[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lagern chemischer Produkte
in einem Behälter chemische Stoffe, die in flüssiger Form transportiert und weiterverarbeitet
werden sollen, jedoch einen oberhalb der gewünschten bzw. üblichen Lagertemperatur
liegenden Schmelzpunkt besitzen.
[0002] Für diese Stoffe kann die Lagerung am einfachsten in beheizten Behältern vorgenommen
werden, da die Aus- und Einlagerung dann keinerlei Schwierigkeiten bereitet. Allerdings
ist dies mit hohen Energiekosten für die Dauerbeheizung verbunden. Außerdem ist nachteilig,
dass sich ggf. ablaufende Alterungsreaktionen und ungewünschte Reaktionen mit Verunreinigungen
bei höherer Temperatur beschleunigen.
[0003] Bei einer Lagerung über längere Zeiträume ist es energetisch günstiger, das Produkt
in fester bzw. erstarrter Form zu lagern und einen Teil, der entnommen werden soll,
bei Bedarf zu verflüssigen.
[0004] Das beschriebene Problem tritt beispielsweise bei der Lagerung von Schweröl auf,
das bei Umgebungstemperatur zähflüssig ist und sich bei Lagerung in kalten Gebieten
und im Winter ganz verfestigen kann. Für die Lagerung von Schweröl wurden bereits
verschiedene Vorrichtungen entwickelt, die eine Lagerung im wenigstens teilweise verfestigten
Zustand ermöglichen.
[0005] Aus der
DE 534084 ist ein Vorratsbehälter mit einer Einrichtung zum Absaugen einer zähen Flüssigkeit
bekannt, bei der in dem Behälter eine beheizbare Fanghaube angeordnet ist, um einen
Teil der zähen Flüssigkeit gezielt erwärmen und für die Entnahme dünnflüssiger machen
zu können. Das Verfahren mit der beschriebenen Vorrichtung ist nur für zähe Flüssigkeiten
geeignet, nicht aber für vollständig erstarrende Stoffe, da der erstarrte Feststoff
nicht unter die Haube nachfließen könnte.
[0006] Aus der
DE 2432955 ist ein Verfahren zum unterirdischen Speichern von schweren, bei gewöhnlichen Temperaturen
erstarrenden Produkten wie Schweröl bekannt, bei welchem die Oberfläche des erstarrten
Produktes mit mindestens einer zirkulierenden warmen Flüssigkeit in Kontakt gebracht
und das sich verflüssigende Produkt abgepumpt wird. Das Verfahren ist für unterirdische
Stollen ausgelegt und erfordert relativ viel Pumparbeit, um das eingelagerte Produkt
durch die kontinuierlich vorbeiströmende warme Flüssigkeit auszuschwemmen. Diese Arbeit
ist umso größer, wenn ein kristallisierendes Produkt mit hoher Schmelzwärme eingelagert
ist. Für Schweröl ist ein Ausschwemmen mit Wasser vorgesehen, das nicht für alle Produkte
geeignet ist.
[0007] Des Weiteren ist aus der
DE 83 31 135 U1 ein Bitumenbehälter bekannt, bei dem in dem Behälter ein vertikales Rohr angeordnet
ist, in dessen offenes oberes Ende die Einlassleitung mündet und dessen unteres Ende
mit Abstand über dem Behälterboden angeordnet ist. Wird nun von oben frisches, heißes
Bitumen in das vertikale Rohr eingefüllt, so wird nach dem Prinzip der kommunizierenden
Röhren das frische, heiße Bitumen von unten nach oben in den Behälter eingelagert.
Am Ende des Befüllens befindet sich demnach im unteren Bereich des Behälters frisches,
heißes Bitumen, wodurch der Bitumenbehälter nach dem Befüllen unverzüglich ohne Fremdheizung
über einen gewissen Zeitraum betriebsbereit ist.
[0008] Für die Einlagerung sehr schnell erstarrender Produkte, wie z. B. für organischchemische
Produkte, die in einem engen Kristallisationsbereich fest werden, sind die bekannten
Vorrichtungen und Verfahren nicht oder schlecht geeignet. So wird Dimethylterephthalat
(DMT, C
10H
10O
4) mit einem Schmelzbereich bei 140,6 °C für die Kunstfaserindustrie flüssig bereitgestellt
und demzufolge vorher flüssig zwischengelagert. Dies geschieht bislang unter hohem
Energieaufwand in beiheizten Behälters.
