus.
In einer weiteren Stufe adsorbiert die durch die Erwärmung stark hygroskopisch gewordene Luft die aus dem Trockenmittel ausgetriebene Feuchtigkeit und führt diese ins Freie ab.
Nach Beendigung des Füllvorganges wird die Beheizung der Erwärmungszone unterbrochen, und das Verfahren wiederholt sich mit Wiederbeginn eines Entleerungsvorganges. Durch die einzelnen Verfahrensstufen der Trocknung, Regeneration und Feuchtigkeitsabführung ist ein wartungsfreier Betrieb zur Verhütung der Innenkorrosion durch Schwitzwasserbildung und Feuchtigkeitsverschleppung gesichert.
Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in der Fig. 1 am Beispiel einer Heizöllagerung dargestellt.
Wie Fig. 1 zeigt, besteht die Einrichtung zur DurchS führung des Verfahrens aus einem oberirdischen Heizöllagerbehälter 1, in dessen Be- und Entlüftungsleitung 2 ein Trockenapparat 3 eingebaut ist. Dieser Trockenapparat 3 ist über eine Luftumlaufleitung 4 mit dem Luftraum 5 über dem Heizöl 6 verbunden. Eine Heizölfülleitung 7 ist mit elektrischen Schaltern 8 und 9 versehen, von denen der Schalter 8 als Strömungsschalter und der Schalter 9 als Hebelausschalter ausgebildet sind, wobei letzterer mit einer Verschlusseinrichtung 23 der Fülleitung 7 in Wirkverbindung steht (siehe Fig. 3). Ferner ist der Heizölbehälter 1 mit einer Entnahmeleitung 11 und einer Rücklaufleitung 12 mit einer Ölbrennerpumpe 13 verbunden. Die Rücklaufleitung 12 mündet am oberen Rand des Heizöllagerbehälters 1 im Luftraum 5 in ein Verteilerrohr 14.
Wie ferner aus Fig. 1 ersichtlich ist, liegen die Schalter 8 und 9 in Reihe in einem Stromkreis, der zu einer unterhalb des Trockenapparates 3 angeordneten Erwärmungskammer 15 führt, in der ein elektrischer Luftdurchlauferhitzer 16 angeordnet ist.
Der Trocknungsapparat 3 der Fig. 1 besteht, wie Fig. 2 zeigt, aus einem zylindrischen Gehäuseteil 3a, dessen beide Enden mit je einem gewölbten Boden 3b und 3c verschlossen sind. Die Böden 3b und 3c sind mit Gewinderohrstutzen 3d versehen, die zur Verbindung mit der Be- und Entlüftungsleitung 2, 2a dienen.
Die Böden 3b und 3c und das Gehäuseteil 3a sind stirnseitig mit einer Keil- oder Nutfläche 3e versehen, die beim stirnseitigen Aneinandersetzen die Teile gegenseitig zentrieren. Mittels je einer Rohrschelle 3f sind das Gehäuseteil 3a und die Böden 3b und 3c miteinander befestigt.
Auf einem im unteren Teil des Gehäuseteiles 3 angeordneten ringförmigen Bund 3g ruht der untere Kammerboden 17 eines Bodenträgers 18, der oben mit einem Griff 18a versehen ist. Am Bodenträger 18 sind mehrere siebartige Kammerböden 17 zur Aufnahme des Trockenmittels 19 (z.B. Silica Gel) übereinander in Abständen angeordnet. Die Abstände zwischen den einzelnen Kammerböden sind so gross gehalten, dass der über den lose geschichteten Trockenmittel 19 abgegrenzte Raum 20 etwa volumengleich oder grösser als das Schüttvolumen des Trockenmittels 19 ist. Unterhalb des zweiten Kammerbodens 17 ist in der Wandung des Gehäuseteiles 3a ein Rohrstutzen 4b angeordnet, der zum Anschluss der Umlaufleitung 4 dient.
Die Schichthöhe des Trockenmittels 19 über dem Rohrstutzen 4 wird so gewählt, dass einem eventuell auftretenden Gasdruck aus der Umlaufleitung 4 soviel Widerstand entgegengesetzt wird, dass die einströmende Luft nach unten über die Beund Entlüftungsleitung 2 zurück in den Lagerbehälter 1 (Fig. 1) fliessen muss und nicht über die Be- und Entlüftungsleitung 2, 2a ins Freie treten kann.
