NO742251L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for

innføring av inert gass i tankskip

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og et apparat for innføring av inert gass i lastetankene i et tankskip, hvor røkgass fra en brenselbrenner ledes gjennom en vaskeanordning hvori sjøvann anvendes for å rense og avkjøle røkgassen og for å fjerne svoveldioxyd fra denne, og den vaskede røkgass deretter føres til lastetankene mens sjøvannet fra vaskeanordningen behandles for å nedsette dets surhet før det tømmes over bord.

En av de største vanskeligheter som konstruktører av tankskip?.og tankskippersonell5står overfor, er risikoen for eksplosjon. Denne gir seg mer nøyaktig uttrykk i en hurtig og ukontrol-lert forbrenning. For å understøtte slik hurtig forbrenning må tre betingelser oppfylles, dvs. tilgang på brensel, antennelse og tilgang på oxygen.. I tankskip vil brensel alltid utgjøre minst en del av lasten, og til tross for meget stor forsiktighet og valg av spesielt materiale og utstyr er det umulig å unngå alle antennelses-muligheter, deriblant statisk elektrisitet, radiotransjmiss jon, støtgnlstutladning, feil i det elektriske anlegg, friksjonsvarme, spontan forbrenning og dessuten uansvarlige handlinger av personer. Tilbake blir bare den tredje betingelse, dvs. tilgang på oxygen. For å underholde forbrenning må en blanding av hydrogen carbon og luft ha et oxygeninhhold på minst 12 vol%. Atmosfærisk luft inneholder oxygen i en konsentrasjon på 21 % og er derfor meget farlig i tankskip. Hvis imidlertid luften erstattes med et inert gass-sys.tem som inneholder mindre enn den nedre kritiske grense på 12 % oxygen, vil ingen forbrenning kunne finne sted.

I de inerte gassinstallasjoner som for tiden anvendes i teknisk målestokk, fjernes røkgass fra kjeleavløpsrøret og føres til en gassrense- og avkjølingsanordning, som en gassvasker. Røkgassen bobler opp gjennom beholderne i gassvaskeren som inneholder sjøvann, for å fjerne smuss og vannoppløselige svovelforbindelser, spesielt svoveldioxyd. Gassen vil vanligvis komme inn i gassvaskeren med en temperatur inntil 343° C, og i en rekke av installasjonene er gassvaskeren beregnet å skulle avkjøle gassen til en temperatur på ca. .32° C. Sjøvannet avkjøler gassen og tar også opp det vannoppløse-lige smuss og svovelforbindelser.

Under vanlig bruk spyles tankene med inert gass før de fylles med oljelasten. Til sjøs overvåkes trykket i tankene. Hvis trykket faller til under et på forhånd bestemt trykk, settes blåse-vifter for den inerte gass igang, og mer inert gass pumpes inn, men dersom trykket stiger (f.eks. på grunn av soloppvarming av tank-skipets skrog), vil dekkvannlåser eller andre énveisanordninger besørge en forsegling opp til en på forhånd bestemt trykkverdi (som regel et overtrykk tilsvarende minst 1,8 m sjøvannsøyle). Over dette på forhånd bestemte overtrykk vil hurtigutslippende sikkerhets-ventiler på lastetankene eller på hovedfordelingsledningen for den inerte gass åpnes for å slippe ut overtrykket. Når lasten losses, pumpes inert gass inn for å erstatte oljelasten etter hvert som denne pumpes ut av tankskipet.

De inerte. gassinstallasjoner drives således ikke kontinuerlig når gassen er blitt tatt inn, men bare periodevis når skipet er i sjøen. De drives vanligvis kontinuerlig bare før lasting cg under lossing av lasten, dvs. vanligvis bare når skipet befinner seg i ro og nær land.

I de for tiden anvendte installasjoner innføres sjøvann i. gassvaskeren og uttømmes fra denne gjennom egnede avløpsrør ut i havet, bukter eller elver avhengig av hvor skipet befinner seg, og dette representerer et alvorlig forurensningsproblem. Avvannet fra gassvaskeren er surt på grunn av at det har absorbert svoveldioxyd-gasser som er tilstede i røkgassene, og har en pH på 1,0 - 2,5.