[0009] Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Lagern von chemischen Produkten in einem Behälter zur Verfügung zu stellen, das
es ermöglicht, schnell erstarrende Produkte flüssig ein- und auszulagern während sich
ein Teil des in dem Behälter eingelagerten Produkts im festen Zustand befindet.
[0010] Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Lagern von chemischen
Produkten in einem Behälter vorgesehen, bei dem das Produkt in flüssigem Zustand mit
einer Temperatur oberhalb seiner Schmelztemperatur in den Behälter eingelagert wird
und dort bei niedrigerer Umgebungstemperatur in einem wenigstens teilweise erstarrten
Zustand bis zur Auslagerung verbleibt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich
dadurch aus, dass das Abführen des Produkts aus dem Behälter am Ende der Lagerung
in der Weise geschieht, dass aus der Produktion kommendes oder im Kreislauf geführtes,
flüssiges Produkt über eine im wesentlichen vertikale Zuführung aus Wärme leitendem
Material in den Behälter eingeleitet und unterhalb wenigstens eines Schmelzorgans
aus Wärme leitendem Material im Wesentlichen horizontal über den Querschnitt des Behälters
verteilt wird, wobei der Wärmeinhalt des flüssigen Produkts in Verbindung mit den
Wärmeleitfähigkeiten der Zuleitung und des Schmelzorgans oder der Schmelzorgane zum
Aufschmelzen von im Behälter befindlichem Produkt verwendet wird, und das Produkt
über wenigstens eine horizontale Fließebene unterhalb des Schmelzorgans oder der Schmelzorgane
und vertikal längs der Zuführung abgezogen wird.
[0011] Der Behälter kann insbesondere ein Tank sein, d.h. ein i.a. mit Zu- und Ablauf versehener
Lagerungsbehälter, auch großvolumig mit mehr als 1 m
3, vorzugsweise mehr als 5 m
3 Lagerungsvolumen.
[0012] In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die Zuleitung und gegebenenfalls
zusätzlich die Fläche unterhalb des Schmelzorgans nach dem Durchlauf von flüssigem
Produkt freigeblasen und bis zur nächsten Verwendung mit einem Gas gefüllt. Die eingebrachten
Gase sollen produktfreundlich (inert) und möglichst leicht komprimierbar sein. Je
nach Produkt können z.B. Luft, Stickstoff, CO
2 oder Edelgase geeignet sein.
[0013] Über eine an wenigstens einer Außenwand des Behälters vorgesehene Innenraumwandbeheizung
kann zusätzlich flüssiges Produkt außerhalb eines Kerns von erstarrtem unter dem Schmelzpunkt
gelagertem Produkt erzeugt werden. Das an der Außenwand verflüssigte Produkt kann
dann für das Aufschmelzen von weiterem, abzuführendem Produkt verwendet werden oder
dient beim Einlagern für den Druckausgleich beim Einlagern für den sicheren Druckausgleich,
d.h. zur Schonung der Behälterwände und Einbauten. Wenn während bestimmter Ein- oder
Auslagerungsphasen oder generell Produkt längs der Zuführung und unter wenigstens
einem Schmelzorgan flüssig gehalten wird, kann mit Hilfe der Innenraumwandbeheizung
ein von flüssigem Produkt umschlossener, etwa ringförmiger Kern aus erstarrtem Produkt
erzeugt werden, der das turbulente Vermischen rundum vorhandenen Produkts erleichtert.
[0014] Vorzugsweise kann das Abführen von an der Innenraumwandbeheizung aufgeschmolzenem
Produkt in vertikalen Kanälen erfolgen, die beispielsweise mit Hilfe des für die Innenwandbezeizung
an der Innenwand angeordneten Wärmetauscher gebildet werden können.
[0015] Das Verfahren kann so geführt werden, dass das eingelagerte flüssige Produkt insgesamt
in dem Behälter erstarren gelassen wird. In diesem Fall wird die Zuführung während
des Erstarrungs- bzw. Kristallisationsvorgang durch Gas freigehalten, welches nach
dem flüssigen Produkt durch die Zuführung geleitet wird. Je nach Füllstand, d.h. insbesondere
bei maximalem oder nahezu maximalem Füllstand, kann auch die Unterseite des (oberen)
Schmelzorgans durch Gas bzw. Freiblasen freigehalten werden.
