Richtiges Design und Management von Lagertanks sind entscheidend für die Aufrechterhaltung der Biodieselproduktqualität, die Gewährleistung eines sicheren Anlagenbetriebs und den Schutz von Anlagen vor Korrosion, Kontamination und Leckagen.
Grundlagen des Tankdesigns
Lagertanks in einer Biodiesel- oder Biokraftstoffanlage müssen entsprechend den Eigenschaften des gelagerten Produkts ausgewählt und konfiguriert werden. Methanol, Rohglycerin, Rohstofföle und fertiger FAME (Fettsäuremethylester)-Biodiesel stellen jeweils unterschiedliche Anforderungen an Werkstoffe, Druckklasse und Rückhaltesystem.
Wesentliche Designaspekte umfassen:
- Konstruktionswerkstoff: Kohlenstoffstahl ist für die meisten Biodiesel- und Pflanzenölanwendungen geeignet. Methanollagerung erfordert Tanks, die für brennbare Flüssigkeiten ausgelegt sind; Kupfer-, Messing- oder Zinklegierungen im Kontakt mit Biodiesel sind zu vermeiden, da diese die Oxidation beschleunigen.
- Kegelförmiges Festdach vs. Schwimmdecke: Festdachtanks mit kegelförmigem Dach sind für Biodiesel Standard (Flammpunkt typischerweise >130 °C für B100 gemäß EN 14214 / ASTM D6751). Methanol mit einem Flammpunkt von ungefähr 11 °C erfordert möglicherweise interne Schwimmdecken oder Druckbehälter, um den Dampfraum zu minimieren.
- Heizschlangen oder Heizmäntel: Rohstoffe wie Palmöl oder Talg erstarren oberhalb der Umgebungstemperatur und benötigen eine Tankheizung, um die Pumpfähigkeit aufrechtzuerhalten, typischerweise durch Halten der Temperatur über 40–60 °C, abhängig vom Rohstoff.
Stickstoffschutzgas
Stickstoffschutzgas (auch Tankspülung genannt) bezeichnet die Aufrechterhaltung einer druckschwachen Schicht aus inertem Stickstoffgas im Dampfraum oberhalb der gelagerten Flüssigkeit. Diese Technik ist unerlässlich, um die Biodieselqualität zu schützen und gefährliche Zustände zu verhindern.
Biodiesel ist anfällig für oxidativen Abbau bei Kontakt mit Sauerstoff, was zu erhöhten Säurewerten, Peroxidbildung und außerhalb der Spezifikation liegendem Produkt führt. Feuchtigkeitseintrag durch Atemluft fördert zudem die Hydrolyse, erhöht den Gehalt an freien Fettsäuren (FFA) und gefährdet die Einhaltung der EN 14214-Grenzwerte für den Wassergehalt (≤500 mg/kg).
Ein typisches Schutzgassystem hält den Dampfraum auf einem leicht positiven Druckniveau, üblicherweise 5–50 mmWS (Millimeter Wassersäule), mittels eines Druckregelventils an der Stickstoffversorgung und eines Vakuum-/Überdruckventils, um Über- oder Unterdruck zu verhindern. Bediener sollten überprüfen:
1. Der Stickstoffversorgungsdruck ist ausreichend (typischerweise 3–7 barg am Verteiler).
2. Der Schutzgasdruck am Tank liegt innerhalb des eingestellten Bereichs.
3. Sicherheitsventile sind funktionsfähig und die Sollwerte sind dokumentiert.
4. Der Stickstoffverbrauch wird protokolliert — ein plötzlicher Anstieg weist auf ein Leck oder eine defekte Dichtung hin.
Füllstandsmessungstechnologien
Eine genaue Füllstandsmessung unterstützt die Bestandsverwaltung, verhindert Überfüllung und schützt die Pumpenansaugung vor Trockenlauf. Häufig in Biokraftstoffanlagen eingesetzte Technologien umfassen:
- Radar (berührungslos): Bevorzugt für fertigen Biodiesel und Rohstofföle; unempfindlich gegenüber Dämpfen, Schaum oder Temperaturschwankungen. Geeignet für Tanks mit Stickstoffschutzgas.
- Geführtes Radar (GWR): Zuverlässig für Glycerin- und Methanolbetrieb; bewältigt Leitfähigkeitsänderungen gut.
- Differenzdruck (DP)-Transmitter: Weit verbreitet, erfordern jedoch eine Kompensation bei Dichteänderungen infolge von Tankstemperaturschwankungen — wichtig bei beheizten Rohstofftanks.
- Magnetische Schwimmstandsanzeiger: Nützlich als lokale Sichtanzeige zur Absicherung.
Jeder Lagertank muss über einen unabhängigen Hoch-Hoch-Füllstandsschalter verfügen, der mit einem automatischen Überfüllschutz verbunden ist, entsprechend den Anforderungen der API 2350 für die Lagerung von Erdöl und verwandten Produkten.
Bedienerchecks und praktische Hinweise
Bei routinemäßigen Kontrollgängen sollten Bediener Folgendes bestätigen:
1. Der Schutzgasdruck liegt im Sollbereich und die Stickstoffversorgung ist nicht erschöpft.
2. Die Anzeige des Füllstandstransmitters stimmt mit der lokalen Anzeige innerhalb einer akzeptablen Toleranz überein (typischerweise ±25 mm).
3. Die Wandtemperatur des Tanks (sofern beheizt) liegt innerhalb des eingestellten Bereichs.
4. Keine sichtbaren Anzeichen von Produktaustritt an Dachsdichtungen, Mannlöchern oder Stutzenflansche.
Wenn ein Tank zur Reinigung oder Inspektion außer Betrieb genommen wird, ist der Dampfraum stets zu spülen und der Sauerstoffgehalt unter 1 % v/v zu bestätigen, bevor Personen einsteigen, und die Stickstoffversorgung ist stets zu isolieren, bevor Heißarbeiten durchgeführt werden.
Häufige Fehler, die zu vermeiden sind
- Zulassen, dass der Stickstoffschutzgasdruck abfällt, insbesondere während Produkttransfers, wodurch feuchte Luft und Sauerstoff eindringen.
- Unterlassen der Kompensation von DP-Füllstandsmesswerten bei jahreszeitlichen Temperaturschwankungen, was zu ungenauen Bestandsangaben führt.
- Lagerung von Biodiesel über längere Zeiträume ohne Antioxidantienzugabe — fertiger B100 sollte 6 Monate Lagerung nicht überschreiten, ohne eine Qualitätsnachprüfung gemäß EN 14214 oder ASTM D6751 hinsichtlich der Anforderungen an die Oxidationsstabilität (Rancimat-Induktionsperiode ≥8 Stunden).
- Vernachlässigung von Wasseransammlungen am Tankboden; regelmäßige Bodenprobenahme und Wasserableitung einplanen, um mikrobiologisches Wachstum und Korrosion zu verhindern.