Ein Rückschlagventil 4a (Fig. 1) in der Umlaufleitung 4 verhindert, dass beim Betanken des Lagerbehälters 1 durch die Fülleitung 7 die verdrängte Luft in den Lagerbehälter 1 über die Umlaufleitung 4 zurückfliessen kann.
In dem Bodenteil 3b ist ein elektrischer Luftdurch- lauferhitzer 16 vorgesehen, der aus einer mit Bohrungen 16a versehenen keramischen Heizplatte 16b besteht, in deren spiralförmig verlaufenden Nuten eine Heizspirale 1 6c, wie bekannt, eingelegt ist.
Zur visuellen Kontrolle des Trockenmittel-Sättigungsgrades kann die Gehäusewandung des Trockenapparats 3 mit Sichtfenstern ausgerüstet werden, durch die bei Verwendung eines Adsorptionsmittels mit Indikator durch Farbumschlag, beispielsweise von blau in rosa festgestellt werden kann, ob das Trockenmittel noch wirksam ist.
Unterhalb der Trockenmittelräume 19, 20 ist eine Erwärmungskammer 15 vorgesehen, in der eine als Luftdurchlauferhitzer 16 ausgebildetes elektrisches Heiz element 16c angeordnet ist, dessen Zuführungsleitungen durch Isolierbuchsen nach aussen geführt werden und, wie Fig. 1 zeigt, über die in Reihe geschalteten Schalter 8 und 9 mit einem Stromnetz in Verbindung stehen.
Anstelle des elektrischen Durchlauferhitzers 16 ist es auch denkbar, die Kammerböden 17 als elektrische Heizgitter auszubilden. Es ist vorteilhaft, dass die freien Räume 20 so gross gewählt werden, dass die Luftmenge im Trockenapparat 3 gleich oder grösser ist als die Luftmenge, die während einer Betriebsstunde des ölbrenners in den Heizölbehälter druckausgleichend nachströmt.
Die elektrische Steuereinrichtung für den Luftdurch- lauferhitzer 16 ist in einem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 und 4 dargestellt und besteht, wie ersichtlich, aus einem Rohrteilstück der Fülleitung 7, durch dessen Wandung mittels einer Bohrung 7a ein flacher Schalthebel 8a eines aussen an der Rohrwandung befestigten Strömungsschal ters 8, der als Mikroschalter ausgebildet ist, in den Strömungsraum des einzufüllenden Heizöles ragt. Am Kopfende ist das Einfüllrohrendstück mit einem Gewinde 22 versehen, dass zur Aufnahme einer Verschraubung 23 zum Verschliessen der Fülleitung 7 dient. Die Verschrau- bung 23 ist mit einem in das Füllrohr 7 ragenden Tubus 23a versehen, der im aufgeschraubten Zustand der Verschraubung 23 in die Schaltebene des aussen am Füllrohr 7 angeordneten Sicherheitsschalters 9 tritt.
Der Sicher- heitsschalter 9 ragt mit seinem Schalthebel 9a durch eine Rohrwandbohrung 7b in den Verschlussraum der Verschraubung 23 bzw. dessen Tubus 23a und tritt mit diesem in Wirkverbindung.
Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 1 bis 4 zur Durchführung des Verfahrens ist folgende:
Bei einer Heizölentnahme durch die Ölbrennerpumpe 13 über die Entnahmeleitung 11 wird über die Be- und Entlüftungsleitung 2a, 2 Luft in den Lagerbehälter 1 angesaugt. Die zuerst angesaugte Luft kommt aus dem Trockenapparat 7, wo ihr durch langzeitige Berührung mit dem darin in mehreren Kammern 20 lose aufgeschichteten Trockenmittel 19 die enthaltene Feuchtigkeit, wie bekannt, entzogen und von dem Trockenmittel 19 adsorbiert wird. Die der Trockenluft über das Be- und Entlüftungsrohrendstück 2a nachfolgende feuchte Aussenluft fliesst mit erheblich verringerter Geschwindigkeit durch den Trockenapparat 3. Dabei wird ihr die mitgeführte Feuchtigkeit durch das Trockenmittel 19 entzogen.
Da in der Regel die Ölbrenner im intermittierenden Betrieb laufen, wird in einer Laufperiode durch die gewählte volumenmässige Übergrösse des Trockenapparates 3 weniger Luft durch den Lagerbehälter 1 angesaugt als im Trockenapparat 3 gespeichert ist. Dadurch ist die Gewähr gegeben, dass der Entfeuchtungsprozess durch die lange Einwirkungszeit und geringe Strömungsgeschwindigkeit intensiv abläuft.