[0016] Das Verfahren kann jedoch alternativ auch so geführt werden, dass ein Teil des in
dem Behälter gelagerten Produkts durch Beheizen über Heizelemente, insbesondere die
Innenraumwandbeheizung und/oder die Zuführung und/oder das Schmelzorgan, während der
Lagerung flüssig gehalten wird (Da die Zuführung und das Schmelzorgan erfindungsgemäß
aus Wärme leitendem Material sind, können sie leicht beheizt werden).
[0017] Ein Teil des Produktes für das Aufschmelzen von erstarrtem Produkt kann vorzugsweise
über einen zusätzlichen, beheizten, mit dem Behälter verbundenen Zusatzbehälter im
Kreislauf geführt werden. Das Produkt kann in einer Ausführungsform der Erfindung
auch innerhalb des Behälters im Kreislauf geführt werden. Hierfür kann beispielsweise
zusätzlich neben der Außenwandbeheizung eine Bodenbeheizung vorgesehen sein.
[0018] Das Aufschmelzen geschieht insbesondere durch fortschreitende Verflüssigung von oben
nach unten und/oder von unten nach oben, vorzugsweise unter entsprechender Bewegung
der Schmelzorgane.
[0019] Insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens sieht die Erfindung
zur Lösung der Aufgabe weiterhin eine Vorrichtung für die Lagerung solcher chemischen
Produkte, die einen unter dem Lagertemperaturbereich liegenden Schmelzpunkt besitzen,
in einem Behälter vor, die folgende Elemente umfasst:
- einen Behälter,
- eine im Wesentlichen vertikal innerhalb des Behälters verlaufende Zuführung für flüssiges
Produkt und Gas aus Wärme leitendem Material,
- wenigstens ein im Wesentlichen horizontal über den Querschnitt des Behälters sich
erstreckendes Schmelzorgan aus Wärme leitendem Material, welches um die Zuführung
herum angeordnet ist und zum Leiten und Verteilen des zugeführten flüssigen Produkts
dient,
- wenigstens einen Ablauf.
[0020] Der Ablauf kann ebenso wie der Zulauf eingangs der Zuführung mit einem Ventil versehen
sein.
[0021] Das Schmelzorgan ist vorzugsweise längs der Zuführung verschieblich angeordnet, was
das allmähliche Aufschmelzen von oben nach unten bzw. unten nach oben ermöglicht.
[0022] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Zuführung als Teleskoprohr
ausgebildet. Der Behälter ist in allen Ausführungsformen bevorzugt wenigstens teilweise
zylindrisch und die Zuführung befindet sich längs der Zylinderachse. In alternativer
Ausführung kann der Behälter oder Tank auch quadratischen oder rechteckigen Querschnitt
besitzen; die Zuführung befindet sich bei allen Ausführungsformen vorzugsweise zentral.
Das Schmelzorgan kann dann vorzugsweise ein oberes Schmelzorgan umfassen, welches
eine hutartige Form besitzt und am Ende der Zuführung angeordnet ist: Das obere Schmelzorgan
ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit Auftriebskörpern, vorzugsweise
in Form eines Schwimmrings, ausgestattet. Der Schwimmring kann das obere Schmelzorgan
auf einer bestimmten Höhe unterhalb oder am Produktspiegel halten. Das Schmelzorgan
kann höher oder tiefer eintauchend eingestellt werden, indem der Schwimmring ausschließlich
mit Gas oder teils mit Gas und teils mit Flüssigkeit bzw. einem geeigneten Medium
gefüllt wird. Der Schwimmring kann auch für die Wärmezufuhr genutzt werden, indem
z.B. in einer Kammer des Schwimmrings ein Heizelement vorgesehen ist.
[0023] In Weiterbildung der Erfindung umfasst das Schmelzorgan zusätzlich ein unteres Schmelzorgan,
welches sich vorzugsweise im unteren Drittel des Behälters ringförmig um die Zuführung
erstreckt.
[0024] Das Schmelzorgan oder die Schmelzorgane können nach unten weisende Einbauten in Form
von Strömungswiderständen aufweisen. Diese Strömungswiderstände dienen dazu, das flüssige
Produkt gleichmäßig unterhalb des jeweiligen Schmelzorgans zu verteilen. Dies geschieht
auch durch teilweises Aufstauen und Verwirbeln.
