DE10035056A1 - Liquid gas storage and dispensing system has vented gas stored in an intermediate reservoir and ducted to a consumer unit - Google Patents
Liquid gas storage and dispensing system has vented gas stored in an intermediate reservoir and ducted to a consumer unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Anlage zur Gasversorgung mit einem Behälter zum La gern von tiefkaltem, verflüssigtem Druckgas.The invention relates to a system for gas supply with a container for La like cryogenic, liquefied compressed gas.
Nach den Technischen Regeln für Druckgase (TRG) Nr. 103 sind als tiefkalte ver flüssigte Druckgase die Gase eingeordnet, deren flüssiger Zustand dadurch er halten bleibt, dass ihre Lagertemperatur durch technische Maßnahmen wie Küh lung oder Isolation niedrig gehalten wird. Die Lagerung tiefkalter, verflüssigter Druckgase erfolgt in wärmeisolierten Druckbehältern. Die Größe der Druckbehäl ter und ihre Ausrüstung werden von der jeweiligen Anwendung bestimmt. So wer den Standtanks für die Entnahme von tiefkaltem, verflüssigtem Druckgas und Kaltvergaser für die Entnahme von Druckgas in Größen von 600 bis 10000 l in Druckbereichen von 2 bis 37 bar beispielsweise für die Gase O2, N2, Ar, CH4 und anderen Gasen sowie von Gasgemischen angeboten. Für Helium, Neon und Wasserstoff kommen spezielle Behälter mit Supervakuumisolation zum Einsatz. Die thermische Isolierung wird konstruktiv mit einer Doppelmantelisolierung er reicht, bei der ein Innenbehälter konzentrisch in einem Außenbehälter aufgenom men ist. Zwischen Innen- und Außenbehälter ist eine spezielle Isolierung, meist eine Vakuum-Isolierung wie etwa eine Perlite-Pulvervakuum-Isolierung oder eine Supervakuumisolierung angeordnet. Trotz guter Isolation sind die gelagerten tiefkalten, verflüssigten Druckgase einem Restwärmestrom ausgesetzt. Bei nur geringer oder keiner Entnahme bewirkt diese Verdampfung einen langsamen Druckanstieg. Wird der zulässige Betriebsdruck erreicht, spricht ein Sicherheits ventil an. Dadurch gelangt Gas in die Außenatmosphäre und geht einer wirt schaftlichen Nutzung verloren.According to the Technical Rules for Compressed Gases (TRG) No. 103, the gases are classified as cryogenic ver liquefied compressed gases, the liquid state of which is maintained by keeping their storage temperature low by means of technical measures such as cooling or insulation. Cryogenic, liquefied compressed gases are stored in heat-insulated pressure vessels. The size of the pressure vessels and their equipment are determined by the respective application. So who the standing tanks for the extraction of cryogenic, liquefied compressed gas and cold gasifier for the extraction of compressed gas in sizes from 600 to 10000 l in pressure ranges from 2 to 37 bar, for example for the gases O 2 , N 2 , Ar, CH 4 and other gases as well as offered by gas mixtures. Special containers with super vacuum insulation are used for helium, neon and hydrogen. The thermal insulation is structurally sufficient with a double jacket insulation, in which an inner container is concentrically accommodated in an outer container. A special insulation, usually a vacuum insulation such as Perlite powder vacuum insulation or a super vacuum insulation, is arranged between the inner and outer container. Despite good insulation, the stored cryogenic, liquefied compressed gases are exposed to a residual heat flow. With little or no withdrawal, this evaporation causes a slow increase in pressure. If the permissible operating pressure is reached, a safety valve responds. As a result, gas gets into the outside atmosphere and is lost for economic use.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anlage zum Versorgen mit Gas zu schaffen, deren Gasverbrauch gegenüber konventionellen Anlagen verringert ist.The object of the present invention is a system for supplying gas to create, whose gas consumption is reduced compared to conventional systems is.
Gelöst ist diese Aufgabe durch eine Anlage mit den Merkmalen des Patentan spruchs 1. This problem is solved by a system with the features of the patent saying 1.