Det absorberte svoveldioxyd reagerer med vannet under dannelse av svovelsyrer. Forurensningen forsterkes på grunn av at inertgassan-legget vanligvis drives med full kapasitet når skipet ligger for-tøyet til kai eller nær land. I en rekke kommersielle anlegg nøy-traliseres svovelsyrlingen i avløpssjøvannet ved at natriumcarbonat, natriumhydroxyd eller kalk settes til dette. Denne metode krever lagring av store mengder kjemikalier, og dette representerer et problem når skipet er i sjøen og fjerner ikke vannforurensningspro-blemet på grunn av at de dannede forbindelser, f.eks. natriumsulfitt, også betraktes som vannforurensende.

Det taes ved oppfinnelsen sikte på fullstendig å unngå behovet for kjemisk behandling av sjøvann anvendt i gassvaskeren for et inert gassanlegg 1 et tankskip før sjøvannet igjen slippes ut i sjøen, og å fjerne de svovelholdige forurensende forbindelser • fra avløpssjøvannet fra gassvaskeren-kjøleren uten at det er nødven-dig med stor lagringsplass for kjemikalier ombord i skip.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for innføring av.inert gass i lastetankene i et tankskip, hvor røkgassen vaskes med sjøvann og den avkjølte og i det vesentlige svoveldioxydfrie røkgass føres som inert gass til lastetankene mens sjøvannet anvendt for å vaske røkgass behandles for å minske dets surhet før det slippes over bord, og fremgangsmåten er særpreget ved at sjøvannet som er blitt anvendt for å vaske røkgassen, før det slippes over bord, befries for svoveldioxyd ved å bringes i kontakt med en motstrøm av luft. * ;Oppfinnelsen angår også et apparat for innføring av inert gass i lastetankene i et tankskip, hvor røkgass fra en brenselbrenner føres gjennom en gassvasker hvori sjøvann anvendes for å rense og avkjøle røkgassen og for å fjerne svoveldioxyd fra denne, og hvor den vaskede røkgass deretter føres til lastetankene mens sjø-vannet fra gassvaskeren, før det slippes over bord, behandles for å minske dets surhet, og apparatet er særpreget ved at en separeringsanordning er anordnet i banen for sjøvannet fra gassvaskeren til lensestedet for å fjerne svoveldioxyd fra det i gassvaskeren anvendte sjøvann ved at dette ledes i, mot strøm til en luftstrøm gjennom se-parer ingsanordningen . ;Ifølge oppfinnelsen behandles således avvannet fra gassvaskeren under slike betingelser at svoveldioxyd vil fjernes fra sjøvannet» Svovelsyrlingen dekomponeres til vann og svoveldioxyd ved at det forurensede sjøvann utsettes for en egnet temperatur og et egnet trykk. I et foretrukket anlegg anbringes separeringsanordningen for sjøvannet slik at sjøvannet med høyt innhold av svoveldioxyd vil passere gjennom separeringsanordningen under fjernelse av det dampformige svoveldioxyd som føres tilbake til kjeleskorstei-nen på et sted over det sted hvor røkgass fjernes for inertgass-systemet. ;For nærmere å forklare oppfinnelsen vil et foretrukket inert gassanlegg bli beskrevet under henvisning til tegningene, hvorav ;fig. 1 skjematisk viser de forskjellige deler av et inert gassanlegg ifølge oppfinnelsen og deres relative plassering ombord på et skip, og ;fig. 2 skjematisk viser en del av anlegget ifølge fig. 1 med en del av anleggets forskjellige deler vist mer detaljert. ;På fig. 1 er vist de forskjellige deler for inertgass-. anlegget og deres relative plassering ombord på et tankskip som bare delvis er skjematisk vist ved henvisningstallet 1. Røkgass fra en brenselbrenner som kan utgjøres av ovnen 3 som benyttes for oppvarming av skipets hovedkjeier, fjernes fra avgasskorsteinen 5 ;via ledningen 7 og tilføres til- gassvaskeren 9. Sjøvann innføres i gassvaskeren 9 via ledningen 25 for å fjerne sot, smus<g.