[0025] An wenigstens einer Außenwand kann zusätzlich eine Innenraumwandbeheizung vorgesehen
sein, vorzugsweise an einer zylindrischen Außenwand. In die Innenwandbeheizung können
Kanäle zum Abführen von Produkt (i.a. nach unten) eingearbeitet sein. Das Kanalschmelzen
beugt einer Schädigung des Behälters durch Wärmeausdehnung vor, da immer ein entweichen
der entstehenden Kräfte gewährleistet und der Behälter somit mechanisch nicht belastet
wird. Sind an der Vorrichtung Kanäle längs der Außenwand, insbesondere mit separater,
vertikaler Beheizungsmöglichkeit vorgesehen, kann das Verfahren so geführt werden,
dass zunächst vertikal Kanäle in das erstarrte Produkt geschmolzen werden und dann
unterhalb eines Schmelzorgans eine Querschnittsfläche freigeschmolzen wird. Das Schmelzgut
vom horizontalen Schmelzen kann dann über die vorher gebildeten vertikalen Kanäle
abfließen.
[0026] Die Innenraumwandbeheizung reicht bevorzugt höher als der maximale Füllstand des
Produkts im Behälter, um die gesamte Innenwandfläche von erstarrtem Produkt freihalten
zu können. Am oberen Schmelzorgan können Führungselemente vorgesehen sein, die in
geeigneter Weise an der Innenraumwandbeheizung angreifen und eine durchgehende und
geometrisch klar festgelegte Schmelzzone sicherstellen.
[0027] Zur Überprüfung des Füll- und Lagerzustands des Produkts können Messfühler vorgesehen
seien, vorzugsweise am Schmelzorgan oder an den Schmelzorganen und/oder an der Außenwand.
[0028] Mit einem geeigneten Messverfahren kann auch festgestellt werden, ob und wie viel
Produkt vorhanden ist und ob eine Gasphase unterhalb des Schmelzorgans vorliegt.
[0029] In räumlicher Zuordnung zum Ausgang der Zuführung kann ein in seiner Position veränderlicher
assymmetrischer Einsatz, beispielsweise in Form eines Leitblechs, vorgesehen sein,
mit dem dem Produkt während Ein- oder Auslagerung eine gewisse Vorzugsrichtung bei
seiner Verteilung gegeben werden kann. Dies kann bei freistehenden Behälters Temperaturunterschiede
über den Behälterquerschnitt ausgleichen. In kältere Bereiche wird mit Hilfe des Verteilungseinsatzes
mehr heißes flüssiges Produkt eingeleitet, damit das erstarrte gelagerte Produkt gleichmäßig
aufgeschmolzen werden kann.
[0030] Der Behälter kann aus mehreren Teilen zusammengesetzt werden. Insbesondere können
Schmelzorgane, Zuführung und Ableitung an einem bodenlosen Behälteraufsatz angeordnet
sein, der der beispielsweise auf ein deckelloses Fass aufgesetzt wird, so dass insgesamt
ein zweiteiliger Behälter nach der Erfindung entsteht. Der Ablauf ist entweder im
unteren Bereich (z. B. dem unteren Fünftel) des Fasses vorhanden oder vorzugsweise
zusätzlich am Behälteraufsatz vorgesehen, von wo das eingelagerte, aufgeschmolzene
Produkt abgesaugt werden kann.
[0031] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
erläutert.
[0032] Es zeigen:
- Fig. 1, 4
- schematische Darstellung des Lagerbehälters in einer beispielhaften Ausführungsform
im Längsschnitt
- Fig. 1a, 1b, 1c, 1d
- schematische Darstellungen von beispielhaften Ausführungsformen der Schmelzorgane
von oben oder unten gesehen
- Fig. 2
- schematische Darstellung des Lagerbehälters aus Fig. 1 mit in Bodennähe angeordnetem
zusätzlichen Schmelzorgan
- Fig. 2a, 2b
- schematische Darstellung einer Innenraumwandbeheizung für zylindrische oder quaderförmige
Behälter (Querschnitte)
- Fig. 3
- schematische Darstellung des Lagerbehälters aus Fig. 2 im entleerten Zustand (Längsschnitt)
- Fig. 5, 6
- schematische Darstellung des Lagerbehälters aus Fig. 2 mit zusätzlichem Verteilungseinsatz
(Längsschnitt)
- Fig. 7
- schematische Darstellung eines Ausschnittes zwischen Außenwand und Schmelzorgan
- Fig. 8
- schematische Schnittansicht eines auf ein Fass aufgesetzten Aufsatzbehälters (Längsschnitt)
[0033] Der Behälter 1 ist ein für das Produkt geeigneter Behälter, insbesondere zylindrischer
oder quaderförmiger Bauart und besitzt folgende Hauptbestandteile:.
