Methodenartikel

Experimentele Procedure voor laboratoriumonderzoek van In Situ branden: ontvlambaarheid en branden efficiëntie van ruwe olie

DOI:

10.3791/57307

⸱

1 mei 2018

 , 
1Department of Civil Engineering, Technical University of Denmark, 2School of Engineering, BRE Centre for Fire Safety Engineering, University of Edinburgh

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hier presenteren we een protocol om te studeren tegelijk de ontvlambaarheid en brandende efficiëntie van verse en verweerd ruwe olie onder omstandigheden die simuleren in situ branden operaties op zee.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Een nieuwe methode voor de gelijktijdige studie van de ontvlambaarheid en brandende efficiëntie van verse en verweerd ruwe olie door twee experimenteel laboratorium opstellingen wordt gepresenteerd. De experimenten zijn gemakkelijk herhaalbaar vergeleken met operationele schaal experimenten (zwembad diameter ≥2 m), terwijl nog het kenmerken heel realistisch in situ branden voorwaarden van ruwe olie op water. Experimentele omstandigheden omvatten een stromende water sublaag dat koelt de olievlek en een externe warmtestroom (maximaal 50 kW/m2) dat de hogere warmte feedback aan de oppervlakte van de brandstof in operationele schaal ruwe olie zwembad branden simuleert. Deze voorwaarden kunnen een gecontroleerde laboratorium-studie van de brandende efficiëntie van ruwe olie zwembad branden die gelijkwaardig zijn aan operationele schaal experimenten. De methode biedt ook kwantitatieve gegevens over de vereisten voor aansteken ruwvet in termen van de kritische warmtestroom, ontsteking vertragingstijd als een functie van de invallende warmtestroom, de oppervlaktetemperatuur op ontsteking en de thermische inertie. Dit type gegevens kan worden gebruikt om te bepalen van de vereiste kracht en de duur van een ontstekingsbron te ontbranden van een bepaald type van vers of verweerde ruwe olie. De belangrijkste beperking van de methode is dat het koelend effect van het stromende water sub laag op de brandende ruwe olie als een functie van de externe warmtestroom is nog niet volledig gekwantificeerd. Experimentele resultaten bleek duidelijk dat het stromende water sublaag verbetert hoe representatief deze instelling is van in situ brandende voorwaarden, maar in welke mate deze voorstelling nauwkeurig is is momenteel onzeker. De methode biedt toch de meest realistische in situ branden laboratoriumomstandigheden momenteel beschikbaar voor gelijktijdig het bestuderen van de ontvlambaarheid en het branden van de efficiëntie van ruwe olie op water.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

In situ verbranden van gemorste ruwe olie op water is een mariene olie lekkage reactie methode waarbij de gemorste olie op het wateroppervlak door het te branden en te converteren naar roet en gasvormige verbrandingsproducten worden verwijderd. Deze reactie-methode werd succesvol toegepast tijdens de Exxon Valdez1 en Deepwater Horizon2 olievlekken en wordt regelmatig genoemd als een mogelijke olie lekkage reactie methode voor de Arctic3,4,5 ,6. Twee van de belangrijkste parameters die....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit protocol maakt gebruik van twee verschillende experimentele opstellingen die worden gebruikt in stappen 4-8, zoals aangegeven in de bijgevoegde schema's. De instelling van de eerste is de ruwe olie ontvlambaarheid apparaat (COFA) (Figuur 1 en Figuur 4), oftewel een 1.0 × 1.0 × 0,50 m3 metalen waterbassin ontworpen om uit te voeren op kleine schaal in situ verbranden van aardolie experimenten, zoals bijvoorbeeld in Van Gelderen, Brogaard, et al.. 22 de tweede setup is een kegel kachel23 met een vonk ontstekingen die beschi....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Figuur 5 toont de curve van de verdamping van een lichte ruwe olie die over meerdere dagen tot een verlies van 30% van de wt met behulp van de methode die is beschreven in stap 2 was verdampt. De figuur toont duidelijk aan dat na de eerste dag (19 h) van de verdampingsemissie verwering, de verdampingssnelheid is aanzienlijk verminderd, waardoor voor pauzes, zoals vermeld in het protocol.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De twee verwering methoden die in dit Groenboek besproken zijn een relatief eenvoudige aanpassing van de processen van verwering dat een gemorste olie op water tot en met17wordt onderworpen. Andere, meer geavanceerde verwering methoden kunnen ook worden gebruikt om verweerde ruwe olie monsters, zoals de circulerende meetgoot beschreven door Brandvik en Faksness35. Het voordeel van de gepresenteerde methoden is dat ze eenvoudige apparatuur vereist en kunnen gemakkelijk worde.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs bedank de Deense Raad voor onafhankelijk onderzoek voor de financiering van het project (Grant DDF - 1335-00282). COWIfonden gefinancierd de bouw van de apparatuur van de ontvlambaarheid ruwe olie en het gas analyzer, met inbegrip van de koker invoegen. Maersk Oil en Statoil verstrekt de ruwe oliën die werden gebruikt voor de representatieve resultaten. Geen van de sponsors hebben betrokken geweest in het protocol of de resultaten van dit papier. De auteurs ook bedank Ulises Rojas Alva voor hulp bij de opbouw van de monsterhouder gemodificeerde kegel.