Erfindungsgemäß weist der Behälter zum Lagern von tiefkaltem verflüssigtem Druckgas also zusätzlich zu der üblichen Entnahmeleitung für Flüssiggas eine Gasentnahmeleitung auf, die an einen Gasverbraucher anschließbar ist. Mit der Gasentnahmeleitung kann insbesondere das Abgas einer wirtschaftlichen Nut zung zugeführt werden, das notwendigerweise bei längeren Zeiten geringer oder fehlender Entnahme von Flüssiggas aus dem Behälter entsteht. Die Gasentnah meleitung kann bei bestehenden Anlagen leicht nachgerüstet werden, beispiels weise durch einen Anschluss an eine bestehende Überdruckleitung, der strö mungstechnisch zwischen dem Behälter und einem vorhandenen Überdruckventil angeordnet wird. Mit der erfindungsgemäßen Anlage kann der Gasverbrauch ins besondere bei Anwendern, die sowohl Flüssiggas als auch Gas benötigen, opti miert werden. Insbesondere kann auf die getrennte Bereitstellung von Gas für den Gasverbraucher, etwa in Form von Gasflaschen, zumindest weitgehend verzichtet werden. Auf diese Weise werden auch Lagerkosten eingespart.According to the invention, the container for storing cryogenic liquefied Compressed gas, in addition to the usual extraction line for LPG Gas extraction line, which can be connected to a gas consumer. With the Gas extraction line can in particular the exhaust gas of an economic groove tion, which is necessarily lower or longer at longer times there is no removal of liquid gas from the container. The gas extraction Cable can easily be retrofitted to existing systems, for example wise through a connection to an existing pressure line, the flow technically between the container and an existing pressure relief valve is arranged. With the system according to the invention, the gas consumption can especially for users who need both LPG and gas, opti be lubricated. In particular, the separate provision of gas for the Gas consumers, for example in the form of gas bottles, are at least largely dispensed with become. This also saves storage costs.
Ein besonders flexible Handhabung des Gasverbrauchs wird dadurch gewähr leistet, dass die Gasentnahmeleitung mit einem Pufferbehälter zum Zwischen speichern für aus dem Behälter abgedampftes Gas versehen ist. Auf diese Weise kann Abgas aus dem Behälter zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt vom Gas verbraucher abgerufen werden. Die Größe des Zwischenspeichers richtet sich dabei insbesondere nach der Regelmäßigkeit, mit der keine oder nur eine geringe Flüssiggasentnahme stattfindet und so Abgas für eine Zwischenlagerung anfällt.This ensures particularly flexible handling of gas consumption provides that the gas sampling line with a buffer tank to the intermediate store for gas evaporated from the container is provided. In this way can exhaust gas from the tank at any later time from the gas be called up. The size of the cache is determined in particular according to the regularity with which little or no Liquefied petroleum gas extraction takes place and waste gas is generated for intermediate storage.
Ein besonders vorteilhafter Pufferbehälter ist ein Druckspeicher, mit dem auf ge ringem Volumen eine erhebliche Menge an Gas gespeichert werden kann. Der Druckbehälter kann zum Speichern größerer Mengen an Gas mit geeigneten Gasverdichtern, beispielsweise Kompressoren ausgerüstet sein.A particularly advantageous buffer tank is a pressure accumulator with which on small volume a significant amount of gas can be stored. The Pressure vessels can be used for storing larger amounts of gas Gas compressors, for example compressors.
Um auch bei fortgesetzter Entnahme von Flüssiggas eine für die jeweilige Anwen dung hinreichende Versorgung mit Gas aus der Gasentnahmeleitung sicherzu stellen, ist vorteilhaft im Behälter eine Heizeinrichtung vorgesehen, mittels der bei Bedarf verflüssigtes Druckgas verdampft werden kann. In order to ensure that even with continued withdrawal of liquefied gas, one for the respective user sufficient supply of gas from the gas extraction line provide, a heater is advantageously provided in the container by means of Liquefied compressed gas can be evaporated.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Gasdruck im Be hälter und/oder dem Pufferspeicher laufend gemessen wird und die Messwerte einer Steuereinrichtung zugeleitet werden. In Abhängigkeit von den Messwerten gibt die Steuereinrichtung Befehle zum Betätigen oder zum Abschalten der Heiz einrichtung. Auf diese Weise wird eine zuverlässige und gleichmäßige Versorgung mit Gas gewährleistet.An advantageous development of the invention provides that the gas pressure in the loading container and / or the buffer memory is continuously measured and the measured values be fed to a control device. Depending on the measured values gives the control device commands to actuate or to switch off the heating Facility. This will ensure a reliable and even supply guaranteed with gas.