>og vann-oppløselige svovelforbindelser i røkgassen. Den fjernes via ledningen 11, og ved hjelp av hovedviften og hjelpevifter 13 fordeles røkgassen gjennom-gasshovedfordelingsledningen 15 inn i oljetankene etter å ha passert gjennom en dekkvannlås 23 eller en annen egnet énveisinnretning. Egnede gassvaskere er beskrevet i US patentskrift nr. 3 285 711. ;Det forurensede avløpssjøvann fra gassvaskeren tilføres;ti.l S02""Separeri.ngsanordningen 17. Det kan av og til være ønskelig å oppvarme, avvan.net før det tilføres til SO^-separeringsanordningen 17, og det benyttes da et vannoppvarmingsapparat 19. For visse anvendelser kan det tillates å sløyfe vannoppvarmingsapparatet 19. Frisk luft tilføres til separeringsanordningen 17 ved hjelp av frisk- ;luftvi.ften 21. Luften som inneholder svoveldioxyd som er blitt fjernet fra sjøvannet, føres ut i avgasskorsteinen 5 på et sted over det sted hvor ledningen 7 står 1 forbindelse med en avgasskorstein. ;På fig. 2 er gassvaskeren 9, et separeringstårn 17 for fjernelse, av svoveldioxyd, en blandetank 33, en holdetank 31 og en varmeveksler 37 vist. Røkgass fjernet fra avgasskorsteinen 5 via ledningen 7 (vist på fig. 1) tilføres til gassvaskeren-kjøleren gjennom gassinnløpet 27. Kjølesjøvannet innføres via ledningen 25 nær toppen av tårnet og strømmer i motstrøm i kontakt med gassen, hvorved sot og annen'smuss og vannoppløselige svovelforbindelser fjernes. Gassen som er blitt renset og avkjølt, forlater gassvaskeren via ledningen 11 og innføres i gasshovedfordelingsledningen 15 via dekkvannlåsen 23, som vist på fig. 1. Avløpet fra gassvaskeren-kjøleren 9 passerer via ledningen 29 inn i en holdetank 31 som valg-fritt kan benyttes. Avløpet innføres deretter direkte i separeringstårnet 17 eller i blandetanken 33 via ledningen 35, hvori det kan blandes med sjøvann som oppvarmes i varmeveksleren 37 og ledes inn i blandetanken 33 via ledningen 39. Dette er et foretrukket system fordi det muliggjør en fleksibel drift. Avløpet fra gassvaskeren-kjøleren 9 kan også tilføres direkte til separeringstårnet 17. ;Det forurensede kjølevann fra gassvaskeren-kjøleren 9 til-føres til svoveldioxydsepareringstårnet 17 via ledningen 41. Frisk luft innføres i separeringstårnet 17 via innløpet 43 ved hjelp av viften 47. En vanndamp/luft-varmeveksler (ikke vist) eller en annen egnet oppvarmingsinnretning kan anvendes for å oppvarme luften som kommer inn i separeringstårnet 17, til en egnet temperatur. Svovel-forbindelsene fjernes fra vannet og forlater separeringstårnet 17 via utløpet 49 og slippes deretter ut i atmosfæren via avgasskorsteinen 5 (vist på fig. 1). Avvannet fra svoveldioxydseparerings- ;y;tårnet 17 forlater dette via utløpet 45 og tømmes ut i sjøen.;i Separeringstårnet 17 drives etter motstrømsprinsippet. ;Det forurensede sjøvann kommer inn ved toppen av tårnet gjennom ledningen 41 og strømmer nedad og kommer i kontakt med den rene luft som innføres gjennom innløpet 43 i de i tårnet anordnede brett. Det v,il forståes at konsentrasjonen av svoveldioxyd i væsken vil være høyest ved toppen av tårnet og lavest ved bunnen. Således kan f.eks. forurenset vann ved toppen av tårnet 17 inneholde 0,057 vekt% svoveldioxyd, mens frisk luft som innføres med omgivelsestemperatur vil inneholde 0 vekt% svoveldioxyd. Under disse betingelser vil partialtrykket for svoveldioxyd i toppbrettet være ca. 5,7 mmHg. Konsentrasjonen av svoveldioxyd i utløpsgassen vil være ca. 0,017 vekt%, og konsentrasjonen av svoveldioxyd 1 avløpssjøvannet kan være så lav som Q, 0.0-4 vek.t%.. ' *