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
DUC Crude OilMaerskN/ALichte ruwe olie met r = 0,853 g/ml en h = 6,750 mPa*s.
Grane Crude OilStatoilN/AZware ruwe olie met r = 0,925 g/ml en h = 133,6 mPa*s.
SVM 3000 Stabinger ViscometerAnton PaarC18IP007EN-PViscositeits- en dichtheidsmeter voor verse en weerbeïnvloede ruwe olie.
Laboshake RO500Gerhardt11-0002Roterende schuddelaar voor het emulgeren van water- en oliemixtures.
Jebao Wave Maker RW-4JebaoN/APropeller (stroom van 500-4000 L/u) gebruikt in de COFA-opstelling om een stroming te genereren.
Aquabee UP 3000AquabeeUP 3000Aquariumpomp voor het koelen van warmtestroommeter.
Adventurer Precision Electronic BalanceOHAUSAX5205Weegschaal voor het wegen van olie voor de COFA-experimenten en in de op maat gemaakte kegelmonsterhouder voor de kegelopstelling.
3M Oil Sorbent PadsVWRMMMAHP156Hydrofobe absorptiepads gebruikt om olieresiduen te verzamelen om de brandefficiëntie van het vuur te bepalen.
Mass Loss CalorimeterFire Testing Technology (FTT)B11325-650-1-1608Een op maat gemaakte, ronde houder werd gebruikt voor het testen van ruwe olie in plaats van de standaard vierkante monsterhouder. Bevat een warmtestroommeter met een bereik tot 100 kW/m2.
34972A Data Acquisition / Data Logger Switch UnitRS Components Ltd.702-7958Geproduceerd door Keysight Technologies. Geëxploiteerd door Keysight benchLink data logger 3-software en uitgerust met een 20-kanaals multiplexer.
Keysight Technologies 34901A 20-channel multiplexerRS Components Ltd.702-7939Geproduceerd door Keysight Technologies.
Bellows-Sealed ValveSwagelokSS-1GS6MMSchakelverbinding om de waterin- en uitlaat van de op maat gemaakte kegelmonsterhouder voor de kegelopstelling te openen/sluiten.
Kronos 50 Peristaltic PumpSEKOKRFM0210M6000Peristaltiekpomp gebruikt om de op maat gemaakte kegelmonsterhouder voor de kegelopstelling te koelen.
ARCTIC A28 Refrigerated CirculaterThermoFisher Scientific152-5281Waterkoelreservoir gebruikt om het koelwater te koelen dat door de op maat gemaakte kegelmonsterhouder voor de kegelopstelling stroomt. Bevat een SC 100 Immersion Circulator-controller.
Gas Analysis Instrumentation Console with Duct InsertFire Testing Technology (FTT)B11328-650-1-1609Gasanalysator voor O2, CO2 en CO. Gebruikmakend van een 34972A Data Acquisition / Data Logger Switch Unit.
Ceramic & Stainless Steel 2.5mm ElectrodeFire Testing Technology (FTT)M015-4Vonkontsteker van de Mass Loss Calorimeter. Gebruikt in de COFA-opstelling om de oppervlaktetemperatuur bij ontsteking te meten.
Infrared Emitter-Module M110/348Heraeus80046199Originele infraroodverwarmers waarop het nieuwe ontwerp met een watergekoelde houder voor de verwarmingselementen was gebaseerd. Bevat twee kortegolf-tweelingbuis-emitters (09751751). Geëxploiteerd door een type CB1x25 P-stroomcontroller.
Power Controller Heratron Heraeus80055836Type CB1x25 P-stroomcontroller voor de infraroodverwarmers.

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Allen, A. A. Contained Controlled Burning of Spilled Oil During the Exxon Valdez Oil Spill. Proceedings of the Thirteenth Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. 305-313 Environment Canada, , 305-313 (1990).
  2. Allen, A. A., Jaeger, D., Mabile, N. J., Costanzo, D. The Use of Controlled Burning During the Gulf of Mexico Deepwater Horizon MC-252 Oil Spill Response. International Oil Spill Confere....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Ontvlambaarheid van ruwe oliereactie op olievlekkenkritieke warmtestroomdichtheidontstekingstijdvertragingwarmteafgiftepercentagebrandbeharensnelheidoppervlaktetemperatuurwaterkoelsysteem

Gerelateerde artikelen