Zweckmäßigerweise sind in einer Anlage mehrere Behälter und/oder Pufferspei cher miteinander strömungsverbunden. Eine Zuschaltung von Behältern oder Pufferspeichern oder die Einstellung einer Heizleistung in einem oder mehreren Behältern zum Verdampfen von Flüssiggas kann dabei beispielsweise durch eine geeignete Steuereinrichtung automatisch geregelt werden. Eine solche Ausge staltung ist insbesondere bei Großverbrauchern von Flüssiggas und/oder Gas von Vorteil.It is expedient to have several containers and / or buffer tanks in one system cher fluidly connected. A connection of containers or Buffer storage or the setting of a heating output in one or more Containers for the vaporization of liquefied gas can, for example, by a suitable control device can be regulated automatically. Such an excerpt staltung is especially for bulk consumers of liquefied petroleum gas and / or gas Advantage.
Als Behälter kommen im Prinzip alle Behälter für tiefkalte verflüssigte Druckgase in Betracht. Besonders geeignet ist die Erfindung jedoch bei Standtanks oder Kaltvergasern, mit denen große Mengen an verflüssigtem Druckgas gespeichert werden können.In principle, all containers for cryogenic liquefied compressed gases come as containers into consideration. However, the invention is particularly suitable for standing tanks or Cold gasifiers with which large amounts of liquefied compressed gas are stored can be.
Als tiefkaltes verflüssigtes Druckgas kommen insbesondere Stickstoff, Kohlendi oxid oder ein Edelgas, etwa Argon, in Betracht. Insbesondere bei seltenen oder hochreinen Gasen stellt die wirtschaftliche Verwertbarkeit des anfallenden Abga ses einen wesentlichen Kostenfaktor dar.In particular, nitrogen and carbon di come as the cryogenic liquefied compressed gas oxide or a noble gas, such as argon. Especially with rare or high-purity gases represents the economic usability of the waste gas This is an essential cost factor.
Besonders vorteilhaft ist der Einsatz des aus der Gasentnahmeleitung entnom menen Gases in einer Anlage für die Inertgas-Verpackung von Produkten, bei spielsweise im Lebensmittelsektor.The use of the extraction valve from the gas extraction line is particularly advantageous menen gas in a plant for the inert gas packaging of products for example in the food sector.
Anhand der Zeichnung soll nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden.An exemplary embodiment of the invention will be described below with reference to the drawing are explained in more detail.
Die einzige Zeichnung (Fig. 1) zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsge mäßen Anlage. The only drawing ( Fig. 1) shows schematically the structure of a system according to the invention.
Die Anlage 1 umfasst einen Behälter 2, beispielsweise einen Standtank oder ei nen Kaltvergaser, zum Lagern von tiefkaltem, verflüssigtem Druckgas, beispiels weise Stickstoff oder ein Edelgas. Aus dem Behälter 2 wird in bekannter und hier nicht weiter interessierender Weise Flüssiggas über eine Entnahmeleitung 3 ent nommen und, mit oder ohne Zwischenschaltung eines hier nicht gezeigten Ver dampfers, einem Verbraucher 4 für verflüssigtes oder kaltes Gas zugeführt. Wei tere für einen Behälter zur Lagerung von tiefkalten, verflüssigten Druckgasen übli che oder erforderliche Armaturen wie Füllanschlüsse, Flüssiggas-Überlauf, Füll standsanzeiger, Druckmesseinrichtungen und mehr sind der Übersichtlichkeit hal ber im Bild nicht gezeigt, gleichwohl jedoch beim Behälter 2 vorhanden.The system 1 comprises a container 2 , for example a standing tank or a cold carburetor, for storing cryogenic, liquefied compressed gas, for example nitrogen or a noble gas. From the container 2 , in a known and not of further interest manner, liquefied gas is removed via a removal line 3 and, with or without the interposition of a vaporiser (not shown here), is supplied to a consumer 4 for liquefied or cold gas. Further for a container for storing cryogenic, liquefied compressed gases usual or necessary fittings such as filling connections, liquid gas overflow, level indicators, pressure measuring devices and more are not shown in the picture for the sake of clarity, but nevertheless exist in container 2 .