[0034] Die Innenraumwandbeheizung 2a an der Außenwand 2 des Behälters muss sich nach den
zu erwartenden Kräften, der benötigten Wärmeleistung sowie mechanischer und hydraulischer
Wirkung ausrichten.
Das obere Schmelzorgan 3 kann eine Plattform mit einem nach oben mittig ausgerichteten
Zylinder (Hut 3a) sowie mit an der Unterseite angeordneten Leitblechen 10 (Einbauten,
Strömungswiderständen) und einer Abschlusskante 6 (Führungsschienen) sein.
Die Schwimmer 4 können als Schwimmring ausgebildet sein und bilden ein Bauteil am
oberen Schmelzorgan 3. Andere Auftriebskörper bzw. eine geteilte Bauweise sind möglich.
Vorzugsweise wird der Schwimmring 4 zwischen Hut 3a und Kante 6 des oberen Schmelzorgans
an verstellbaren Verbindungen (Seilen) aufgehängt.
[0035] Die Zuführung 5 kann ein durch den Auftrieb der Schwimmringe 4 am oberen Schmelzorgan
3 selbsttätig oder alternativ ein motorisch gesteuert ausfahrendes Teleskoprohr sein.
Das Teleskoprohr bzw. die Zuführung 5 ist gegebenenfalls mit dem Verteilungseinsatz
9 verbunden, um das Produkt besonders leiten zu können. Ansonsten wird das Produkt
über das Teleskoprohr vorzugsweise mittig eingeleitet. Die Führungsschienen 6 sind
am oberen Schmelzorgan 3 befestigt und stellen den Abstand zwischen dem oberen Schmelzorgan
3 und der Innenwandbeheizung 2a sicher. Die Innenwandbeheizung 2a kann um eine bestimmte
Anzahl von Heizelementen über die Führungsschienen 6 hinausragen.
Das Füll- und Entleerungsrohr 7 kann ein auf dem Boden rund um die Zuführung 5 aufgeschweißtes
Viertelrohr mit Öffnungen zur gleichmäßigen Wärmeverteilung in Richtung Behälterboden
sein. Das Füll- und Entleerungsrohr 7 kann über eine separate Heizschlange oder über
die Wärme der Zuführung 5 beheizt werden.
Das untere Schmelzorgan 8 kann mit Ablaufventilen versehen sein, die den Fluss frei
geben, wenn unter ihnen das Produkt abgeleitet wird oder der Druck über ihnen größer
ist.
Der Verteilungseinsatz 9 wird mit einem Antrieb in die jeweilige vom Personal oder
dem Prozessleitsystem festgelegte Stellung bewegt.
Die Einbauten 10 in Form von Leitblechen 10 an der Unterseite der Schmelzorgane 3,8
dienen als Strömungswiderstände zum Verteilen und Verwirbeln von flüssigem Produkt.
Messfühler 11 und Kontaktgeber dienen der Überwachung des Füllstandes und Lagerzustands
des Produkts.
Schwimmer 12 dienen dazu festzustellen, wie der Abstand zwischen Schmelzorgan 3,8
und Produkt ist, d.h. ob noch Gas zugeführt werden muss oder nicht.
[0036] Figur 1 zeigt einen im Ganzen mit 1 bezeichneten (Lager-)Behälter, hier einen zylindrischen,
auf einer Zylinderbodenfläche stehenden beckenförmigen Behälter mit schräger Bedachung.
An der zylindrischen Außenwand 2 ist die Innenwandbeheizung 2a angebracht, die hier
praktisch die gesamte Zylindermantelfläche abdeckt. Mittig vom Boden des Behälters
1 ragt ein Teleskoprohr als Zuführung 5 für flüssiges noch heißes Produkt in den Behälter
hinein - hier im voll ausgefahrenen Zustand dargestellt. Am oberen Ende der Zuführung
5 ist ein plattenförmiges oberes Schmelzorgan 3 angeordnet, das mit einem hutförmigen
Mittelteil (Hut) 3a über die Zuführung 5 gestülpt ist. Am oberen Ende der Zuführung
5 können Abstandshalter zum Schmelzorgan 3, beispielsweise in Form eines Siebblechs,
vorgesehen sein (hier nicht dargestellt). Das Schmelzorgan 3 ist mit Auftriebskörpern
4, hier in Form eines Schwimmrings versehen. Der Schwimmring 4 ist über radial verlaufende
Seile, die vom Hut 3a bis zum Rand des Schmelzorgans 3 reichen, wie dies in Figur
1a dargestellt ist. Figur 1 a zeigt das Schmelzorgan mit dem Auftriebskörper 4 in
Draufsicht von oben. Figur 1 d zeigt eine ähnliche Variante für einen Behälter mit
viereckigem Querschnitt. Der Schwimmring 4 ist in mehrere Abschnitte bzw. einzelne
Schwimmer aufgeteilt. Am Rande des oberen Schmelzorgans 3 sind Führungsschienen 6
vorgesehen, die für eine Führung relativ zur Innenwandbeheizung 2a sorgen. Schließlich
sind mehrere Leitbleche 10 (vom Schmelzorgan 3 nach unten weisende Einbauten 10) vorhanden,
die für eine gleichmäßigere Verteilung des Produkts sorgen. Die Einbauten 10 können
insbesondere ausgeführt sein, wie in Figuren 1b und besonders 1 c für spezielle Ausführungsformen
gezeigt. Figuren 1b und 1 c zeigen Varianten der Schmelzorgane 3 von unten. Diese
Ausführungsformen sind ebenso für die nachfolgend beschriebenen unteren Schmelzorgane
8 möglich.