Gleichzeitig mit der Heizölentnahme durch die ölbrennerpumpe 13 wird das durch die Entnahmeleitung 11 zuviel entnommene Heizöl über die Rücklaufleitung 12 in das Verteilerrohr 14 gefördert und sprüht flächenmässig verteilt durch den trockenen Luftraum 5 in den Heizölbehälter 1 zurück, wo es das bei der Füllung im Heizöl mitgeschleppte Wasser an die trockene Luft abgibt.
Durch die Umlaufleitung 4 wird mittels einer Pumpe die Luft über dem Heizöl 6 abgesaugt und über das Rückschlagventil 20 durch den Trockenapparat 3, wo sie nachgetrocknet wird, wieder in den Luftraum 5 des Lagerbehälters 1 gefördert.
Zum Auf- oder Nachfüllen des Heizöllagerbehälters 1 muss zuerst die Verschraubung 23 der Fülleitung 7 entfernt werden. Dabei hebt sich der Tubus 23a von dem Schalthebel 9a ab, und die Federkontakte des Mikroschalters 9 schliessen sich. Dabei wird der Stromkreis bis zum Strömungsschalter 8 geschlossen. Anstelle der Verschraubung 23 wird beim Füllen ein nicht dargestellter Füllschlauch auf das Gewinde 22 aufgeschraubt. Sobald nun das Heizöl in die Fülleitung 7 einfliesst, bewegt sich der Schalthebel 8a entgegen dem Uhrzeigersinn und die Kontakte des Strömungsschalters 8 schliessen sich. Dadurch wird für die Dauer des Füllvorganges der Stromkreis zu dem Luftdurchlauferhitzer 16 geschlossen und die durch das einfliessende Heizöl verdrängte Luft strömt über die Be- und Entlüftungsleitung 2 durch den Lufterhitzer 16 in den Trockenapparat 3.
Der Lufterhitzer 16 ist so dimensioniert, dass er die rückströmende Luft auf 140 bis 2000C erwärmt.
Diese erwärmte Luft erhitzt das im Trockenapparat 3 befindliche Trockenmittel 19 auf die erforderliche Regenerationstemperatur und treibt somit das adsorbierte Wasser heraus.
Die Erwärmung der zurückströmenden trockenen Luft führt dazu, dass dieselbe hygroskopisch aktiviert wird. Dadurch erfolgt eine beschleunigte Adsorption der aus dem Trockenmittel 19 ausgetriebenen Feuchtigkeit, die im weiteren Strömungsverlauf von der Luft über das Be- und Entlüftungsrohrende 2a ins Freie abgeführt wird.
Gegen das Eindringen von Regenwasser oder dgl. ist das Endstück mit einer nach unten offenen Klappe 2b geschützt.
Während des Füllvorganges ist die Geschwindigkeit der rückströmenden Luft relativ hoch, so dass das auf den Zwischenböden 17 aufgeschichtete Trockenmittel 19 durch die Strömung angehoben wird, dadurch wird neben einer Widerstandsverminderung und einer ungehinderten Luftbewegung vor allem ein guter Kontakt mit den einzelnen Kristallen des Trockenmittels 19 #hergestellt, so dass die warme Regenerationsluft die einzelnen Kristalloberflächen des Trockenmittels 19 gut umspült, wodurch eine schnelle und vollkommene Regeneration des Trokkenmittels 19 erreicht wird.
Für die Fälle, wo Gefahr besteht, dass die Kapazität des Trockenapparates 3 nicht ausreicht, weil der Wassergehalt des Füllgutes zu gross ist, kann eine Gebläseluftleitung 21 mit einem zweipoligen Handschalter 22 vorgesehen werden. Durch Betätigung des Handschalters 22 wird ein Gebläse und die Heizung 16 eingeschaltet, wodurch, wie oben beschrieben, durch erwärmte Luft eine Regeneration des Trockenmittels als Zwischenregeneration durchgeführt werden kann. Da der Trockenapparat mit einer abnehmbaren Haube versehen ist, kann auch das Trockenmittel jederzeit leicht ausgewechselt werden. Es ist nur erforderlich, dass die Rohrschellen 3f gelöst und eine der beiden Böden 3b oder 3c durch Drehung mittels des Gewindes in den Gewinderohrstutzen 3d vom zylindrischen Teil nur soweit abgehoben werden, dass das zylindrische Gehäuseteil 3a seitlich weggezogen werden kann.