Fallbeispiel: Hilfe nach ungewolltem Öleinbruch in einem Stahlwerk-Kühlkreislauf
English version below
Ausgangssituation
In einem Stahlwerk-Kühlkreislauf gab es über einen Öl-Wasser-Wärmetauscher einen massiven und andauernden Öleinbruch in das Kühlsystem. Bis zu einem geplanten Stillstand gab es keine Möglichkeit den Wärmetauscher zu reparieren.
Das Kühlwasser zeigte eine erhöhte, milchige (Emulsion) Trübung, die Wasseroberfläche war ölig. Der Öleinbruch konnte auch über einen Anstieg des CSB-Wertes dokumentiert werden.
Es bestand die Gefahr, dass das ganze Kühlsystem mit Öl verschlammte. Dies betraf auch die Kühlturm-Einbauten, die gerade 3 Monate zuvor neu eingebaut worden waren. Auch die Kühlwirkung in anderen Wärmetauscher-Prozessen konnte durch Ölbeläge verringert werden.
Zusätzlich mußte mit einer erhöhten mikrobiologischen Verkeimung gerechnet werden, da das Öl als Nahrung für die Mikrobiologie diente.
Konzept der INWATEC
Da keine Möglichkeit bestand, den Wärmetauscher zu reparieren und es in dem Kühlsystem auch keine Filtrationsmöglichkeiten gab, war die einzige Möglichkeit schnell für eine Verbesserung im Kühlsystem zu sorgen, das Öl mit Hilfe eines Dispergators im Wasser zu halten und über eine erhöhte Abflut aus dem Kühlsystem herauszuholen.
Zu diesem Zweck wurde unser Öldispergator INWASIL D-4100, eine Inwatec-Entwicklung für Gießerei-Kühlsysteme in der Aluminiumindustrie, in einer Konzentration von 50 mg/l eingesetzt.
Die Effektivität des Öldispergators wurde mit Hilfe des CSB-Gehaltes im Kühlwasser dokumentiert werden. Dieser sollte ansteigen, wenn zusätzlich Öl in das Wasser dispergiert wird.
Ergebnisse
Der Öldispergator wurde zuerst im Stoß dosiert, um die Zielkonzentration schnell zu erreichen. Es wurde kein Schäumen im Kühlsystem registriert. Danach wurde das Produkt INWASIL D-4100 kontinuierlich mit einer Dosierpumpe dosiert, um Verluste durch die Abflut auszugleichen.
Der Öldispergator wurde ca. 20 Tage dosiert. Der geplante Stillstand und die Reinigung des Kühlsystems fanden 5 Tage nach Beginn der Dosierung statt.
Der CSB-Wert lag vor dem Beginn der Dosierung von INWASIL D-4100 bei 730 mg/l. Dies ist ein deutlich erhöhter Wert. In Kühlsystemen mit indirekter Kühlung liegt der CSB in der Regel bei 20 – 50 mg/l.
*alle CSB-Werte sind auf eine einheitliche Eindickung normiert
Nach Beginn der Dispergierung mit INWASIL D-4100 stieg der CSB-Wert um ca. 700 mg/l auf 1400 – 1600 mg/l an.
Da organisches Material (z.B. Öl) ca. 3 g CSB pro Gramm organische Materie erzeugen, konnte die zusätzlich in das Kühlwasser dispergierte Menge an Öl abgeschätzt werden: 1500 m³ ´ 0,7 kg/m³ CSB = 1050 kg CSB. Das entspricht in etwa 350 kg Öl. Diese Menge wurde beim Stillstand durch Ablassen des Wassers aus dem System entfernt. Zusätzlich wurden vor dem Stillstand durch die Abflut ca. 0,2 kg Öl/m³ Kühlwasser zusätzlich entfernt. Das bedeutete bis zum Stillstand noch einmal ca. 85 kg Öl.
Nutzen für den Kunden
- Eine große Ölmenge wurde bereits vor der Reinigung beim geplanten Stillstand aus dem Kühlsystem entfernt,
- Eine Reinigung oder gar der erneute Austausch der Kühlturm-Einbauten war nicht notwendig,
- Es gab keine Störungen der gekühlten Prozesse trotz des Öleinbruchs,
- Die Kosten für die Öldispergierung waren gering im Vergleich zu Produktionsausfällen, Reinigungskosten oder dem Kauf neuer Kühlturm-Einbauten
Kontaktieren Sie uns gerne mit Ihren Rückfragen:
First aid for oil leak in a cooling circuit
A large and continuous oil leak had been noticed in the cooling circuit of a steel plant, coming from an oil-water heat exchanger. The leak presented several risks, but unfortunately could not be solved immediately since the heat exchanger could not be repaired until a scheduled shutdown the following week. While waiting for the shutdown and repair, Inwatec proposed to disperse the oil and to remove it from the cooling system via an increased blowdown.
There was no doubt about the presence of the oil leak. The cooling water showed increased, milky turbidity and the water surface was oily. An increase in the COD value also indicated the oil leak. The danger was therefore that the entire cooling system would become contaminated with oil, including the cooling tower’s cooling packages which had been renewed only three months earlier. In addition, the cooling efficiency of other heat exchangers could also be reduced by oil deposit and there was an increased risk of microbiological contamination.
Dispersion
Since there was no possibility to repair the heat exchanger immediately and partial-flow filtration in the cooling system was not an option either, the only possible solution for a quick improvement was the application of a specific dispersant.
For this purpose, Inwatec used INWASIL D-4100, an oil dispersant developed for cooling systems in aluminum foundries, among others. INWASIL D-4100 was dosed at a concentration of 50 mg/l. To quickly reach the target concentration, a shock dosage of the dispersant was initially added; then a proportional dosage using a metering pump ensured that losses due to spray losses and blowdown were compensated.
In total, the oil dispersant was dosed for approximately twenty days. The scheduled shutdown and cleaning of the cooling system occurred one week after dosing began.
Results
The effectiveness of INWASIL D-4100 was monitored via the COD content in the cooling water. This was as high as 730 mg/l before the start of treatment – a significantly increased value compared to the 20 to 50 mg/l common in cooling systems with indirect cooling. After starting dosing with INWASIL D-4100, the COD value rose to 1,400 and even to 1,600 mg/l.
The amount of oil that entered the cooling water through the oil leak can be estimated at about 350 kg. This amount was removed from the system during the shutdown by draining the water. Previously, about 0.2 kg of oil per m³ of cooling water was also drained from the system via the blowdown, accounting for the removal of a total of another 85 kg of oil.
Customer benefits
Even before cleaning during the planned downtime, a large amount of oil had already been removed from the cooling system. Despite the oil contamination, there were no further disruptions to the cooling processes and cleaning or even replacement of the cooling tower’s cooling packages was not necessary. Finally, compared to the costs of an unplanned production shutdown, cleaning or the purchase of new parts, the cost of oil dispersion was significantly lower.