[0037] Figur 2 zeigt einen ähnlichen Behälter 1, wie den in Figur 1 gezeigten, außer, dass
im unteren Bereich des Behälters in Bodennähe zusätzlich ein plattenförmiges unteres
Schmelzorgan 8 um die Zuführung 5 herum angeordnet ist. An dem unteren Schmelzorgan
8 können Ablaufventile vorgesehen sein, wie weiter oben erläutert. Figur 2 zeigt auch,
wie die Auftriebskörper das Schmelzorgan 3 relativ zur Oberfläche des im Behälter
1 befindlichen Produkts halten. Die Oberfläche ist mit A bezeichnet. Die Auftriebskörper
4 (Schwimmring) können wie hier angedeutet teilweise mit Flüssigkeit gefüllt sein,
um die Höhe des Schmelzorgans, d.h. dessen relative Lage zum Produktpegel, genau einregulieren
zu können.
Eine mögliche Ausführungsform für die Innenraumwandbeheizung 2a ist in Figur 2a gezeigt.
In dem für die Wandbeheizung vorgesehenen Wärmetauscher sind vertikale Kanäle 2b ausgebildet,
die zur lotrechten Abführung des verflüssigten Produkts in Richtung Boden dienen.
Figur 2b zeigt eine entsprechende Wandbeheizung wie in Figur 2a bei einem Behälter
mit quadratischem Querschnitt. Dort kann das Produkt über randnahe Abflüsse abgenommen
werden, oder zentral in Nähe der Zuführung, wenn ein unteres Schmelzorgan den Bodenbereich
in geschmolzenem Zustand hält.
[0038] Figur 3 zeigt den Behälter wie in Figur 2 dargestellt in fast oder ganz entleertem
Zustand und mit eingefahrenem Teleskoprohr 5.
[0039] Figur 4 zeigt den Behälter wie in Figur 1 dargestellt mit einem zentralen Füll- und
Entleerungsrohr. Ein auf den Boden rund um das Teleskoprohr 5 aufgeschweißtes Viertelrohr
ist mit Öffnungen zur gleichmäßigen Wärme- und Produktverteilung versehen.
[0040] Figuren 5 und 6 zeigen einen Behälter 1 wie in Figur 2 oder 3 mit einem zusätzlichen
Verteilungseinsatz 9. Der Verteilungseinsatz wird mit einem Antrieb in die jeweilige
vom Personal oder dem Prozessleitsystem festgelegte Stellung bewegt.
Ist z. B. beim Ausschwemmen das Produkt auf einer Seite des Behälters kälter, so wird
der Verteilungseinsatz heruntergefahren und in Stellung gebracht, so dass die wärmere
Seite abgeschirmt wird. Das aufsteigende heiße Produkt drückt nun in die kälteren
Regionen des Behälters. Der Verteilungseinsatz ist in den hier zylinderförmigen Hut
3a des Schmelzorgans 3 eingebaut und nach unten über einen Zylinder mit dem Teleskoprohr
5 verbunden. Der Zylinder gewährt eine gleichmäßige Zuleitung des Produkts und schützt
die darüber liegenden Teile. Der Verteilungseinsatz kann über senkrechte Führungsschienen
und einen mit einem Antrieb versehene Spindel 9a zwischen Schmelzorganhut 3a und Verteilungseinsatz
9 geleitet werden. Mindestens zwei Distanzringe und Endanschläge gewähren jeder Zeit
die Führung. Im oberen hutförmigen Teil des oberen Schmelzorgans 3 verbleibt ein Teil
des Verteilungseinsatzes 9 um ein Verkanten zu vermeiden. Wird der Verteilungseinsatz
9 benötigt, wird er mit der Spindel 9a heruntergefahren bis die senkrechten Führungsschienen
nicht mehr in sich greifen. Die in der Höhe in sich verschiebbare Spindel 9a hat am
unteren Ende kein Gewinde mehr, nur einen Anschlag, der den Verteilungseinsatz 9 weiterdreht.
Der Verteilungseinsatz 9 liegt nun auf dem Endanschlag und wird von dem Antrieb in
der gleichen Drehrichtung in die gewünschte Position gebracht. Wenn der Verteilungseinsatz
9 nicht mehr benötigt wird, wird die Drehrichtung des Antriebes geändert. Jetzt sackt
die Spindel 9a und das Gewinde greift, um den Verteilungseinsatz 9 wieder nach oben
zu ziehen. Die Führungsschienen fahren wieder ineinander, bis der Antrieb abschaltet
[0041] Figur 7 zeigt das Detail zwischen Außenwand 2 und Schmelzorgan 3 (ebenso bei Schmelzorgan
8 möglich). Z. B. mit einem Lasermessverfahren lässt sich bestimmen, ob das obere
Schmelzorgan 3 in der Waagerechten liegt (B). Die waagerechte Lage beider Schmelzorgane
3 und 8 kann auch mit einer Neigungsmessung kontrolliert werden. Mit dem Schwimmer
12 ist festzustellen, ob genügend Stickstoff eingelagert ist. Ist der Stempel des
Schwimmers eingefahren, muss ggf. Stickstoff eingeblasen werden. Über den Schwimmer
kann auch bestimmt werden, ob der Füllstand über den Querschnitt des Behälters gleich
ist, d.h. ob der Verteilungseinsatz 9 zum Einsatz kommt. Schließlich lässt sich daran
abmessen, ob weniger Produkt abgefahren werden muss aus dem Behälter, so dass das
Schmelzorgan langsamer sinkt. Weiterhin sind an den Einbauten 10 ggf. Messfühler 11
vorhanden.
[0042] Figur 8 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Schmelzorgan
3 mit Zuführrohr 5a und Abführrohr 5b an einem Behälteraufsatz 1 a befestigt ist.
Der Behälteraufsatz 1 a ist auf ein offenes Fass 1 b aufgesetzt, so dass ein mehrteiliger
Behälter 1 entsteht. Der Füllstand des eingelagerten Produkts ist mit "A" bezeichnet.
Die Funktion des Schmelzorgans ist wie oben bereits beschrieben. Das Absaugen des
verflüssigten Produkts erfolgt hier durch das Abführrohr 5b durch Saugen von oben.
Die Produktentnahme erfolgt zunächst um die von Gewicht und Umfang entsprechend auszulegende
Ventilkugel herum und bei nahezu vollständiger Entleerung über das Zusatzansaugrohr
5b' für die Restentnahme.
[0043] Der Behälter kann allgemein aus allen geeigneten Materialien, insbesondere Metall
oder Kunststoff bestehen. Er kann beispielsweise durch Verwendung flexiblen Kunststoffs
im entleerten Zustand zusammenfaltbar sein.
Bezugszeichenliste
[0044]
- 1
- Behälter
- 1 a
- Behälteraufsatz
- 1 b
- Basisbehälter/Fass
- 2
- Außenwand des Behälters
- 3
- oberes Schmelzorgan
- 3a
- Hut
- 4
- Schwimmer
- 5
- Zuführung in Form eines Teleskoprohres
- 5a
- Zuführung
- 5b
- Ableitung
- 5b'
- Zusatzansaugrohr
- 6
- Führungsschienen am oberen Schmelzorgan
- 7
- Füll- und Entleerungsrohr
- 8
- unteres Schmelzorgan
- 9
- Verteilungseinsatz
- 10
- Leitzblech (Einbauten)
- 11
- Messfühler
- 12
- Schwimmer
1. Verfahren zum Lagern von chemischen Produkten in einem Behälter (1), wobei das Produkt
in flüssigem Zustand mit einer Temperatur oberhalb seiner Schmelztemperatur in den
Behälter eingelagert wird und dort bei niedrigerer Umgebungstemperatur in einem wenigstens
teilweise erstarrten Zustand bis zur Auslagerung verbleibt, wobei das Abführen des
Produkts aus dem Behälter am Ende der Lagerung in der Weise geschieht, dass aus der
Produktion kommendes oder im Kreislauf geführtes, flüssiges Produkt über eine im wesentlichen
vertikale Zuführung (5) aus Wärme leitendem Material in den Behälter (1) eingeleitet
und unterhalb wenigstens eines Schmelzorgans (3;8) aus Wärme leitendem Material im
Wesentlichen horizontal über den Querschnitt des Behälters (1) verteilt wird, wobei
der Wärmeinhalt des flüssigen Produkts in Verbindung mit den Wärmeleitfähigkeiten
der Zuleitung (5) und des Schmelzorgans/der Schmelzorgane (3;8) zum Aufschmelzen von
im Behälter (1) befindlichem Produkt verwendet wird, und das Produkt über wenigstens
eine horizontale Fließebene unterhalb des Schmelzorgans/der Schmelzorgane (3;8) und
vertikal längs der Zuführung (5) abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (5) nach dem Durchlauf von flüssigem Produkt freigeblasen wird und
bis zur nächsten Verwendung mit einem Gas gefüllt bleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Fläche unterhalb des Schmelzorgans (3;8) nach dem Durchlauf von flüssigem
Produkt freigeblasen wird und bis zur nächsten Verwendung mit einem Gas gefüllt bleibt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über eine an wenigstens einer Außenwand (2) des Behälters (1) vorgesehene Innenraumwandbeheizung
(2a) zusätzlich flüssiges Produkt außerhalb eines Kerns von erstarrtem unter dem Schmelzpunkt
gelagertem Produkt erzeugt und vorzugsweise für das Aufschmelzen von weiterem, abzuführenden
Produkt für den Druckausgleich beim Einlagern verwendet, wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des in dem Behälter gelagerten Produkts durch Beheizen über Heizelemente,
insbesondere die Innenraumwandbeheizung (2a) und/oder die Zuführung (5) und/oder das
Schmelzorgan (3;8), während der Lagerung flüssig gehalten wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Produktes für das Aufschmelzen von erstarrtem Produkt über einen zusätzlichen,
beheizten, mit dem Behälter (1) verbundenen Zusatzbehälter im Kreislauf geführt oder
innerhalb des Behälters (1) im Kreislauf geführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschmelzen durch fortschreitende Verflüssigung von oben nach unten und/oder
von unten nach oben unter entsprechender Bewegung der Schmelzorgane (3;8) geschieht.
8. Vorrichtung für die Lagerung chemischer Produkte, die einen unter dem Lagertemperaturbereich
liegenden Schmelzpunkt besitzen, in einem Behälter (1) und insbesondere für die Durchführung
eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vorrichtung folgendes
umfasst:
- einen ein- oder mehrteiligen Behälter (1),
- eine im Wesentlichen vertikal innerhalb des Behälters (1) verlaufende Zuführung
(5) für flüssiges Produkt und Gas aus Wärme leitendem Material,
- wenigstens ein im Wesentlichen horizontal über den Querschnitt des Behälters sich
erstreckendes Schmelzorgan (3;8) aus Wärme leitendem Material, welches um die Zuführung
(5) herum angeordnet ist und zum Leiten und Verteilen des zugeführten flüssigen Produkts
dient,
- wenigstens einen Ablauf.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzorgan (3;8) längs der Zuführung (5) verschieblich angeordnet ist, insbesondere
indem die Zuführung (5) als Teleskoprohr ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberes Schmelzorgan (3) eine hutartige Form aufweist und am Ende der Zuführung
(5) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzorgan (3;8) ein unteres Schmelzorgan (8) umfasst.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Schmelzorgan (3) mit Auftriebskörpern (4), insbesondere in Form eines Schwimmrings
(4) ausgestattet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzorgan/die Schmelzorgane (3;8) nach unten weisende Einbauten (10) in Form
von Strömungswiderständen aufweist/aufweisen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dass der Behälter (1) an wenigstens
einer Außenwand (2), insbesondere an einer zylindrischen Außenwand, eine Innenraumwandbeheizung
(2a) besitzt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in Zuordnung zum Ausgang der Zuführung (5) ein in seiner Position veränderlicher
asymmetrischer Verteilungseinsatz (9), insbesondere in Form eines Leitblechs, vorgesehen
ist, mit dem dem Produkt während Ein- oder Auslagerung eine gewisse Vorzugsrichtung
bei seiner Verteilung gegeben werden kann.