Der Behälter 2 ist mit einer Abgasleitung 6 versehen, die in der Gasphase 7 des im Behälter 2 gelagerten tiefkalt verflüssigten Druckgases ausmündet. Die Ab gasleitung 6 dient zum einen dazu, den Gasdruck, der sich im Laufe von Zeiten geringer Flüssiggasentnahme durch Verdampfung des gelagerten Flüssiggases in der Gasphase 7 aufbaut, auf einen Wert unterhalb des maximal zulässigen Be triebsdrucks des Behälters 2 zu halten. Hierzu ist die Abgasleitung 6 in be kannter Weise an ein oder mehrere Überdruckventile 8 angeschlossen, über die bei Überschreiten des maximalen Betriebsdrucks des Behälters 2 Gas in die Au ßenatmosphäre abgegeben wird. Zum anderen dient die Abgasleitung 6 bei der Anlage 1 dazu, das bei der Verdampfung des Flüssiggases entstehende Abgas einer wirtschaftlichen Nutzung zuzuführen. Hierzu ist die Abgasleitung 6 mit einer gasverbrauchenden Anlage 10 strömungsverbunden, im Ausführungsbeispiel mit einer Anlage für die Inertgas-Verpackung von Produkten, etwa von Lebensmit teln. In einer derartigen Anlage wird Inertgas, beispielsweise Stickstoff oder ein Edelgas, wie Argon, einer hohen Reinheit in Gasform benötigt. In der Abgaslei tung 6 sind nacheinander ein Rückschlagventil 9, ein Wärmetauscher 11 sowie ein Pufferbehälter, im Ausführungsbeispiel ein Druckbehälter 12 vorgesehen. Mittels des Druckbehälters 12 lässt sich das anfallende Abgas auch dann in einer gewissen Menge zwischenspeichern, wenn momentan kein Gas von der gas verbrauchenden Anlage 10 nachgefragt wird. Der im Druckbehälter 12 vorliegende Gasdruck wird mittels eines Messgerätes 13 laufend oder in regelmäßigen Zeitab ständen kontrolliert, um Informationen über die der gasverbrauchenden Anlage 10 aus dem Druckbehälter 12 lieferbare Gasmenge zu gewinnen.The container 2 is provided with an exhaust gas line 6 , which opens out in the gas phase 7 of the cryogenic liquefied compressed gas stored in the container 2 . From the gas line 6 serves on the one hand to keep the gas pressure, which builds up in the course of times of low liquid gas extraction by evaporation of the stored liquid gas in the gas phase 7 , to a value below the maximum permissible operating pressure of the container 2 . For this purpose, the exhaust line 6 is connected in known manner to one or more pressure relief valves 8 , via which gas is released into the outside atmosphere when the maximum operating pressure of the container 2 is exceeded. On the other hand, the exhaust gas line 6 in the system 1 serves to supply the exhaust gas produced during the evaporation of the liquid gas to an economical use. For this purpose, the exhaust pipe 6 is fluidly connected to a gas-consuming system 10 , in the exemplary embodiment with a system for the inert gas packaging of products, such as food. In such a system, inert gas, for example nitrogen or an inert gas, such as argon, of a high purity in gas form is required. In the exhaust line 6 , a check valve 9 , a heat exchanger 11 and a buffer tank, in the exemplary embodiment a pressure tank 12 are provided in succession. By means of the pressure vessel 12 , the resulting exhaust gas can also be temporarily stored in a certain amount if no gas is currently being requested by the gas-consuming system 10 . The gas pressure present in the pressure vessel 12 is checked continuously or at regular intervals by means of a measuring device 13 in order to obtain information about the amount of gas that can be delivered from the pressure vessel 12 to the gas-consuming system 10 .