Temperaturen 1 vannat som kommer inn i vanninnløpene 25 i gassvaskeren 9, bør være 4 - 30° C. Den i gassvaskeren innstrøm-mende vannmengde vil avhenge av anle.gg.ets størrelse, men den bør vanligvis være 1893 - 3785 l/min. Røkgass som kommer inn i gass-innløpet 27, har atmosfæretrykk og innføres i gassvaskeren i en mengde av 283 - 566 Nm 3/min. Temperaturen for denne gass er vanligvis 17 6 - 4 54° C. Gassen som forlater gassvaskeren 9 via ledningen 11, bør ha en temperatur på 7 - 32° C og inneholde svoveldioxyd i en mengde ikke over 60 deler pr. million..

Avløpssjøvannet som forlater gassvaskeren 9 via ledningen

29, bør ha en temperatur på 32 - 49° C.

Konsentrasjonen av S02i avløpssjøvannet som kommer inn i' .svoveldioxydsepareringstårnet 17 via ledningen 41, bør vanligvis være 0,03 - 0,09 vekt%, avhengig av den for avkjøling anvendte sjø-vannmengde og konsentrasjonen av S02i inertgassene som ledes til gassvaskerinnløpet. Temperaturen for det forurensede vann som kommer inn i svoveldioxydsepareringstårnet 17, bør være 32 - 88° C,

'fortrinnsvis 38 - 60° C. Frisk luft som innføres via innløpet 43, bør ha en temperatur på 21 - -260° C, og det innførte luftvolum bør være 142 - 850 Nm /min. Jo høyere antallet av brett i tårnet er, desto bedre vil separeringsgraden bli. Det er imidlertid ifølge

oppfinnelsen tilstrekkelig med 3-8 brett. Det rene vann som kommer ut gjennom utløpet 45, vil vanligvis ha en temperatur på 21 -

60° C og inneholde svoveldioxyd i en mengde ikke over 0,008 vekt%.

Gassen som forlater gassvaskeren 9 via gassutløpet 11, er egnet for bruk som teppe for å hindre brann og eksplosjoner i tankene. Svoveldioxydkonsentrasjoneh er tilstrekkelig lav til at korro-sjonen vil bli minimal.

Claims (9)

1. Fremgangsmåta for innføring av inert gass i lastetankene i et tankskip, hvor røkgassen vaskes med sjøvann og den avkjølte og i det vesentlige svoveldioxydfrie røkgass føres som inert gass inn i lastetankene mens det for vasking av røkgassen anvendte sjø-vann behandles for å minske dets surhet før det slippes over bord, karakterisert ved at det for vasking av røkgassen anvendte sjøvann før det slippes over bord befris for svoveldioxyd ved å bringes i kontakt med en motstrøm av luft.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at motstrøm av luft holdes på en temperatur av 21 - 260° C, det vann som behandles med luft på en opprinnelig temperatur av 32 - 88° C, og det vann som slippes ut fra skipet på en temperatur av 21 - 88° C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at konsentrasjonen av svovelforbindelse i det vann som slippes over bord, minskes slik at den ikke er over 0,008 vekt%.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert •ved at den svoveldioxydholdige luft som skilles fra det for vasking av røkgassen anvendte sjøvann, slippes ut i atmosfæren via røkgass-' skorsteinen.

5. Apparat for innføring av inert gass i lastetanker i et tankskip, hvor røkgass fra en brenselbrenner ledes gjennom en vaskeanordning hvori sjøvann anvendes for å rense og avkjøle røkgassen og for å fjerne svoveldioxyd fra denne, og hvor den vaskede røkgass deretter føres til lastetankene mens sjøvannet fra vaskeanordningen før det slippes over bord behandles for å minske dets surhet, karakterisert ved at.en separeringsanordning (17) er anordnet i banen for sjøvannet fra vaskeanordningen (9) til r utslippsstedet (45), for å fjerne svoveldioxyd fra det i vaskeanordningen (9). anvendte-.sjøvann ved at dette ledes i motstrøm i forhold til en luftstrøm gjennom separeringsanordningen (17).

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at en holdetank. (31) er anordnet mellom separeringsanordningen (17) og vaskeanordningen (9).

7. Apparat ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at en blandetank (33) er anordnet mellom separeringsanordningen (17) og vaskeanordningen (9)., og at en. varmeveksler (37) er anordnet for oppvarming av sjøvann som i blandetanken (33) skal blandes med sjøvann fra vaskeanordningen (9).

8., Apparat ifølge krav 5-7, karakterisert ved at separeringsanordningen (17) er forsynt med 3-8 brett.

9. Apparat ifølge krav 5-8, karakterisert ved at separeringsanordningen (17) er forbundet med en røkgass-skorstein (5) for utslipping av luft fra separeringsanordningen i atmosfæren, idet en. ledning (49) for luft fra separeringsanordningen (17) står i forbindelse med skorsteinen (5) på et sted over forbin-delsesstedet for en ledning (7) for røkgass fra skorsteinen (5) til vaskeanordningen (9).