Ultraschall-Durchflussmessung von Kohlenwasserstoffdämpfen

Neue Gesetze und Vorschriften verpflichten die Betreiber von Terminals, Flüchtige organische Verbindungen, die bei der Lagerung und dem Umschlag von raffinierten Kohlenwasserstoffen wie Heizöl freigesetzt werden, aufzufangen und aufzubereiten. Koole Tankstorage Minerals (KTM), ein unabhängiges internationales Lagerund Transportunternehmen, hat eine neue Aufbereitungsanlage für Pendelgas errichtet, um die Emissionen seines Tanklagers in Pernis, Niederlande, weit unter den gesetzlichen Grenzwerten zu halten.

Die Anlage ist für die Aufbereitung und Behandlung aller aus den Heizöltanks abgeführten Gasgemische ausgelegt. Die separierten Kohlenwasserstoffe gehen in die Verbrennung, wo sie in einem vollständig autothermen Prozess ohne Einsatz zusätzlicher Brenngase abgefackelt werden. Während des Be- und Entladevorgangs werden die überschüssigen Pendelgase abgesaugt und mit Gebläsen nahezu bei Umgebungsdruck zur Aufbereitungsanlage transportiert. Die Zusammensetzung des Gasgemisches hängt davon ab, wie die flüssigen Kohlenwasserstoffe gelagert, verpumpt oder transportiert werden. Aufgrund von Temperaturschwankungen können die Gase Feuchtigkeit oder sogar Flüssigkeitstropfen enthalten. Die Tanks können mit N2 oder sogar CO2 inertisiert sein, um explosive Atmosphären oder die Oxidation der Produkte während des Transports zu verhindern, was sich wiederum auf die Zusammensetzung des Gasgemisches auswirkt.

Der Durchfluss des Pendelgases kann stark variieren. Werden die Produkte nicht bewegt, ist die Fließgeschwindigkeit sehr gering. Wenn jedoch zahlreiche Schiffe gleichzeitig be- oder entladen werden, kann der Durchsatz des Gases stark ansteigen.

Damit das System kontrolliert und kontinuierlich auf Leckagen überprüft werden kann, ist es wichtig, dass jeder Einspeisepunkt mit einem Durchflussmessgerät überwacht wird. Der Kunde suchte daher nach einem Durchflussmessgerät, das in der Lage ist, die aus den Heizöltanks abgesaugten Gase über einen großen dynamischen Messbereich hinweg zu messen. Druckverlust sollte dabei vermieden werden. Für die verschiedenen Messstellen war eine bidirektionale Messung zwingend erforderlich. Da die Aufbereitungsanlage immer verfügbar und betriebsbereit sein muss, waren ein geringer Wartungsaufwand oder lange Kalibrierintervalle des Messgeräts für den Kunden besonders wichtig.

Für das Gasrückführsystem lieferte KROHNE mehrere Ultraschall-Durchflussmessgeräte vom Typ OPTISONIC 7300. Der OPTISONIC 7300 ist ideal geeignet für die Durchflussmessung von Dämpfen und Gasen über einen großen dynamischen Messbereich und weitgehend unabhängig von Gasdichte und -zusammensetzung. Mit der ersten Kalibrierung liefert das Gerät über die Zeit hinweg genaue Messergebnisse. Der Messbereich liegt standardmäßig zwischen -30 und 30 m/s mit einer Messabweichung von ±1% für Fließgschwindigkeiten >1 m/s. Das Gas-Durchflussmessgerät verfügt über einen vollen Rohrdurchgang ohne bewegliche Teile oder Einbauten und verursacht daher keinen Druckverlust.

Die emittierte Luft ist nun tatsächlich sauber und auch die Kohlenwasserstoffemissionen werden deutlich minimiert, was das Potenzial der Lösung von KTM verdeutlicht. Durch den Einsatz des OPTISONIC 7300 weiß das Lagerunternehmen immer, woher wie viel Gas zurückgeführt wird. Auf diese Weise kann die Pendelgas- Aufbereitung effektiv überwacht und gesteuert werden. Neben dem dynamischen Durchfluss kann auch die Schallgeschwindigkeit des Gases kontinuierlich gemessen und vom KROHNE Gerät über einen zweiten Signalausgang bereitgestellt werden. Da das Molgewicht direkt proportional zur Schallgeschwindigkeit ist, kann es berechnet und vom Kunden zur Optimierung des Brennvorgangs verwendet werden.

KTM profitiert von der langjährigen Anwendungserfahrung von KROHNE in der Ultraschall-Gasdurchflussmessung. Für diese schwierigen Prozessbedingungen sind nicht nur die Algorithmen des OPTISONIC 7300 optimiert, auch die Frequenz des Signalwandlers wurde für diese Anwendung ideal angepasst, um die Signalstärke zu maximieren, was eine äußerst zuverlässige Messung bei nahezu Umgebungsdruckbedingungen ermöglicht.

Der OPTISONIC 7300 erfüllt auch die Kundenanforderungen an die Anlagenverfügbarkeit. Das Ultraschall- Durchflussmessgerät bleibt über die Zeit hinweg driftfrei und der Einfluss von Flüssigkeitstropfen und CO₂-Konzentration ist minimal. Durch seine Konstruktion arbeitet das Durchflussmessgerät wartungsfrei. Eine regelmäßige Nachkalibrierung ist nicht erforderlich. Auch Verschleiß oder Einschränkungen in Bezug auf den dynamischen Messbereich stellen kein Problem dar.