Erfindungsgemäß kann der Druckbehälter 12 beispielsweise für einen Druck von 200 bar ausgelegt und mit geeigneten, hier jedoch nicht gezeigten Gasverdich tern, etwa Kompressoren ausgerüstet sein, um eine möglichst große Menge an Gas zwischenspeichern zu können. Auch können mehrere Behälter 2 an einen Druckbehälter 12 zum Zwischenspeichern von Abgas angeschlossen sein. Eben so liegt es im Rahmen der Erfindung, eine gasverbrauchende Anlage 10 mit meh reren Druckbehältern 12 zwecks Gasversorgung zu verbinden. Um der gas verbrauchenden Anlage 10 Gas möglichst hoher Reinheit zuführen zu können, können bei Bedarf Einrichtungen zur Gasreinigung in der Abgasleitung 6 ange ordnet werden.According to the invention, the pressure vessel 12 can be designed for a pressure of 200 bar, for example, and can be equipped with suitable gas compressors, but not shown here, such as compressors, in order to be able to temporarily store the largest possible amount of gas. A plurality of containers 2 can also be connected to a pressure container 12 for the temporary storage of exhaust gas. It is also within the scope of the invention to connect a gas-consuming system 10 to a plurality of pressure vessels 12 for the purpose of gas supply. In order to be able to supply gas of the gas-consuming system 10 with the highest possible purity, devices for gas cleaning in the exhaust line 6 can be arranged if necessary.
Um die gleichmäßige Zufuhr von Gas in die gasverbrauchende Anlage 10 sicher zustellen, ist eine Steuerzentrale 15 vorgesehen. Die Steuerzentrale 15 steht mit der Anlage 10, dem Messgerät 13 und einer im Innern des Behälters 2 angeord neten Heizeinrichtung 16 in Datenverbindung. In Abhängigkeit von der in der An lage nachgefragten Menge an Gas und der im Druckbehälter 12 vorliegenden Ab gasmenge übermittelt die Steuerzentrale 15 automatisch nach einem vorgegebe nen Programm einen Steuerbefehl an die Heizeinrichtung 16. Durch Betätigung der Heizeinrichtung 16 wird ein Teil des im Behälter 2 gespeicherten Flüssiggases verdampft und über die Abgasleitung 6 dem Druckbehälter 12 zugeführt und steht damit der gasverbrauchenden Anlage 10 zur Verfügung. Bei Vorhandensein meh rerer Behälter 2, die miteinander strömungsverbunden sind, kann die Steuerzent rale 15 auch dazu eingesetzt werden, die Zuschaltung und/oder Heizung der Be hälter und/oder Druckspeicher zu regeln.A control center 15 is provided in order to ensure the uniform supply of gas into the gas-consuming installation 10 . The control center 15 is in data connection with the system 10 , the measuring device 13 and a heating device 16 arranged inside the container 2 . Depending on the amount of gas demanded in the system and the amount of gas present in the pressure vessel 12 , the control center 15 automatically transmits a control command to the heating device 16 according to a predetermined program. By actuating the heating device 16 , part of the liquid gas stored in the container 2 is evaporated and fed to the pressure container 12 via the exhaust gas line 6 and is thus available to the gas-consuming system 10 . In the presence of several containers 2 , which are fluidly connected to one another, the control center 15 can also be used to regulate the connection and / or heating of the containers and / or pressure accumulators.
Mit der erfindungsgemäßen Anlage 1 lassen sich sehr flexibel unterschiedliche Nachfragen an Gas in verflüssigter oder gasförmiger Form befriedigen und gleich zeitig der Gasverlust im Vergleich zu konventionellen Anlagen minimieren. With the system 1 according to the invention, different demands for gas in liquefied or gaseous form can be met very flexibly and at the same time the gas loss can be minimized in comparison to conventional systems.
11
Anlage
investment
22
Behälter
container
33
Entnahmeleitung
withdrawal line
44
Verbraucher
consumer
55
-
-
66
Abgasleitung
exhaust pipe
77
Gasphase
gas phase
88th
Überdruckventil
Pressure relief valve
99
Rückschlagventil
check valve
1010
Anlage (für Inertgas-Verpackung)
System (for inert gas packaging)
1111
Wärmetauscher
heat exchangers
1212
Druckbehälter
pressure vessel
1313
Druckmessgerät
pressure monitor
1414
-
-
1515
Steuerzentrale
control Center
1616
Heizeinrichtung
heater
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |